第十二章 国内外优秀道路CAD软件介绍

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计算机在道路工程领域的应用始于20世纪六十年代。近20年以来，进入高速发展阶段，世界各发达国相继开发道路CAD软件，并且功能更加完善，目前已商品化在市场上可见销售的有10多种，比较著名的有英国的MOSS系统、美国的INROADS、德国的CARD/1等。我国公路CAD的研究始于70年代后期，虽然起步较晚，但发展迅速。80年代以来。随着我国公路建设的高速发展，大大促进了我国公路CAD系统的开发与应用。许多院校、交通设计院相继开发了公路路线微机辅助设计系统、公路中小桥CAD 系统、涵洞CAD系统、立交CAD系统等公路设计软件，这些系统在使用和推广过程中不断完善。

本章将介绍几种比较著名的国内外优秀的道路CAD软件，包括：德国的CARD/1、国内的集成化公路CAD系统、纬地道路辅助设计系统等。

第一节 德国CARD/1软件

德国IB&T有限公司出品的CARD/1软件系统是一款道路（公路和铁路）勘测设计一体化软件系统。CARD/1的原意是计算机辅助道路设计（Computer Aided Road Design）。经过了十多年的发展，原先的CARD/1系统是一个从运用中发展起来的专门适用于道路测量和设计的软件包，现在的CARD/1系统已广泛应用于测绘、道路、铁路（磁悬浮列车）和管道的规划、设计和施工。目前CARD/1系统已经发展到8.0版本，除德文版外，还被译成英文版、中文版、俄文版、波兰文版和匈牙利文版。

一、软件的主要特点

1．高度集成

CARD/1覆盖测绘、道路、铁路、管道设计及施工的全过程。CARD/1是不依赖于其它任何软件（除操作系统外）就可完成基础数据采集、设计、绘图全过程的软件系统。避免了传统的使用五、六个不同公司的软件分别解决不同的问题，最后合起来完成一个项目的弊端。使用CARD/1软件，数据在应用系统内部高效传递,避免了不同软件之间数据转换的繁琐和出错可能性。而且用户面对的服务供应商单一，技术服务容易得到保障。

2．全面开放

可接受所有来源的数据：已有的平、纵、横断面地面线及设计资料；全站仪数据；航测数据；GPS数据；既有图扫描数据；激光测量仪数据和其它软件数据。并提供有国内常用道路工程设计软件数据接口，使设计单位各专业间的协同工作更加方便快捷。设计参数自由输入，不受国别或地区差异的限制。绘图控制文件和表格生成程序以源代码方式提供给用户，可以满足用户的个性化需求，国际招标文件的编制也是轻而易举。

横断面设计是以开发文件的形式进行，可以完成任意形式的横断面设计。CARD/1为用户提供常用的横断面设计源程序，用于整体式、分离式和台阶式路基设计及截排水沟和挡墙的设计等。

3．设计与绘图分开

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CARD/1的工作过程是将设计与绘图分开，设计时只显示与设计相关的信息，设计完成后可通过控制文件产生所需的绘图，设计过程将永久保留。设计调整后，通过绘图控制文件可对绘图进行及时刷新，无需删除原来的图形。

4．智能化与个性化

CARD/1系统基于数字地面模型，融合了许多模拟、回归分析、自动设计等智能化功能，可使工程师的方案更优、更合理。CARD/1为工程师提供了充分发挥自己智慧和才能的强有力的工具，工程师完全可以按自己的想法设计和出图，使其设计成果更加得心应手、独具一格。

5．功能精细可靠

严谨、精确是德国人的一贯作风，这一点也充分体现在CARD/1软件中，经过多年的使用，CARD/1已得到了广大用户的普遍认可。CARD/1整个系统有大小功能1000多项，能满足现今公路、市政道路和铁路设计各阶段的各种要求，其中包括高速铁路和磁悬浮设计。

6．设计思想先进

CARD/1采用了当前国际上最流行的全站仪野外数据采集、建立地面模型进行道路设计的思想和方法, 它可使复杂条件下的多方案比选设计轻而易举，使设计的合理性和效率显著提高。CARD/1路线设计方面采用的是曲线法，兼容传统的积木法和交点法设计思想，它可以使工程师们合理、快速、灵活、轻松地达到设计目的。

