道路勘測設(shè)計(jì)之十二現(xiàn)代道路勘測與設(shè)計(jì)新技術(shù)（PPT42）

道路勘測測設(shè)計(jì)現(xiàn)代道路路勘測與與設(shè)計(jì)新新技術(shù)主講教師師：秦建建平長安安大大學(xué)學(xué)本章摘要要:本章主要要介紹道道路測設(shè)設(shè)新技術(shù)術(shù)的發(fā)展展現(xiàn)狀；；航空攝攝影測量量技術(shù)、、全球定定位技術(shù)術(shù)（GPS）、遙感感技術(shù)（（RS）、地理理信息系系統(tǒng)(GIS)的基本原原理及其其在道路路設(shè)計(jì)中中的應(yīng)用用；數(shù)字字地面模模型（DTM）建立方方法；路路線計(jì)算算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)的的任務(wù)和和系統(tǒng)功功能設(shè)計(jì)計(jì)以及路路線平面面、縱斷斷面、橫橫斷面計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)計(jì)；道路路虛擬仿仿真技術(shù)術(shù)等內(nèi)容容。第一節(jié)概概述述摘要內(nèi)容容：主要介紹紹道路測測設(shè)新技技術(shù)的發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀。講課重點(diǎn)點(diǎn)：1.國外道路路計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)發(fā)展?fàn)顮顩r；2.國內(nèi)道路路計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)發(fā)展?fàn)顮顩r。講課難點(diǎn)點(diǎn)：GPS系統(tǒng)組成成與性能能。一、國外外道路計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)發(fā)發(fā)展?fàn)顩r況計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)計(jì)（ComputerAidedDesign，簡稱CAD）是包括括繪圖與與說明的的設(shè)計(jì)活活動。20世紀(jì)60年代，計(jì)計(jì)算機(jī)運(yùn)運(yùn)用到道道路設(shè)計(jì)計(jì)主要是是完成繁繁重的計(jì)計(jì)算任務(wù)務(wù)，如多多層路面面結(jié)構(gòu)力力學(xué)計(jì)算算、路基基穩(wěn)定性性分析與與計(jì)算、、橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算算、路基基土石方方計(jì)算及及平面和和縱斷面面線形計(jì)計(jì)算等。。20世紀(jì)70年代，道道路優(yōu)化化技術(shù)從從縱斷面面優(yōu)化擴(kuò)擴(kuò)展到一一定寬度度范圍的的平面線線形優(yōu)化化和平縱縱組合線線形綜合合優(yōu)化，，數(shù)字地地面模型型開始應(yīng)應(yīng)用，計(jì)計(jì)算機(jī)繪繪圖技術(shù)術(shù)發(fā)展為為實(shí)用階階段。20世紀(jì)80年代，道道路CAD系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展更加加完善，，并逐步步向系統(tǒng)統(tǒng)化、集集成化方方向發(fā)展展。進(jìn)入入20世紀(jì)90年代，國國外一些些較成熟熟道路CAD軟件，向向國際化化方向發(fā)發(fā)展。二、國內(nèi)內(nèi)道路計(jì)計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)發(fā)發(fā)展?fàn)顩r況我國道路路設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)用計(jì)算算機(jī)起步步較晚。。