一种道路平面交叉口竖向设计的计算机辅助设计方法技术

本发明专利技术涉及一种道路平面交叉口竖向设计的计算机辅助设计方法,其特征在于：在分别建立了道路平面交叉口竖向设计的设计对象外部模型和设计对象计算机三维内部模型基础上，自动构建交叉口面片集合，提供了灵活多样的面片封闭线（包括路脊线、路边线、路端线）的标高输入及转换计算模式，自动生成等高线及等分线。本发明专利技术克服了传统计算机辅助设计软件的不足。本方法具有设计速度快、方便、所见即所得等特点，大大提高了道路平面交叉口竖向设计效率和质量。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及道路计算机辅助设计的
，具体地说是。
技术介绍
:传统的交叉口竖向设计的软件一般是在AutoCAD系统内手动构建交叉口面片，然后手动计算并输入面片封闭线的设计高程，利用AutoCAD的3DFACE实体拼接形成的计算网来计算高程和坡度；软件的适用性和自动化程度都不高，虽然能绘出等高线图，但不能生成等分线图，虽然建立了计算机设计对象模型，但采用的模型不能完全满足交叉口行车和排水要求
技术实现思路
:本专利技术的目的在于研究出一种道路平面交叉口竖向计算机辅助设计方法:能实现交叉口面片自动构建，构建能精确模拟交叉口竖向设计的三维计算机内部模型及用户模型(模型之间可以自动转换)，面片封闭空间曲线的高程数据除了用户输入外还能从道路平纵线形设计中自动获取和自动计算转换。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:一种道路平面交叉口竖向计算机辅助设计方法，包括以下步骤:A、显示交叉口初始构造图，并自动构造出交叉口面片集合，所述每个交叉口面片由若干条直线和圆弧首尾连接形成的封闭空间曲线组成，分别由2条路脊线、2条路端线及I条路边线组成；B、根据输入的交叉口面片构造参数以及封闭空间曲线的高程，从道路纵断面设计得到对应的路脊线设计高程，然后利用三维昆式曲面计算模型得到对应的路边线高程；C、根据输入的交叉口面片封闭空间曲线高程及面片构造参数，自动构建三维昆式曲面，采用三维昆式曲面计算模型，进行排水坡度分析，判断是否满足排水最小坡度要求，如否则返回步骤B，如果是则直接进入步骤D ;D、完成等高线的绘制、等分线绘制。本专利技术的优点在于可克服现有技术中的一些不足，帮助设计人员实现道路平面交叉口竖向设计的自动化、可视化。本专利技术克服了传统计算机辅助设计软件的不足:(I)计算机内部模型为Coons曲面模型，无用户外部模型，不利于模型计算及转换；(2)只能手工构建交叉口面片；(3)面片封闭空间曲线的高程只能手工计算输入；(4)没有提供等分线设计表达方法。本方法具有设计速度快、方便、所见即所得等特点，大大提高了道路平面交叉口竖向设计效率和质量。附图说明:图1为计算机程序设计流程图。图2为T字形交叉口面片划分图。图3为十字形交叉口面片划分图。图4为环形交叉口面片划分图。图5为交叉口面片基本图示。图6为十字形交叉口面片封闭线高程设置图。图7为十字形交叉口等分线设计图。具体实施方式:道路平面交叉口竖向设计的计算机辅助设计方法的计算机程序流程如图1所示。该方法包括四个步骤。步骤一:用户需选择交叉口构造线，确定路脊线(中心线)交点，程序自动会构造出交叉口面片集合。每个交叉口面片由若干条直线和圆弧首尾连接形成的封闭空间曲线组成，分别由2条路脊线1 、2条路 端线2及I条路边线3组成，每个交叉口面片分解为两个Coons (昆式)曲面，如图2 5所示；T字形交叉的交叉口由3(或2)个交叉口面片组成，十字形交叉的交叉口由4个交叉口面片组成，环形路口由4个T字形路口组成。每个面片为一个封闭的曲线组成，分别由2条路脊线+2条路端线+1条路边线构成。封闭空间曲线的平面计算模型为现有技术，具体可参考相关文献文献1:Ρ521-525，袁胜强，道路平面线形设计对象模型，同济大学学报，1997.10。