二、CARD/1软件的功能

1．测绘领域

完成测绘工作的三大模块是测量模块、地形图处理模块及数字地面模型处理模块。测量模块、地形图处理模块和数字地面模型模块相互配合集中处理测量数据，构成了一个完整的数字地图管理数据库，能够产生出多种工程领域所需的地形图。

测量模块：该模块完成勘测中最基本的工作，负责传输处理野外勘测数据。以图形交互方式进行工程测量计算，它包含的主要处理程序有：

①放样程序一一根据已有的点位及测站坐标计算放样参数。

②定向及高程传递程序一一用一个或几个联测点的角度或角度的三维坐标。距离计算出被联测点

③基本元素计算程序一一根据弧上二点计算弧的圆心、弧长等基本元素的垂直坐标计算各多边形或圆的面积，计算两点之间的斜距和水平距离。

④后方交会程序一一进行后方交会计算。

⑤前方交会程序——进行前方交会计算。

地形图处理模块：建立并管理CARD/1数字地图数据库，它是CARD/1系统其它模块的基础。该模块与测量模块在内部交换数据，建立点、线数据库。模块中的点、线、文本等地形图数据编辑工具，可将全部测量点按其代表的地形地物及相互之间的连接关系分类，并进行高效管理。模块中含有丰富的线型库、符号库及宏定义符号线线型库，同时也提供了构造线型库、符号库的工具，用户可定义各种特殊符号及线型。这些功能可轻松满足各领域对地形图的特殊需求。地形图中等高线来源于数字地面模型(三角网)，等高线间距密度可任意

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选定，并可进行光滑计算，等高线的标注也方便自如。模块还提供了既有地形图处理功能，它可接收各种比例的光栅扫描图，计算处理后自动跟踪线条，矢量化成CARD/1数字地图，如果需要还可与数模交换数据，形成数字地面模型，计算出新的等高线。

数字地面模型模块：建立、处理三角网数字地面模型，进行工程量计算。该模块为地形图处理模块提供等高线计算基础，具有地面高程内插计算功能，能为设计模块提供路线的纵断面与横断面地面线。CARD/1数字地面模型的处理是开放的，它能够接收设计数据，形成含有设计道路的数字地面模型。

2．道路设计领域

以三维数字地图数据库为基础，进行道路的三维设计。模块与基本测绘模块的有机结合，使得工程师能够利用CARD/1系统在数字化地图上进行道路设计。CARD/1系统将道路设计所需的各种平面线形、纵断面坡度组合、横断面形式、超高方式等设计要素归纳为符合工程师设计习惯和思维的“设计目标”概念，进行目标化设计，而不是单纯的绘制线、点等几何图素。设计者是在三维数据模型中进行平面、纵断面及横断面设计的，其中各种地形信息、轴线线位、超高控制、数模数据可相互传递、参考，辅助工程师设计出合理的平、纵、横断面组合。设计完成后，CARD/1系统能够自动绘出所需任意比例的平面图、纵断面图、横断面图。再一次修改设计或增加路线方案时，不需手工修改绘图，CARD/1系统能方便的重新自动生成新的设计图纸。

3．铁路设计领域

铁路设计模块除包括道路设计模块的全部功能外，还针对铁路设计的具体情况，增加了更多适合铁路设计的功能，主要是铁路线形设计模块和道岔设计模块。

铁路线形设计模块：缓和曲线段的线形不但有常规的回旋线、三次抛物线、摆线和圆曲线，还增设了适合于高速铁路动力学特性的多种高次曲线线形，如双扭曲线、四次曲线、正弦曲线、余弦曲线等。

道岔设计模块：可方便、自动的在道岔数据库中选用各种类型道岔，也可建立本国化的道岔数据库，以适应各自国家的设计标准。该模块结合数字化地面模型模块及地形图处理模块可进行复杂的站场设计。此外，灵活的线形计算功能配合强大的横断面开发功能可很好的进行铁路复线设计及既有线改造工程。

4．给排水管网设计领域

CARD/1系统可同时进行20余种不同类型的污水、雨水计算，并有能力处理多达30000余个管线给水网络的水力平差计算，容许每个网络中具有1000多个专门用水单位。可进行管网平面图设计，自动或交互式布置管线、检查井、雨水口等，并由程序自动连接，需要时可提取各种比例尺的节点大样图。管径、坡度及埋深既可自动计算，又可交互设计。管网纵断面设计与测绘模块自动交换地形数据，绘制纵断面图。管网平面图设计、管网纵断面设计与数字地面模型结合生成给水管网三维透视图。