20世紀(jì)70年代末至至80年代初，，國內(nèi)有有關(guān)高校校和設(shè)計(jì)計(jì)單位在在收集國國外路線線優(yōu)化技技術(shù)和CAD技術(shù)資料料的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，開開展了路路線優(yōu)化化技術(shù)方方面的研研究，編編制相關(guān)關(guān)優(yōu)化程程序。20世紀(jì)80年代中后后期，隨隨著我國國道路建建設(shè)的快快速發(fā)展展，對道道路CAD技術(shù)的需需求也不不斷增大大，促進(jìn)進(jìn)了道路路CAD技術(shù)的發(fā)發(fā)展。20世紀(jì)90年代至今今是道路路基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施建設(shè)設(shè)大發(fā)展展期，道道路建設(shè)設(shè)的速度度明顯加加快，建建設(shè)規(guī)模模不斷擴(kuò)擴(kuò)大，對對道路CAD軟件的要要求越來來越高。。第二節(jié)道道路路勘測新新技術(shù)摘要內(nèi)容容：主要介紹紹全球定定位技術(shù)術(shù)（GPS）、遙感感技術(shù)（（RS）、地理理信息系系統(tǒng)（GIS）的基本本原理及及其在道道路設(shè)計(jì)計(jì)中的應(yīng)應(yīng)用；數(shù)數(shù)字地面面模型（（DTM）建立方方法。講課重點(diǎn)點(diǎn)：1.全球定位位技術(shù)（（GPS）的基本本原理；；2.遙感技術(shù)術(shù)（RS）的基本本原理；；3.地理信息息系統(tǒng)（（GIS）的基本本原理。。講課難點(diǎn)點(diǎn)：GPS系統(tǒng)的基基本原理理。一、全球球定位系系統(tǒng)GPS系統(tǒng)主要要由GPS空間衛(wèi)星星部分（（衛(wèi)星星星座）、、地面監(jiān)監(jiān)控部分分和用戶戶設(shè)備部部分組成成。如圖圖12-1，GPS衛(wèi)星星座座由24顆衛(wèi)星組組成，其其中有21顆工作衛(wèi)衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)衛(wèi)星。該該布設(shè)方方案將保保證在世世界任何何地方、、任何時(shí)時(shí)間，都都可進(jìn)行行實(shí)時(shí)三三維定位位。一、全球球定位系系統(tǒng)（一）GPS衛(wèi)星基本本功能1.接收和儲儲存由地地面監(jiān)控控站發(fā)來來的導(dǎo)航航信息，，并執(zhí)行行它的控控制指令令；2.利用微處處理機(jī)進(jìn)進(jìn)行部分分必要的的數(shù)據(jù)處處理工作作；3.通過星載載高精度度的原子子鐘提供供精密的的時(shí)間基基準(zhǔn)；4.向用戶發(fā)發(fā)送導(dǎo)航航與定位位信息；；5.通過指令令調(diào)整衛(wèi)衛(wèi)星的姿姿態(tài)和啟啟用備用用衛(wèi)星。。（二）GPS定位原理理GPS定位方法法主要有有偽距法法定位、、載波相相位測量量定位和和GPS差分定位位。1.偽距測量量是測定定衛(wèi)星到到接收機(jī)機(jī)的距離離，即由由衛(wèi)星發(fā)發(fā)射的測測距碼信信號到達(dá)達(dá)GPS接收機(jī)的的傳播時(shí)時(shí)間乘以以光速所所得的距距離。一、全球球定位系系統(tǒng)2.差分定位位也稱GPS相對定位位，是確確定觀測測點(diǎn)（也也稱流動動站）與與某一地地區(qū)參考考點(diǎn)（也也稱基準(zhǔn)準(zhǔn)站）的的相對位位置。如如圖所示示。3.載波相位位測量是是測定GPS衛(wèi)星載波波信號到到接收機(jī)機(jī)天線之之間的相相位延遲遲。一、全球球定位系系統(tǒng)式（12-1）式中：D——為兩相鄰鄰點(diǎn)間的的距離（（km）；a——固定誤差差（mm）；b——比例誤差差(ppm)。