步骤二:用户输入交叉口面片构造参数以及封闭空间曲线的高程。其中封闭空间曲线的高程输入有两种方式，方式一为手工计算，然后输入，效率低；方式二，自动从道路纵断面设计得到对应的路脊线设计高程，该方法为现有技术，具体的纵断面计算模型可参考相应文献文献2:Ρ27-29,袁胜强，道路纵断面设计对象模型及软件开发，上海公路，1997.12，然后利用新型的三维Coons曲面计算模型(参见模型I)得到对应的路边线高程。以十字形交叉口为例，面片封闭空间曲线高程结果如图6所示。面片封闭空间曲线的高程包括面片的路脊线、路边线、路端线的标高。步骤三:根据输入的交叉口面片封闭空间曲线高程及面片构造参数，程序自动构建三维Coons曲面，采用模型1，进行排水坡度分析，用户可以对设计结果进行判断，如果不满足0.3%的排水最小坡度要求或设计者确定的最小坡度要求，可以返回步骤二，如果满意直接进入步骤四。步骤四:根据需要程序完成等高线的绘制、等分线绘制(计算参见模型I)等。以十字形交叉口为例，等分线设计见图7。图7表示为十字形交叉口等分线设计图。交叉口区域每个面片按路脊线、路边线等分进行连线，自动标注等分线上的标高。计算模型:模型I三维Coons曲面计算模型(参见图5)权利要求1.，其特征在于:该方法包括以下步骤:A、显示交叉口初始构造图，并自动构造出交叉口面片集合，所述每个交叉口面片由若干条直线和圆弧首尾连接形成的封闭空间曲线组成，分别由2条路脊线、2条路端线及I条路边线组成；B、根据输入的交叉口面片构造参数以及封闭空间曲线的高程，从道路纵断面设计得到对应的路脊线设计高程，然后利用三维昆式曲面计算模型得到对应的路边线高程；C、根据输入的交叉口面片封闭空间曲线高程及面片构造参数，自动构建三维昆式曲面，采用三维昆式曲面计算模型，进行排水坡度分析，判断是否满足排水最小坡度要求，如否则返回步骤B，如果是则直接进入步骤D ;D、完成等高线的绘制、标高查询和标注、等分线绘制。2.如权利要求1所述的道路平面交叉口竖向设计的计算机辅助设计方法，其特征在于:其中三维昆式曲面计算模型为:全文摘要本专利技术涉及,其特征在于在分别建立了道路平面交叉口竖向设计的设计对象外部模型和设计对象计算机三维内部模型基础上，自动构建交叉口面片集合，提供了灵活多样的面片封闭线(包括路脊线、路边线、路端线)的标高输入及转换计算模式，自动生成等高线及等分线。本专利技术克服了传统计算机辅助设计软件的不足。本方法具有设计速度快、方便、所见即所得等特点，大大提高了道路平面交叉口竖向设计效率和质量。文档编号G06F17/50GK103207923SQ201210007570公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日专利技术者袁胜强 申请人:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路平面交叉口竖向设计的计算机辅助设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：A、显示交叉口初始构造图，并自动构造出交叉口面片集合，所述每个交叉口面片由若干条直线和圆弧首尾连接形成的封闭空间曲线组成，分别由2条路脊线、2条路端线及1条路边线组成；B、根据输入的交叉口面片构造参数以及封闭空间曲线的高程，从道路纵断面设计得到对应的路脊线设计高程，然后利用三维昆式曲面计算模型得到对应的路边线高程；C、根据输入的交叉口面片封闭空间曲线高程及面片构造参数，自动构建三维昆式曲面，采用三维昆式曲面计算模型，进行排水坡度分析，判断是否满足排水最小坡度要求，如否则返回步骤B，如果是则直接进入步骤D；D、完成等高线的绘制、标高查询和标注、等分线绘制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁胜强，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：