第二章 集成化公路CAD系统

集成化公路CAD系统是由交通部教育司资助，由长安大学主持完成的公路集成化设计软件。此系统采用了面向对象的开发思想和组件技术，形成了一套集路线、路基、路面、中

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小桥、涵洞、交叉等设计、数据管理及图表输出为一体的公路设计集成系统。

一、系统的特点

此系统的主要特点表现在如下几方面：

（1）提出了数据集成+控制集成接口的公路CAD系统集成方式。

（2）开发了具有实时查询、实时修改、实时存储以及支持分布式设计功能的公路 工程库和公路标准库。

（3）提出了公路设计的三阶段设计过程模型并建立了平面设计导航模型。

（4）建立了平纵自适应修改模型。

（5）引入了模板方法的设计原理，建立了工程实体模型。

（6）提出了基于ActiveX Automation技术实现应用程序与支撑软件无缝集成的思路和实现设计、计算与绘图一体化的方法。

（7）具备挡土墙、中小桥、涵洞、交叉口、路基路面、公路三维仿真等设计系统。

此系统的开发与研究，解决了大量公路CAD系统中的关键技术，为今后智能公路CAD系统的开发研究奠定了基础。

二、系统的总体结构

集成化公路CAD系统与单一功能的软件系统，如路线设计CAD系统、挡墙设计CAD系统等是有区别的。它应在公路设计过程中对公路各组成部分的设计提供支持，其次，集成化公路CAD系统需要适应不断变化的工程设计方法，同时，公路设计中采用的标准和规范也在不断发展，集成化系统应具有适应这种变化的能力，使其易于维护。

1.系统开发思想

（1） 系统采用面向对象的思想进行开发；

（2）建立完善的工程数据库，进行工程管理和数据管理；

（3） 采用组件开发和组件重用技术，尽量减少软件的底层重复开发；

（4）开发完善的公路设计对象处理方法组件，如数据查询、数据存储、各种对象修改等组件，这些组件由数据库统一管理，在后台支持各应用程序的访问；

（5） 图形和表格处理依托现有成熟的商用软件，在此基础上应用Automation ActiveX技术进行二次开发；

（6）考虑到数字地面模型（DTM）技术升级、更新较快，各单位的应用程度不一，为了使这部分易于更换，本系统采用DLL组件方式集成这一部分功能；

（7） 各子系统分工明确，统一进行详细设计，采用统一的对象划分方法和数据结构。

2.系统开发总体目标

（1） 提供一个集路线、路基、路面、中小桥、涵洞、支挡、交叉等设计、修改、数据管理及图表输出于一体的公路设计集成系统；

（2） 具有共享的工程数据库，图库和设计方法库；

（3） 自动设计与交互设计相结合。

3.系统结构

集成化公路CAD系统包括工程数据库子系统、路线设计子系统、中小桥设计与绘图子

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系统、涵洞设计与绘图子系统、路基、路面CAD子系统、挡土墙设计与绘图子系统、平面交叉口设计与绘图子系统等七个主要的子系统，系统结构如图12-1所示。

及早避免过多的返工。

图12-2 平面设计过程中实时显示纵断面地面线

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2.自动进行平曲线组合设计，为用户提供智能导航

用户选定约束条件后（只需选定切线边、对单曲线选定切线长或外距），系统根据给定的约束条件，自动判断可能的曲线组合情况，自动完成曲线的组合设计和计算工作，给出各种可能组合情况下设计结果，供用户决策。若不满意系统提供的结果，用户可以任意给定，系统能够跟踪计算，实时显示设计图形和数据。

图12-3 平面线形设计智能导航

3.支持分布式设计

在实际工作中，平面设计往往并不是由前向后顺序设计的。系统根据这一要求，提供了分布式式设计功能，用户可以根据路线所经地带的特殊情况，任意选择设计顺序，设计完成后，用户只需选定起始边和终止边，系统可自动排序。

4.系统能够完成多种曲线的要素设计

系统可完成对称或非对称基本形单曲线、双交点曲线、复曲线、卵形曲线、S型曲线、C型曲线、凸型曲线等多种类型的曲线要素计算，计算完成后，无论何种曲线均将设计结果以统一的格式存入数据库，便于后续计算调用。

5.坐标和方位角计算

坐标和方位角计算的桩号来源有两种。一种是由野外实测中桩得到，另一种是由程序根据计算起终点的桩号和用户指定的桩间距自动产生一系列桩号，包括主点桩、公里桩、百米桩等。当然用户也可指定主点桩、百米桩和公里桩。系统在计算中桩坐标的同时，可以同时完成距中桩任意距离的边桩或是公路界桩坐标的计算（用户只需输入偏距）。