不同用途途的GPS網(wǎng)的精度度不同，，GPS控制網(wǎng)分分為A、B、C、D、E五個(gè)等級級。按GPS測量實(shí)施施的工作作程序，，可分為為GPS網(wǎng)設(shè)計(jì)、、選點(diǎn)與與建立標(biāo)標(biāo)志、外外業(yè)觀測測及成果果檢核與與處理等等幾個(gè)階階段。1.GPS網(wǎng)精度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確確定精度指標(biāo)標(biāo)通常以以網(wǎng)中相相鄰點(diǎn)之之間的距距離誤差差表示，，其形式式為一、全球球定位系系統(tǒng)2.GPS網(wǎng)的圖圖形設(shè)設(shè)計(jì)根據(jù)GPS測量的的不同同用途途，GPS網(wǎng)的獨(dú)獨(dú)立觀觀測邊邊應(yīng)構(gòu)構(gòu)成一一定的的幾何何圖形形，基基本形形式有有三角角網(wǎng)、、環(huán)形形網(wǎng)、、星形形網(wǎng)。。3.選點(diǎn)、、建標(biāo)標(biāo)志選點(diǎn)時(shí)時(shí)除應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)離離產(chǎn)生生磁場場源的的地方方和保保證觀觀測站站在視視場內(nèi)內(nèi)周圍圍障礙礙物的的高度度角應(yīng)應(yīng)小于于10°°～15°°外，其其它要要求及及建立立標(biāo)志志同常常規(guī)控控制測測量。。4.GPS測量的的觀測測工作作GPS測量的的觀測測工作作主要要包括括天線線安置置、觀觀測作作業(yè)、、觀測測記錄錄及觀觀測數(shù)數(shù)據(jù)的的質(zhì)量量判定定等。。一、全全球定定位系系統(tǒng)（四））實(shí)時(shí)時(shí)GPS測量（（RTK）在道道路工工程中中的應(yīng)應(yīng)用1.實(shí)時(shí)GPS測量原原理RTK定位技技術(shù)，，需在在兩臺臺GPS接收機(jī)機(jī)之間間增加加一套套無線線數(shù)字字通訊訊系統(tǒng)統(tǒng)（亦亦稱數(shù)數(shù)據(jù)鏈鏈），，將兩兩相對對獨(dú)立立的GPS信號接接收系系統(tǒng)聯(lián)聯(lián)成有有機(jī)整整體。?；鶞?zhǔn)準(zhǔn)站通通過電電臺將將觀測測信息息和測測站數(shù)數(shù)據(jù)傳傳輸給給流動動站，，流動動站將將基準(zhǔn)準(zhǔn)站傳傳來的的載波波觀測測信號號與流流動站站本身身測得得的載載波觀觀測信信號進(jìn)進(jìn)行差差分處處理，，解出出兩站站間的的基線線值，，同時(shí)時(shí)輸入入相應(yīng)應(yīng)的坐坐標(biāo)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換和和投影影參數(shù)數(shù)，實(shí)實(shí)時(shí)得得到測測點(diǎn)坐坐標(biāo)。。實(shí)時(shí)GPS系統(tǒng)通通常由由GPS信號接接收系系統(tǒng)、、數(shù)據(jù)據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)傳輸輸系統(tǒng)統(tǒng)、數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)實(shí)時(shí)處處理系系統(tǒng)組組成。。2.實(shí)時(shí)GPS測量在在道路路工程程中可可完成成多種種工作作：(1)工程控控制測測量(2)制做大大比例例尺地地形圖圖(3)道路中中線測測設(shè)(4)道路縱縱、橫橫斷面面測量量(5)施工測測量二、遙遙感技技術(shù)(一）遙遙感技技術(shù)系系統(tǒng)現(xiàn)代遙遙感技技術(shù)系系統(tǒng)一一般由由四部部分組組成，，如圖圖12-3所示。。1.空間信信息采采集系系統(tǒng)；；2.