[发明专利]用于单喇叭型互通式立体交叉线形设计的方法和系统

说明书

本发明提供一种用于单喇叭型互通式立体交叉线形设计的方法和系统，其中的方法包括：数据接收步骤、获取C匝道线形的步骤、获取A匝道线形的步骤、获取D匝道线形的步骤、获取E匝道线形的步骤和获取B匝道线形的步骤。采用本发明的上述方案，仅需操作人员输入单喇叭互通立交与主线的交叉位置、与被交道的交叉位置及角度，即可自动地、快速地生成平面线形方案，极大地提高了单喇叭互通立交的设计效率和质量。

技术领域

本发明涉及公路平面线形设计领域技术领域，具体涉及一种用于单喇叭型互通式立体交叉线形设计的方法和系统。

背景技术

互通立交(全称：互通式立体交叉)的平面线形由直线、圆曲线、缓和曲线三种基本线形组成，通过起点接线约束和终点接线约束确定当前立交线形与其他立交匝道或主线之间的相对关系。在公路设计行业中，互通立交平面设计主要采用两种方法，即交点法和曲线法，前者偏重于公路主线设计，例如典型的交点转角的设计，后者更适用于互通式立体交叉的平面线位设计。根据实际需求对两种方法进行选择。具体地：

(1)交点法

交点法是将“缓和曲线+圆曲线+缓和曲线”作为一个交点曲线的基本组合，其中前后缓和曲线可以相同或不同，也可以存在或不存在。在给定路线控制导线的每个转角点上，手动添加上述平曲线组合，生成标准曲线，以及组合成S型、凸型、卵型、C型等各种曲线来完成平面设计的方法。

(2)曲线法

曲线法是将直线、圆曲线、缓和曲线作为基本单元，根据地形、地物等约束条件，由人工将基本单元按需放置并拼接相连后，完成平面线形设计的方法。

显然，交点法适合地形相对简单的情况，曲线法适合地形复杂的情况。两种方法虽然较为灵活，但是交点法和曲线法仅为基本的线形设计方法，而对于如图1所示的单喇叭互通立交的平面线形布设来说，不仅仅是基本线形设计，还要考虑匝道之间的对接(如A匝道与其他匝道的对接、M主线与各匝道的对接)，相对空间位置的设置，加减速车道布置等，因此采用现有技术中的交点法或曲线法实现单喇叭互通立交的平面线形不易实现，需要人工操作的部分较多，效率较低，因此亟需一种能够自动生成单喇叭型互通式立体交叉线形的方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中没有针对单喇叭型互通式立体交叉线形进行设计的方案，导致设计针对单喇叭型互通式立体交叉线形时需要人工参与较多、效率低的技术问题

本发明提供一种用于单喇叭型互通式立体交叉线形设计的方法，适用于A型单喇叭互通，包括如下步骤：

数据接收步骤：获取输入参数，所述输入参数包括主线及被交道的平面线形，主线、被交道及各匝道的设计速度和路基标准横断面，A匝道与主线交叉点的位置以及A匝道与被交道交叉点的位置；

获取C匝道线形的步骤：根据C匝道的平面线形、主线及C匝道的设计车速和路基标准横断面及主线的平面线形确定C匝道的曲率变化；以C匝道与A匝道对接的位置作为C匝道的起点，根据C匝道的曲率变化以及C匝道与主线的接线关系确定C匝道的终点，生成C匝道的线形；

获取A匝道线形的步骤：以C匝道的起点作为A匝道的起点，以A匝道与被交道交叉点作为A匝道的终点，根据A匝道的设计车速和路基标准横断面、以及A匝道的起终点相对位置关系确定A匝道的线形组合、A匝道线形组合中每一段曲线的曲率变化和长度，生成A匝道的线形；

获取D匝道线形的步骤：以D匝道自主线分流的减速车道起点作为D匝道起点，根据主线设计车速、主线及D匝道的路基标准横断面和设计车速、A匝道的位置及线形组合，先确定D匝道中减速车道位置；然后确定D匝道的平面线形组合、D匝道每个曲线的曲率变化和长度以及D匝道终点与A匝道的接线位置，生成D匝道的线形；