6.完善的修改功能

（1）基于图形界面的自适应修改功能

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图12-4 基于图形界面的自适应修改

所谓自适应修改功能即被修改实体（曲线、直线）在修改过程中，与其相关联的实体（曲线、直线）也能按照新的约束条件自动修改。

系统的修改功能是整个系统的重要组成部分。平面设计中，可能修改的内容是多种多样的，要根据具体情况由用户确定。该系统提供的基于图形界面的平面修改功能包括修改数字和拖动图形修改两部分。修改完成后，系统通过工程数据库自动将成果数据更新。上图12-4下部图形为拖动过程中的平面线位的实时变化情况，上部显示框内结果为曲线要素的实时变化情况

（2）功能强大的基于图形界面的纵坡修改功能

纵断面设计过程中纵坡的修改是频繁的，修改的内容也是多种多样的。系统本着界面简洁直观、工程流程清晰、敏感帮助及时、过程及数据可视化及操作灵活的原则，提供以下的修改功能：增加或取消变坡点、抬高或降低变坡点、图形拖动修改纵坡及竖曲线等。其中减少变坡点，可一次减少一个也可一次减少多个。下图12-5即为纵断面交互修改过程中，纵断面图形和相应的数据实时变化。

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图12-5 纵断面交互修改界面

（3）基于图形界面的横断面修改功能

横断面的修改功能有：增加或取消防护工程、改变挖方或填方边坡。增加或减少防护工程包括增加和减少路肩墙、护肩、路堤墙、路堑墙等。各种修改均以图形方式提供和显示，修改后系统自动更新相关结果。参见图7-10横断面修改过程中，右侧的黑色线为修改前的边坡为止，白色线为修改后增加的挡墙，图的下部为修改前后的数据对照。

7.在纵断面优化设计中，将人机功能重新分配，由计算机自动产生纵断面初始断面，根据用户提供的约束条件和目标函数，自动产生最优断面，该断面作为纵断面设计的初始设计断面，再由用户交互确定最终的设计断面。

8.在交互设计过程中，系统提供了方便易用的辅助手段，实时显示设计结果，可以根据需要将坡长自动取为10的倍数，自动检测纵坡的合法性（如坡长、坡度是否超限），拒绝接受不合要求的纵坡。

9.横断面设计模型采用了组件模板模型，将路幅、边坡和边沟分别定义，并将路幅分解为机动车道、硬路肩、中央分隔带、路缘带和土路肩等特征单元进行描述，边沟和边坡采用组边模型，可以处理左右路幅不同，边坡为任意形式的横断面设计。系统有很强的灵活性和适应性。

10.与现有的横断面CAD相比，此子系统首次将专家经验融入程序设计中，可以智能的对一些明显存在不合理的断面进行处理，如提供的横断面地面线宽度不足，设计线无法与地面线相交时的处理等，系统均能很好地解决。

11.系统提供各种常用超高过渡方式和超高计算方式。自动验算超高渐变率，对不满足超高渐变率要求的，自动按规范要求反算超高缓和段长。系统提供两种加宽计算方式，即按直线过渡和高次抛物线过渡，以满足不同等级公路的设计需要。

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12.图表自动输出

系统可以完成路线设计各种表格的自动绘制工作，设计图直接生成DWG格式，不需转换处理；设计表格直接生成Excel表格，系统提供多种表格形式，用户可根据集体情况选用。

第三节 纬地道路辅助设计系统

纬地道路CAD软件（HintCAD软件）由中交第一公路勘察设计研究院1996年研发成功的公路设计软件， HintCAD软件开发完成以来，经过V1.0~V5.8版本的升级，不断改进和完善，日臻稳定成熟。HintCAD软件具有路线、互通式立体交叉、隧道、挡土墙、土石方调配、虚拟仿真等设计模块。本章将详细介绍纬地道路辅助设计系统的使用。

一、系统主要功能和特点

1．路线辅助设计

（1）平面动态可视化设计与绘图

HintCAD软件采用传统的导线法（交点法）进行任意组合形式的公路平面线形设计计算和多种模式的反算。支持在计算机屏幕上交互进行定线及修改设计。在平面设计完成的同时，系统自动完成全线桩号的连续计算和平面绘图。