地面接接收和和預(yù)處處理系系統(tǒng)；；3.地面實(shí)實(shí)況調(diào)調(diào)查系系統(tǒng)；；4.信息分分析應(yīng)應(yīng)用系系統(tǒng)。。二、遙遙感技技術(shù)（二））遙感感專題題制圖圖流程程遙感專專題制制圖的的工藝藝流程程如圖圖所示示。二、遙遙感技技術(shù)（三））遙感感技術(shù)術(shù)在道道路工工程中中的應(yīng)應(yīng)用目前，，遙感感技術(shù)術(shù)在道道路工工程中中的應(yīng)應(yīng)用主主要是是工程程地質(zhì)質(zhì)勘測測方面面。1.重點(diǎn)工工程的的布局局；2.判釋區(qū)區(qū)域地地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造薄薄弱環(huán)環(huán)節(jié)；；3.借助遙遙感圖圖片對對長隧隧道、、大橋橋的區(qū)區(qū)域進(jìn)進(jìn)行穩(wěn)穩(wěn)定評評價(jià)三、數(shù)數(shù)字?jǐn)z攝影測測量技技術(shù)（一））數(shù)字字?jǐn)z影影測量量方法法1.計(jì)算機(jī)機(jī)輔助助測圖圖計(jì)算機(jī)機(jī)輔助助測圖圖是利利用解解析測測圖儀儀或模模擬光光機(jī)型型測圖圖儀與與計(jì)算算機(jī)相相聯(lián)的的機(jī)助助(或機(jī)控控)系統(tǒng)，，進(jìn)行行數(shù)據(jù)據(jù)采集集、數(shù)數(shù)據(jù)處處理，，形成成數(shù)字字高程程模型型DEM與數(shù)字字地圖圖，輸輸入相相應(yīng)的的數(shù)據(jù)據(jù)庫。。也可可在數(shù)數(shù)控繪繪圖儀儀輸出出線劃劃圖，，或在在數(shù)控控正射射投影影儀輸輸出正正射影影像圖圖，或或用打打印機(jī)機(jī)打印印各種種表格格。2.全數(shù)字字?jǐn)z影影測量量全數(shù)字字?jǐn)z影影測量量是在在解析析法測測圖基基礎(chǔ)上上發(fā)展展起來來的一一種攝攝影測測量方方法。。它與與解析析法測測圖的的主要要區(qū)別別是利利用相相關(guān)技技術(shù)和和掃描描技術(shù)術(shù)將相相片影影像數(shù)數(shù)字化化，無無需人人眼進(jìn)進(jìn)行觀觀測便便可得得到被被測區(qū)區(qū)域的的地表表三維維數(shù)據(jù)據(jù)。全全數(shù)字字?jǐn)z影影測量量的主主要設(shè)設(shè)備是是掃描描儀和和具有有圖形形圖像像處理理功能能的計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)。全全數(shù)字字?jǐn)z影影測量量的測測圖程程序是是先將將相片片影像像的灰灰度數(shù)數(shù)字化化，在在計(jì)算算機(jī)上上進(jìn)行行數(shù)據(jù)據(jù)處理理。三、數(shù)數(shù)字?jǐn)z攝影測測量技技術(shù)（二））數(shù)字字?jǐn)z影影測量量在道道路工工程中中的應(yīng)應(yīng)用1.建立數(shù)數(shù)字地地面模模型DTM；2.自動生成成等高線線地形圖圖；3.制作正射射影像圖圖、景觀觀圖、DTM透視圖及及立體模模型等；；4.提供各種種工程設(shè)設(shè)計(jì)需要要的工程程信息、、各種信信息系統(tǒng)統(tǒng)、數(shù)據(jù)據(jù)庫所需需的定向向信息。。四、地理理信息系系統(tǒng)（一）地地理信息息系統(tǒng)的的基本概概念地理信息息系統(tǒng)是是一門學(xué)學(xué)科，是是描述、、存儲、、分析和和輸出空空間信息息理論和和方法的的一門新新興交叉叉學(xué)科。。地理信信息系統(tǒng)統(tǒng)具有以以下三個(gè)個(gè)特征：：1.具有采集集、管理理、分析析和輸出出多種地地理信息息的能力力，具有有空間性性和動態(tài)態(tài)性；2.