下载app免费领取会员
本文转载来源：微信公众号-，更多内容请关注公众号！
路线在很多专业有不同的叫法，比如线路、轴线、中心线、渠线等等。为了表达方便，我在本文中统称为“路线设计”，路线设计是工程项目的灵魂，比如公路、水渠、堤坝等项目。当路线线位确定下来之后，项目的根本情况就确定了。这个线位在未来上百年的时间中始终是项目运行最核心的要素，因此路线设计的重要性无论如何强调都不过分。
在《道路勘测设计》一书中，并没有归纳整理路线设计方法，只给出了一些选线原则。养成国人设计习惯的，实际上是由老工程师纸上定线的习惯以及广泛使用的公路设计软件所形成的。国内公路软件看似很多，但其中总有千丝万缕的联系，后面有时间我打算回顾一下中国公路软件30年的“黑历史”，个中故事也让人唏嘘不已。
国内路线设计的方法主要分为“交点法”和“积木法”，还有一个比较偏门的“曲线单元法”。
“交点法”，就是一开始设计路线的时候，先绘制交点线，业内黑话也叫“穿针引线”或者“穿交点”。交点线确定下来后，再使用“铁道弯尺”绘制平曲线，所以早期选线都是在纸张地图上直接用直尺加铁道弯尺手绘的，也叫“纸上定线”。还有一种就是使用CASIO可编程计算器，在现场定线和调线，工作压力会非常大，很有可能一群人半天的活白干了。后来这些习惯也搬到了计算机软件中，成为最主流的路线设计习惯。这个方法的优点是操作简单、设计效率高，缺点是不够灵活，尤其是山区公路设计很繁琐。
“积木法”是最早期互通立交的设计方法，还因为是中国最早的路线设计商业软件“HEAD CAD”所采用的数据保存格式。这个方法顾名思义，是按照路线的每一个最小单元：直线、圆弧、缓和曲线一段一段绘制的，如果是互通立交再考虑终点接线，如果是道路就一直画到路线终点单元。这个方法的优点是数据结构简单，操作方法也简单；缺点是选线不直观，终点累计误差大，往往会最开始失之毫厘，最后却差之千里。而交点法在每个交点位置可以进行平差，所以在不同软件之间进行数据交换的时候，交点法要更好一些。
“曲线单元法”是由东南大学李方教授最早采用的，主要分为三单元、五单元、七单元来解决平曲线的设计问题。立方教授甚至写过一本关于路线曲线法设计的专著，技术含量颇高。因为他早年德国求学的经历，所以对于德国公路代表软件CARD/1的曲线法设计路线的思想比较熟悉，进而引入国内。曲线法对于山区公路设计、互通立交设计等比较方便，因此早年李方教授开发的软件在互通立交设计中大受欢迎。只可惜，师门不幸，轻信小人，李方教授最终抱憾离场，也造就了中国公路软件史上最有名的一桩公案，一度成为各大工程软件论坛的置顶帖子。
以上三种方法，也是过去30年乃至现在国内路线设计最主流的路线设计方法。受制于路线设计理论，也受制于软件开发技术，路线设计方法和选线理论再没有先前发展了，一直在原地踏步。
另外一种选线方式是“自动选线”，最早的一家商业软件是澳大利亚的“旷达软件”（后来被天宝公司收购），这也是做得最早并在全球范围内广泛使用的自动选线软件。主要的方式是已知路线的起终点，以及一些地形地物限制条件，由计算机软件自动计算并给出很多的路线推荐方案供参考。成塔软件从2012年开始研究自动选线理论并开发自动选线软件，历经十年时间，是第二款商业化程度较高的自动选线软件。不过因为自动选线软件基于“黑盒理论”并且最终的选线结果依然需要进行人工调整，只是大大提高了路线设计效率，因此是手工选线技术的延伸而不是取代。自动选线的基本操作方法可以参考如下文章：
公路自动设计的四个基本功能：自动选线、混动选线；自动拉坡、混动拉坡。
成塔哥，公众号：成塔软件大幅提高公路设计效率的四个步骤（视频版）