（2）纵断面交互式动态拉坡与绘图

在自动绘制拉坡图的基础上，支持交互式纵坡与竖曲线设计。支持以“桩号区间”和“批量自动绘图”两种方式绘制任意纵、横比例和精度的纵断面设计图及纵面缩图。

（3）超高、加宽过渡处理及路基设计计算

软件可以处理各种加宽、超高方式及其过渡变化，进而完成路基设计与计算、输出路基设计表。

（4）参数化横断面设计与绘图

软件支持常规模式和高等级公路沟底纵坡设计模式下的横断面戴帽设计，支持任意多级填挖方边坡和不同形式的边沟排水沟。提供了横断面修改和土方数据联动功能。横断面设计中提供了支挡防护构造物处理模块，可在横断面设计图中绘出挡土墙、护坡等构造物。

（5）土石方计算与土石方计算表等成果的输出

软件利用在横断面设计输出的土石方数据，计算并输出土石方计算表到Excel中。在计算中自动扣除大、中桥，隧道以及路槽的土石方数量，并考虑到松方系数等影响因素。

（6）路基沟底标高数据输出、沟底纵坡设计

软件的横断面设计模块支持输出路基两侧排水沟及边沟的标高数据，并支持交互式路基两侧沟底纵坡设计。

（7）平面移线

软件支持平面移线，该功能主要针对低等级公路项目测设过程中发生移线的情况，系统可自动搜索计算移线后的对应桩号、左右移距以及纵、横地面线数据。

2．互通式立体交叉辅助设计

（1）匝道线位的动态可视化设计与绘图

采用曲线单元设计法和匝道起终点自动接线相结合的立交匝道平面设计思路，可以完成

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任意立交线形的设计和接线。提供立交平面线图的绘制功能和在线位图中绘制输出立交曲线表和立交主点坐标表的功能。

（2）互通式立体交叉匝道连接部纵坡搜索计算功能

软件提供了计算连接部相邻匝道的起始纵坡及设计高程搜索计算工具。

（3）任意的断面型式、超高加宽过渡处理

软件提供处理任意路基断面变化型式（如单、双车道变化、分离式路基等）和各种超高过渡处理功能。

（4）立交连接部设计与绘图

提供了自动搜索计算立交匝道连接部（加、减速车道至楔形端）的横向宽度变化的功能，并绘制连接部平面图。

（5）连接部路面标高数据图绘制

在连接部设计详图（大样图）的基础上，系统可批量计算、标注各变化位置及桩号断面的路基横向宽度、各控制点的设计标高、横坡及方向等数据。

（6）分离式路基的判断确定

软件自动判断互通式立体交叉的主线与匝道之间、匝道与匝道之间或高速公路分离式路基左右线之间的路基边坡相交的准确位置。

前面所述及的关于路线设计部分的所有功能，如纵断面设计与绘图、路基设计、横断面设计与绘图、土石方计算等均同时适用于互通式立体交叉设计。

3．数字地面模型（DTM）

（1）支持多种三维地形数据接口

软件支持AutoCAD的dwg / dxf格式、Microstation的dgn格式、Card/1软件的asc/pol格式，以及pnt/dgx/dlx格式等多种三维地形数据接口。

（2）自动过滤、剔除粗差点和处理断裂线相交等情况

软件自动过滤并剔除三维数据中的高程粗差点，自行处理平面位置相同点和断裂线相交等情况。

（3）快速建立数字地面模型（DTM）

软件提供了快速建立数字地面模型的功能，对处理的地形点的点数没有上限。

（4）多种数据编辑、修改和优化功能

软件不仅提供多种编辑三角网的功能，如插入、删除三维点，交换对角线或插入约束段，另外开发了自动优化去除平三角形的数模优化等模块。

（5）路线纵、横断面地面线插值功能

软件可快速插值计算，并输出路线纵、横断面的地面线数据，这为大范围的路线方案深度比选和优化提供了方便。

（6）数模边界自动优化功能

软件自动对数模的边界进行搜索、对比、按照概率推荐边界优化的参数（三角形最大高宽比和三角形最大底宽），实现边界的准确优化，使数模更加贴近地形图的边界变化。

（7）二维平面数字化地形图的三维化功能

软件提供了多种对二维平面数字化地形图三维化的工具，可快速将二维数字化地形图转

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化为三维图形，为建立数字地面模型提供数模数据。

4．软件提供了平面交叉口设计功能。

5．软件提供了多种实用的路线辅助设计工具。

6．数据录入和修改工具

软件提供了平、纵、横等基础数据的录入和修改工具。这些工具方便实用，减少了数据录入的错误。

7．输出成果

软件提供了强大的公路工程图表输出功能，基本上包含了路线设计的所有成果。软件输出的成果图表为AutoCAD图形、WORD、EXCEL三种格式，并自动分幅分页，同时提供批量打印功能。