由計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)支支持進(jìn)行行空間地地理數(shù)據(jù)據(jù)管理，，并由計(jì)計(jì)算機(jī)程程序模擬擬常規(guī)或或?qū)ｉT的的地理分分析方法法，利用用空間數(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)產(chǎn)生有用用信息，，完成人人類難以以完成的的任務(wù)；；3.計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)的支支持是地地理信息息系統(tǒng)的的重要特特征，使使地理信信息系統(tǒng)統(tǒng)能快速速、精確確、綜合合地對復(fù)復(fù)雜地理理系統(tǒng)進(jìn)進(jìn)行空間間定位和和過程動動態(tài)分析析。四、地理理信息系系統(tǒng)（二）地地理信息息系統(tǒng)的的構(gòu)成一個(gè)完整整的GIS主要由四四個(gè)部分分構(gòu)成，，即計(jì)算算機(jī)硬件件系統(tǒng)、、計(jì)算機(jī)機(jī)軟件系系統(tǒng)、地地理數(shù)據(jù)據(jù)（或空空間數(shù)據(jù)據(jù)）和系系統(tǒng)管理理操作人人員。系系統(tǒng)構(gòu)成成如圖所所示。第三節(jié)道道路路計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)摘要內(nèi)容容：主要介紹紹路線CAD的任務(wù)及及功能設(shè)設(shè)計(jì)以及及路線平平面、縱縱斷面、、橫斷面面計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)。講課重點(diǎn)點(diǎn)：1.路線平面面計(jì)算機(jī)機(jī)輔助設(shè)設(shè)計(jì)；2.路線縱斷斷面設(shè)計(jì)計(jì)；3.路線橫斷斷面設(shè)計(jì)計(jì)。一、路線線CAD的任務(wù)及及功能設(shè)設(shè)計(jì)（一）路路線CAD的任務(wù)路線CAD的任務(wù)是是利用計(jì)計(jì)算機(jī)快快速計(jì)算算取代人人工繁重重的計(jì)算算與繪圖圖工作，，而用優(yōu)優(yōu)化技術(shù)術(shù)自動進(jìn)進(jìn)行部分分修改工工作，另另一部分分由人機(jī)機(jī)交互修修改，把把設(shè)計(jì)者者的精力力主要用用于分析析判斷及及處理一一些難于于用數(shù)學(xué)學(xué)模型表表示的問問題上。。這樣，，可減輕輕設(shè)計(jì)者者的勞動動，利于于多做方方案，對對提高設(shè)設(shè)計(jì)效率率和設(shè)計(jì)計(jì)質(zhì)量有有重要意意義。一、路線線CAD的任務(wù)及及功能設(shè)設(shè)計(jì)（二）系系統(tǒng)的功功能設(shè)計(jì)計(jì)根據(jù)路線線設(shè)計(jì)的的特點(diǎn)，，在路線線方案確確定后，，需考慮慮下述主主要功能能：1.系統(tǒng)應(yīng)能能接受和和處理不不同數(shù)據(jù)據(jù)來源的的原始資資料；2.系統(tǒng)應(yīng)能能進(jìn)行與與路線設(shè)設(shè)計(jì)有關(guān)關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算工工作；3.系統(tǒng)應(yīng)具具有強(qiáng)大大的人機(jī)機(jī)交互設(shè)設(shè)計(jì)與修修改功能能；4.信息反饋饋；5.數(shù)據(jù)管理理功能；；6.支持分布布式設(shè)計(jì)計(jì)；7.系統(tǒng)應(yīng)能能輸出設(shè)設(shè)計(jì)中需需要的各各種表格格。