道路设计软件—纬地与EiCAD对比分析

道路设计软件—纬地与EiCAD对比分析
发表时间：2019-02-22T15:22:22.133Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：唐力焦田秋玥倪旭
[导读] 文章通过介绍目前国内外的主要道路设计软件引入，随后重点对国内目前使用较为广泛的两款设计软件——纬地与EiCAD在建立数字地面模型、平面设计两个部分进行了对比分析。

长安大学陕西西安 710064
摘要：文章通过介绍目前国内外的主要道路设计软件引入，随后重点对国内目前使用较为广泛的两款设计软件——纬地与EiCAD在建立数字地面模型、平面设计两个部分进行了对比分析。

文章认为：（1）对于数字地面模型的建立，EiCAD能更为直观反映地形的起伏变化，便于设计者使把握路线走向，功能稍强于纬地。

（2）对于平面设计，EiCAD反算功能较差，不能时时显示纵断面地面线变化情况，稍逊于纬地。

关键词：道路工程；设计软件；对比分析；纬地；EiCAD
引言
目前，国内主流传统道路设计软件主要有纬地三维道路设计（下文简称纬地，由中交第一公路勘察设计研究院研制开发）、EiCAD （由南京狄诺尼科技有限公司研制开发）、鸿业市政（由鸿业科技研发）以及海地（由海地公司研发）等。

上述道路设计软件均能在建立数字地面模型（DTM）的基础上，进行公路路线设计、互通立交设计，平面交叉设计等。

然而，术业有专攻，除鸿业市政主要应用于市政城市道路设计外，上述道路设计软件均可用于公路、城市道路几何设计。

因此，设计单位往往可以选择其中一种或多种设计软件进行道路设计。

限于篇幅限制，文章仅对纬地与EiCAD两款国内主流道路设计软件，从设计使用者的角度出发，进行对比分析。

1 数字地面模型
字地面模型[1]，即DTM，是描述地面诸特征空间分布的有序数值阵列，在通常情况下，所记的地面特征是高程Z，它们的空间分布由X、Y水平坐标系统来描述，也可以由经度γ、纬度φ和海拔H来描述分布。

一个完整用于建立数字地面模型的软件系统必须包括以下几个方面：数据获取、数据预处理、数据储存以及数据的应用。

1.1 纬地—建模
纬地建立数模可以通过①三维数据读入；②读入纵、横断面数据两种方式进行。

在大多数有地形图的情况下，可通过第一种方式进行，第二种可以作为一种补充，尤其在施工图设计阶段，通过实测纵、横地面数据建模，使得工程量更加精准。

1.2 EiCAD—建模
EiCAD建立数字地面模型可以通过与纬地建模相同的方式进行，即①通过地形图DWG文件读入；②通过平、纵、横数据读入进行建模。

此外，EiCAD可以通过两种与纬地不同的建模方式来建立数字地面模型，即③导入地形点数据文件；④提取特征点、提取特征线等两种方式建立数模。

虽然EiCAD提供相对较多的建模方式，但建模的思想却是一致的，即是通过点的坐标、高程来建立数字地面模型。

1.3 数模对比
① EiCAD建立的数字地面模型较更为直观。

EiCAD在建立模型之后可以通过内置的命令调用数模编辑器进行实时的动态三维观察，并以不同的颜色表示不同的高度，较为直观的反映出地形的起伏变化，便于设计者把握路线的平面走向，简化设计。

而对应于纬地所建立的数模，三维化之后，虽然也能够反映地形起伏变化，但却不如EiCAD建立的数模般直观。

②纬地建立的数模可操作性不高。

而对于纬地软件所建立的模型，一般情况下，纬地不提倡用户对网格线做过多的修改，如发现数模网格中有需要修改的地方，纬地软件建议联系相关测绘部门或者在修改地形图或数据文件后重新构网。