二、HintCAD路线平面设计

1.路线平面定线

HintCAD软件支持两种平面定线方法，即曲型定线方法和交点法定线，前者主要用于互通式立体交叉的平面线位设计，而后者主要用于公路主线的平面线位设计。两种方法可根据情况分别采用，且两者数据文件格式可以相互转化。本章主要介绍HintCAD平面定线中的交点法定线。

（1）“主线平面线形设计”对话框界面

单击菜单【设计】→【主线平面设计】，弹出“主线平面线形设计”对话框（图12-6）。

图12-6 主线平面设计对话框

此对话框上完成，下面简要介绍这个对话框各个部分功能和应用。

①“交点序号”、“交点名称”

“交点序号”显示的是软件对交点的自动编号，起点为0，依次增加。 对于路线平面设计而言，这是一个十分重要的对话框，路线平面设计的主要过程中都在

“交点名称”编辑框中显示或输入当前交点的名称，交点名称自动编排，一般默认为交点的序号，可以将改成其它的任何名称，如起点改为BP，终点改为EP。在调整路线时，如

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果在路线中间插入或删除交点，系统默认增减交点以后的交点名称是不改变的。

②“X(N)”、“Y(E)”编辑框

输入或显示当前交点的坐标数值。

③“拾取”、“拖动”按钮

“拾取”可以从地形图上直接点取交点坐标；

“拖动”可以实现交点位置的实时拖（移）动修改功能。

④“请选取平曲线计算模式”列表

根据交点曲线的组合类型和曲线控制来选择当前交点的计算方式和各种曲线组合的切线长度反算方式，可以根据不同的需要选择适合的计算或反算方式（图12-7）。

图12-7 平曲线计算模式

⑤“前缓和曲线”、“圆曲线”、“后缓和曲线”中的编辑框

“前缓和曲线”、“圆曲线”、“后缓和曲线”中的编辑框用来显示和编辑修改当前交点的曲线参数及组合的控制参数。

⑥“拖动R”按钮

该按钮可以实现通过鼠标实时拖动修改圆曲线半径大小的功能。拖动过程中按键盘上的“S”或“L”键来控制拖动步距。

⑦“插入”、“删除”按钮

“插入”用来在当前交点位置之后插入一个交点；“删除”用来删除当前的交点。 ⑧“控制 ”按钮

单击“控制 ”按钮，弹出 “主线设计参数控制”对话框。该对话框主要控制平面线形的起始桩号和绘制平面图时的标注位置、字体高度等。

⑨“实时修改”按钮

用动态拖动的方式来修改当前交点的位置和平曲线设计参数。

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⑩“试算”按钮

计算包括本交点在内的所有交点的曲线组合，并将本交点数据显示于对话框右侧的“数据显示”内。

11“计算绘图”按钮 ○

计算并在当前图形屏幕上显示所有交点曲线线形。

（2）输入交点坐标

单击菜单【设计】→【主线平面设计】，弹出“主线平面线形设计”对话框； 单击对话框上的【拾取】按钮，从图中选择路线起点位置，获得路线起点的坐标，并显示在对话框上。也可以在键盘直接上输入起点的坐标。

单击对话框上的【插入】按钮，从图中选择（或者键盘输入）路线其它交点的坐标，可以连续选择多个交点的位置，也可以只选择一个交点的位置，按“ESC”键退出交点位置的选择，返回主线平面设计对话框；