二、路線線平面設(shè)設(shè)計(jì)利用計(jì)算算機(jī)進(jìn)行行平面設(shè)設(shè)計(jì)，常常用做法法：一是是在數(shù)字字地面模模型支持持下，人人機(jī)交互互完成設(shè)設(shè)計(jì)過程程；二是是由設(shè)計(jì)計(jì)者確定定路線平平面設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)后后，輸入入計(jì)算機(jī)機(jī)，由計(jì)計(jì)算機(jī)逐逐一完成成計(jì)算和和繪圖工工作。將將第一種種做法稱稱為交互互設(shè)計(jì)，，第二種種稱為輔輔助計(jì)算算和繪圖圖。二、路線線平面設(shè)設(shè)計(jì)（一）交交互設(shè)計(jì)計(jì)交互設(shè)計(jì)計(jì)的工作作過程可可描述為為：在路路線平面面方案確確定的基基礎(chǔ)上，，設(shè)計(jì)者者根據(jù)地地形、地地物情況況，利用用交互設(shè)設(shè)備（如如鼠標(biāo)、、鍵盤等等），確確定控制制路線線線位的控控制點(diǎn)，，再由控控制點(diǎn)分分布情況況，定出出控制線線位的線線形單元元，如圓圓曲線或或直線，，形成一一個(gè)圓弧弧與圓弧弧或圓弧弧與直線線組成的的具有錯(cuò)錯(cuò)位的間間斷線形形，如圖圖12-6所示。設(shè)設(shè)計(jì)者選選定兩個(gè)個(gè)或多個(gè)個(gè)控制單單元，計(jì)計(jì)算機(jī)根根據(jù)給定定的連接接信息，，確定中中間連接接線元，，形成連連續(xù)的線線形，如如圖12-12c）。設(shè)計(jì)計(jì)者可以以根據(jù)計(jì)計(jì)算的結(jié)結(jié)果確定定是否修修改，直直到滿足足設(shè)計(jì)要要求。具具體流程程如圖12-13所示。二、路線線平面設(shè)設(shè)計(jì)a)b)c)圖12-12平面線形形的控制制單元圖12-13平面交互互設(shè)計(jì)流流程二、路線線平面設(shè)設(shè)計(jì)（二）輔輔助計(jì)算算和繪圖圖輔助計(jì)算算和繪圖圖是在路路線平面面位置完完全確定定的情況況下進(jìn)行行的，計(jì)計(jì)算機(jī)在在平面設(shè)設(shè)計(jì)過程程中，只只相當(dāng)于于一個(gè)計(jì)計(jì)算和繪繪圖工具具，對設(shè)設(shè)計(jì)的支支持層次次較低。。具體流流程如下下圖所示示。三、路線線縱斷面面設(shè)計(jì)（一）縱縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)流程程圖縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)是在在縱斷面面地面線線數(shù)據(jù)和和控制點(diǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)已已知的基基礎(chǔ)上進(jìn)進(jìn)行的。?？v斷面面設(shè)計(jì)系系統(tǒng)的流流程如下下圖所示示。三、路線線縱斷面面設(shè)計(jì)（二）縱縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)的主主要內(nèi)容容1.縱斷面設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算；2.交互修改改，包括括修改變變坡點(diǎn)位位置、變變坡點(diǎn)平平移、取取消或增增加變坡坡點(diǎn)以及及改變豎豎曲線半半徑等；；3.工程量估估算。四、路線線橫斷面面設(shè)計(jì)（一）橫橫斷面設(shè)設(shè)計(jì)流程程利用計(jì)算算機(jī)進(jìn)行行橫斷面面設(shè)計(jì)的的工作過過程：設(shè)設(shè)計(jì)者根根據(jù)地形形、地質(zhì)質(zhì)、水文文、氣候候等條件件，分段段確定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)斷面面形式及及構(gòu)造物物布置形形式，計(jì)計(jì)算機(jī)根根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)橫斷面面自動進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)成果由由計(jì)算機(jī)機(jī)逐個(gè)顯顯示，設(shè)設(shè)計(jì)者在在屏幕上上交互修修改不合合理的設(shè)設(shè)計(jì)斷面面。