而对用EiCAD建立的数模，若发现有变异的点，可以直接在数模编辑器内修改，或者直接使用命令剔除进行修改。

修改完成时候，可进行动态三维观察检查修改效果。

综上，EiCAD在建立数字地面模型的功能上相对于纬地能更为直观的反映地形变化，方便设计者使用。

2 平面设计对比分析
路线在水平面上的投影称作路线的平面0。

道路平面设计，是在给定的技术标准的前提下，即在一定的设计速度下，合理使用直线、圆曲线以及缓和曲线，并考虑各要素之间的相互组合。

2.1 纬地—平面设计
纬地设计软件进行平面设计时，一般采用交点法进行设计，通过在地形图上合适的位置点选交点，对交点给以适当的参数，反复优化平面位置，最终完成平面设计。

纬地软件提供多种平曲线计算模式，如可以选择 “Ls+R+Ls”，即缓圆缓的基本模式、或“与前曲线相接、或与后曲线相接”的方式设计S型曲线；或“与前交点相接构成回头曲线”的模式设计回头曲线；或已知部分参数反算其他参数等。

不同的计算模式可以满足在不同条件下的接线要求。

纬地软件在进行平面设计时，可以基于已建的数字地面模型，时时预览平面线位经过地方的纵断面地面线。

当发现纵断面地面线高程急剧变化的位置，可以修改平面设计，挪动线位，优化平面设计，减少按照平面-纵断面这种模式进行设计时的工作量。

2.2 EiCAD—平面设计
EiCAD在进行平面设计时，同样采取交点法进行设计。

不同的是，EiCAD在地形图上合适的位置点选交点之后，通过动态移动可以初步给出缓和曲线+圆曲线+缓和曲线的值，并且该数值在默认条件下，满足Ls：R：Ls=1：1：1。

在初步完成定线之后，可以通过编辑平曲线对各个参数进行修改。

EiCAD各个线元采用不同的颜色进行表示，在查看修改过程中，会更加直观，并且所有平面线元为一个整体，可以整体一起挪动，或者进行局部修改。

此外，EiCAD在保存CAD图形的过程，不仅仅是对图形的保存，而且也是对图形中的信息进行保存。

2.3 平面设计对比
EiCAD在平面设计时，有许多更为人性化，方便设计者使用的优点：
①可以关联数模，自动剖切地面线数据，并且在平面线位发生变化时，自动更新地面线数据；这相对于纬地定线时，不断重复的纵、
横地面线插值，减少了工作量；
②不同颜色表示不同线元，方便查看与修改；而纬地各个线元颜色随图层，查看修改不变；
③ EiCAD保存的dwg文件不仅仅保存图元，而且还保存了图元中所含信息，图元和设计数据关联性更高；而纬地软件的数据和图元是相互分离的，需要对图形和数据分开进行保存；
④ EiCAD在完成平面设计之后，具有一个平面设计审核功能，直接一次性检查所有指标是否满足要求，如平曲线要素参数、小偏角曲线长度、线性要素之间比例等，并出具一个TXT文本，方便设计者查看。

但EiCAD也在平面设计时也存在一定缺点：
① EiCAD提供的平曲线计算模式较少；而纬地提供多种平曲线计算模式，使用方便；
② EiCAD的反算功能较差，难以完成S型曲线的设计，即使生成S型曲线，却是以改变交点坐标、方位角为代价进行，这也是其在平面设计功能上较为致命的缺点；而纬地可以通过“与前曲线相接、或与后曲线相接”的方式轻松完成S型曲线的设计；
综上所述，相对于EiCAD，纬地软件在在定线使用上更为理想。

3 结论
文章首先介绍了目前国内外的主流道路设计软件，然后重点对纬地与EiCAD在建立数字地面模型、平面设计两个部分进行对比分析。

认为：
（1）对于数字地面模型的建立，EiCAD功能稍强于纬地。

EiCAD能更为直观反映地形的起伏变化，并以不同的颜色表示不同的高程，便于设计者使把握路线走向。

（2）对于平面设计，EiCAD虽具有较多优点，但其反算功能较差，平面在设计时，不能时时显示纵断面地面线变化情况，因此，在这一方面，纬地更优。

总体上来说，EiCAD直观性较好，图形数据关联性较高，且在使用上更为便捷，方便设计者使用，较大的简化设计重复工作量。

参考文献：
[1]许娅娅，雒应.测量学[M]. 北京：人民交通出版社，2008.
[2]杨少伟等. 道路勘测设计[M]. 北京：人民交通出版社，2009.。