（3）设置交点平曲线参数

单击菜单【设计】→【主线平面设计】，弹出“主线平面线形设计”对话框； 拖动横向滚动条控制向前和向后移动，选择需要设置平曲线参数的交点；

单击“请选取平曲线计算模式”右侧的，根据曲线类型选择相应的计算或者反算模式。具体的曲线组合及其计算稍后再作详细介绍；

根据计算模式输入相应的设计参数或者采用“拖动

式获得平曲线设计参数； R”或者采用“实时修改”的方

单击对话框上的【计算绘图】按钮，计算并显示平面线形。

单击对话框上的【存盘】按钮，保存交点数据；

单击对话框上的【确定】按钮，关闭对话框。

（4）平面线形的调整修改

当路线平面位置不合适时，需要对路线平面线形进行调整修改。对于交点法而言，调整修改路线平面线形主要是以下几个方面：

①调整交点

在进行路线交点调整时可以移动交点的位置、增加交点、删除交点。

移动交点的位置的操作如下：

滚动横向滑动条，选择要移动的交点；

单击“主线平面线形设计”对话框上的【拾取】按钮（或者单击【拖动】按钮）； 根据命令行提示，从图中点取新的交点位置或输入新的交点坐标。

增加交点的操作如下：

滚动横向滑动条，选择要增加交点位置的前一个交点；

单击“主线平面线形设计”对话框上的【插入】按钮；

根据命令行提示，从图中点取新的交点位置或输入新的交点坐标。

删除交点的操作如下：

滚动横向滑动条，选择要删除的交点；

单击“主线平面线形设计”对话框上的【删除】按钮；

②修改曲线参数

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在“主线平面线形设计”对话框中调整曲线的有关参数，如半径、缓和曲线长度等。 ③修改曲线组合

根据曲线间的直线长度、曲线位置、曲线组合的修改要求来调整两个曲线之间的组合形式。操作时选择HintCAD提供的十四种平曲线计算和反算模式来完成曲线组合设计修改。

2.平面线形组合设计

HintCAD软件的平面设计考虑了用交点法设计时可能出现的各种组合情况，为了解决山区公路复杂的平面线形组合设计提供了灵活、方便的计算机辅助工具，下面具体介绍每种组合设计的方法和操作步骤。

（1）单曲线

当路线不受前后曲线的限制，也不受地形地物控制时，或者在路线初步布设，给每个交点敷设曲线时也采用这种模式。在这种模式下可以设置对称单曲线或非对称单曲线。单曲线的设计的要素一般有第一缓和曲线长度LS1（或参数A1）、圆曲线半径RC、第二缓和曲线长度LS2（或参数A2），曲线控制要素主要有第一切线长度T1、外距E、第二切线长度T2。曲线计算或者组合设计就是在已知上述设计和控制要素中的几个，来计算或者反算其它要素。

（2）S型曲线

两个反向圆曲线用两段反向缓和曲线直接连接所构成的组合形式为S型曲线，这种情况下，一般先设计好一个曲线的相关参数，然后根据交点间距、一个曲线的切线长度，并给定第二曲线的缓和曲线长度，反算第二个曲线的圆曲线半径。

滚动横向滑动条，选择交点；

输入交点的两侧缓和曲线长度（图12-8）；

单击，选择“反算：与前交点相接”；

单击【计算绘图】按钮，反算当前平曲线的圆曲线半径和所有要素。当无法反算时，软件会给出无法反算的原因提示。

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图12-8 反算S型曲线第二曲线半径

（3）复曲线

复曲线是两个同向的圆曲线直接连接的组合形式。

滚动横向滑动条，选择交点；

设置前交点的曲线要素，与前交点的后缓和曲线长度应该输入零（图12-9 a））； 滚动横向滑动条，选择后交点；

输入后交点的第二缓和曲线长度，交点12的前缓和曲线长度为零（图12-9 b）； 单击，选择“反算：与前交点相接”；

单击【计算绘图】按钮，反算当前平曲线的圆曲线半径和所有要素。当无法反算时，软件会给出无法反算原因提示。

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a） 设置复曲线第一曲线参数

b） 选择反算模式

图12-9 反算复曲线第二曲线半径

三、HintCAD路线纵断面设计

1.纵断面原始数据的准备

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路线纵断面地面线资料是纵断面设计的重要基础资料，在开始路线纵断面拉坡设计之前必须准备好。根据设计阶段的不同和数据采集的方式不同，在HintCAD中输入纵断面地面线资料的方式不同。

