Моделирование плавности оси автомобильной дороги

Abstract

Основным этапом проектирования автомобильных дорог является трассирование оси, целью которой является создание плавной кривой линии с привязкой к ландшафту местности. Этот этап является одним из сложных, трудоёмких, требующих от проектировщика как практических навыков так и эстетического вкуса, поэтому разработка инновационного программного обеспечения позволяющего создать оптимальную плавную геометрию оси автомобильной дороги при трассировании является актуальной задачей. В данной работе рассматриваются основные аспекты геометрического моделирования плавности оси автомобильной дороги при трассировании. При ручном трассировании дороги традиционно используются три способа: способ «плавной от руки кривой»; способ «гибкой рейки»; способ «лекал». В системе автоматизированного проектирования (далее САПР) этим способам соответствуют способы: способ построения плавных сплайновых кривых, способ построения кривой с минимальной потенциальной энергией “Elastica”, способ построения составной кривой из простых сегментов. При подготовке исходных данных для дальнейшего проектирования при моделировании касательной к ломаной оси трассы теодолитных ходов используется способ «лекал» (при выполнении вручную) и способ «составной кривой» (при использовании компьютерного моделирования). Эти способы не обеспечивают оптимальной плавности трассы, поэтому Авторами предлагается использовать при трассировании, способ «V‐кривой», который позволяет получить качественные трассы, заданные как ломаные опорных точек, так и касательной ломанной теодолитных ходов. Работа выполнена с помощью программы FairCurveModeler, являющейся приложением к графическому редактору AutoCAD.

The main stage is designing roads tracing axis, whose main aim is to create a smooth curve with reference to the landscape areas. This stage is one of the most difficult , time-consuming requiring the designer as practical skills and aesthetic taste , so the development of innovative software allows you to create an optimal smooth geometry axis of the road when tracing is an urgent task . This article discusses the main aspects of geometric modeling smooth road axis in tracing. When manually tracing roads traditionally used three ways: a way to «smooth curve of the hand»; method «flexible rack»; way «patterns». In computer-aided design, (CAD more) methods correspond to these methods: a method for constructing smooth spline curves, curve-fitting method with minimum energy «Elastica», a method of constructing a composite curve of simple segments. When preparing raw data for further design to simulate the tangent to the axis of the sloping track theodolite traverses used method of " patterns " (when running in manual) and the method of " composite curve " (using computer simulation) . These methods do not provide the optimal smoothness of the track. The authors propose a method to use when tracing «V- curve», which allows you to track quality defined as broken reference points and tangent polyline theodolite traverses. Work is done by using FairCurveModeler, which is an application to a photo editor AutoCAD.