計(jì)算算機(jī)自動動存入修修改后的的數(shù)據(jù)，，完成后后續(xù)計(jì)算算，輸出出橫斷面面設(shè)計(jì)圖圖。上述述過程可可用下圖圖表示。。四、路線線橫斷面面設(shè)計(jì)四、路線線橫斷面面設(shè)計(jì)（二）主主要設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)容1.輸入橫斷斷面地面面線；2.橫斷面自自動設(shè)計(jì)計(jì)；3.橫斷面修修改設(shè)計(jì)計(jì)；4.橫斷面面面積計(jì)算算；5.土石方數(shù)數(shù)量計(jì)算算。第四節(jié)道道路路虛擬仿仿真技術(shù)術(shù)摘要內(nèi)容容：主要介紹紹道路虛虛擬仿真真技術(shù)。。講課重點(diǎn)點(diǎn)：1計(jì)算機(jī)仿仿真基礎(chǔ)礎(chǔ)；2.道路線形形仿真與與評價(jià)。。一、計(jì)算算機(jī)仿真真基礎(chǔ)（一）仿仿真基本本概念仿真是為為分析與與研究已已存在或或尚未建建成的系系統(tǒng)，建建立系統(tǒng)統(tǒng)模型，，并對模模型進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)與與分析的的過程。。仿真概概念框架架總結(jié)了了仿真研研究的三三個(gè)基本本要素：：1.對仿真問問題的描描述；2.行為產(chǎn)生生器；3.模型行為為及其處處理。一、計(jì)算算機(jī)仿真真基礎(chǔ)下圖表示示了三個(gè)個(gè)要素的的具體內(nèi)內(nèi)容及相相互關(guān)系系。一、計(jì)算算機(jī)仿真真基礎(chǔ)（二）仿仿真系統(tǒng)統(tǒng)開發(fā)的的基本原原則1..實(shí)驗(yàn)與模模型分離離；2.模型與數(shù)數(shù)據(jù)分離離。（三）仿仿真系統(tǒng)統(tǒng)的基本本結(jié)構(gòu)根據(jù)仿真真的基本本概念框框架，仿仿真軟件件必須具具備的功功能為：：1.模型描述述的規(guī)范范及處理理；2.仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的執(zhí)行行與控制制；3.數(shù)據(jù)與結(jié)結(jié)果的分分析、顯顯示及文文檔化；；4.對模型、、實(shí)驗(yàn)?zāi)ＤＪ健?shù)數(shù)據(jù)、圖圖形或知知識的存存儲、檢檢索與管管理。二、道路路線形仿仿真與評評價(jià)（一）道道路仿真真系統(tǒng)具具有下述述特征：：1.持續(xù)響應(yīng)應(yīng)反饋特特性；2.智能仿真真特征；；3.混雜性。。（二）仿仿真系統(tǒng)統(tǒng)建立及及應(yīng)用方方法1.汽車系統(tǒng)統(tǒng)、道路路環(huán)境的的物理抽抽象；2.獲取模型型的運(yùn)動動學(xué)（幾幾何定位位）參數(shù)數(shù)，建立立抽象系系統(tǒng)的運(yùn)運(yùn)動部件件、約束束，建立立運(yùn)動學(xué)學(xué)模型；；3.獲得模型型的動力力學(xué)參數(shù)數(shù)，定義義模型中中部件、、鉸鏈等等及外界界條件，，如道路路特性、、空氣阻阻力等，，建立動動力學(xué)模模型；4.選擇設(shè)計(jì)車型型，對汽車模模型進(jìn)行仿真真驗(yàn)證；5.建立道路模型型，根據(jù)道路路模型和汽車車模型特點(diǎn)，，確立駕駛員員操縱策略并并建立駕駛員員模型；6.進(jìn)行仿真，獲獲得汽車的速速度、加速度度、操縱特性性等數(shù)據(jù)