（1）直接输入纵断面地面线数据

如果在路线勘测外业中实测了逐桩的地面线高程，或者从地形图上读取了逐桩的地面线高程，采用HintCAD软件提供的“纵断面数据输入”工具输入数据。其操作如下：

单击菜单【数据】→【纵断面数据输入】，弹出图12-10所示“纵断面地面线数据编辑器”；

单击“纵断面地面线数据编辑器”的菜单【文件】→【设置桩号间距】来设定按固定间距自动提示下一个要输入的桩号；

在“纵断面地面线数据编辑器”对应的“桩号”和“高程”列表里输入桩号和对应的地面高程；

输完所有数据后，在“纵断面地面线数据编辑器”的工具栏上点击【存盘】按钮，系统将地面线数据写入到指定的数据文件中，并自动添加到项目管理器中。

图12-10 纵断面地面线数据输入

（2）数字地面模型（DTM）内插纵断面地面线数据

在纬地系统中也可利用建好的数字地面模型内插纵断面地面线，本文不做介绍。

（3）控制点数据输入

纵断面控制点是指影响路线纵坡设计的高程控制点，在纵断面设计之前应该将控制点的数据输入到HintCAD中，以便在纵断面纵坡设计时显示在图形中，为设计提供参考。在HintCAD中可以利用控制参数输入界面输入以下高程控制点：①桥梁控制点，②涵洞通道控制点。

2.交互式纵断面设计与修改

（1）纵断面设计对话框

路线纵断面设计对话框是纵断面拉坡设计的一个重要的对话框，纵断面设计的主要过程

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中都在此对话框上完成，下面介绍这个对话框各个部分功能和应用。

单击菜单【设计】→【纵断面设计】，弹出图12-11所示纵断面设计对话框；

图12-11 纵断面设计对话框

此对话框启动后，如果项目中存在纵断面设计数据文件（*.zdm），系统将自动读入纵断面变坡点数据，并进行计算和显示相关信息。

①“纵断面数据文件”编辑框

用来输入纵断面变坡点的数据文件路径和名称，一般情况下不需要在此输入任何信息，软件根据项目的设置自动显示数据文件的名称。

②“桩号”编辑框

输入当前变坡点的里程桩号。

③凹显“高程”按钮及编辑框

凹显的“高程”按钮右侧的编辑框用来直接输入当前变坡点的设计高程。为了使路线纵坡的坡度在设计和施工中便于计算和掌握，系统支持在对话框中直接输入坡度值。鼠标点击凹显“高程”按钮，右侧数据框中的变坡点高程值会转换为前（或后）纵坡度，可输入该变坡点前后纵坡的坡度值。

④“选点”按钮

“选点”按钮用于在屏幕上直接拾取当前需要设计的变坡点的位置。

⑤“插入”和“删除”按钮

“插入”按钮用于通过鼠标点取的方式在屏幕上直接插入（增加）一个变坡点，并且直接从屏幕上获取该变坡点的数据。

“删除”按钮用于在屏幕上通过鼠标点取需要删除的变坡点来删除变坡点。

⑥“计算模式”列表

“计算模式”包含五种竖曲线的计算模式，即常规的“已知R”（竖曲线半径）控制模式、“已知T”（切线长度）控制模式、“已知E”（竖曲线外距）控制模式、与前竖曲线相接、

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与后竖曲线相接五种竖曲线计算控制模式。

⑦“计算”按钮

当用户选择好“计算模式”，并输入相应的数据后，单击“计算”按钮完成竖曲线的计算，并将计算结果显示在右侧的“数据显示”中。

⑧“控制”按钮

“控制”按钮用来控制在纵断面拉坡图中的绘图选项控制和显示参考控制等。

⑨“填挖检查”按钮

实时显示当前鼠标位置所在桩号处的填挖高度，设计高程、地面高程以及坡度。设计时用该功能来查看填挖高度。

⑩“实时修改”按钮

“实时修改”按钮为用户进行交互式纵断面设计提供了在一个高效的设计工具，利用“实时修改”功能，可以对变坡点的位置进行沿前坡、后坡、水平、垂直、自由拖动等方式的实时移动，也可以对竖曲线半径、切线长及外距进行控制性动态拖动；另外也可以对整个坡段实现绕前点、后点或整段自由拖动的实时修改。

11“计算显示”按钮 ○

第一次单击“计算显示”按钮时，程序将在AutoCAD的绘图屏幕中绘出全线的纵断面地面线、里程桩号和平曲线变化，同时绘图屏幕下方也会显示平曲线（图12-12）。

“计算显示”按钮用于重新计算所有变坡点数据，将计算后的结果显示在对话框中；同时刷新拉坡图中的纵断面设计线。

在拉坡设计过程中，系统在AutoCAD的图形屏幕左上角会出现一个动态数据显示框，主要显示变坡点、竖曲线、坡度、坡长的数据变化，随着鼠标的移动，框中数据也随之变动（图12-12）。

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