我们再回过来说Civil3D为道路选线带来了哪些新思想？毫无疑问，Autodesk在CAD方面的技术研发能力是全球最强的，因此使得我们过去想到的一些新的路线设计理论，受限于计算机代码能力和复杂度而无法实现的理想，Autodesk在这方面却做到了，他们拥有数量庞大的优秀程序员团队和成熟的研发体系，将路线设计实践推向一个新的高度。
首先，Civil3D是支持“交点法”的，这也是世界人民普遍喜爱的方式。因为操作简便、效率高，应对常规道路设计已经足够了。不过Civil3D增加了一个特性，就是可以指定每个交点默认的圆曲线半径、缓和曲线默认值，这样在绘制交点线的时候顺便给了一个初始值。其实这个功能见仁见智，所以是否设置完全取决于用户的使用习惯。
接下来，就是Civil3D完全与传统软件不同的地方了。主要特点总结如下：
路线是可以断开的，可以是一段一段的。
传统的路线设计软件，路线一定是连续的。但在Civil3D中，路线是可以断开的，可以一段一段的，但逻辑上他们依然是“同一条路线”。
路线设计是平行的，反复的，并不是一直向前走。
如果路线是可以断开的，那么就可以平行往复的做设计。同一个位置可以做多个方案来进行比较，就是所谓的“平行选线”。
因为可以平行选线，最终使用哪个解决方案就可以自由组合。在成塔《混动设计》软件中，增加了“删除部分路线”和“合并两条路线”就极大提高了这种任意选线的方式。“删除部分路线”和“合并两条路线”。这两个功能并不是Civil3D的原生功能，而是成塔《混动设计》软件基于Civil3D路线对象机制开发的增强功能，在进行平行选线的时候非常实用。路线段落的批量删除和两条路线合并成一条路线，是大幅提高路线设计灵活性的功能。
如果最开始设计了路线A，后来在特定段落再次设计另外一个比较方案路线B，如下图：
现在我们可以把路线A中的一段删除掉，然后使用路线B进行替换，将路线A和路线B合并为一个路线。
操作如下，首先删除路线A的一部分：
然后将路线A和路线B合并为同一个路线：
路线图元是离散的，使用各种方式将其连接起来。
因为路线可以断开，那么就可以随意在感兴趣的区间来设计路线。然后再将这些离散的图元使用自由直线、自由圆弧、自由缓和曲线等连接起来，形成最终连续的路线方案。路线图元分为固定、浮动、自由。
固定、浮动、自由是Civil3D软件的专有词汇，国内软件或教科书中并没有这个概念，因此会让很多初学Civil3D的人感到困惑。之所以有这个不同的概念，就是因为Civil3D的路线是可以断开的，比如用固定的方式绘制断开的路线图元，再用自由的方式将断开的路线图元接起来，而国内的传统解决方案中路线都是连续的。因为这个概念的不同，才真正大大扩展了路线设计理论，才让我们可以自由设计路线，而不是局限在过去的条条框框中。只有熟悉了这个理论，才可以让我们的选线思想更进一步。好在我们用到最多的是固定和自由两种方式，浮动用得比较少，这样一下就少了三分之一的学习量。设计路线更像是绘制图形，并且是随心所欲的绘制，是自由的。
在Civil3D中做路线设计，更像是画图，是直接画路线，想到哪里就画到哪里。这是与传统软件最根本、最核心的区别。传统路线设计软件总是有一个整体的概念，做路线设计的时候束手束脚，一点都不自由。而Civil3D彻底打破了这种束缚，路线设计终于可以自由表达自己的思想了。可以同时设计多条路线。
因为Civil3D的路线是使用的自定义对象，是图形化的操作。和传统公路设计软件基于外部文件不同，Civil可以在一个dwg文件中设计多条路线。因为Civil3D可以同时设计多条路线，并且建立这些路线之间的关系，就让我们在一些复杂设计的时候更加方便，比如公路的主路/辅路同时设计并生成联合横断面，水渠与渠顶公路同时设计并组成一个横断面，一起计算工程量。
本文版权归腿腿教学网及原创作者所有，未经授权，谢绝转载。
上一篇：Civil3D的学习路径
