公路工程CAD.doc

06288公路工程CAD
一 名称解释
1智能化运用人工智能技术中的专家系统、人工神经网络等实现自动设计 。
2. 一体化系统计算机系统实现可视化、集成化、智能化、网络化的联合。
3交互式绘图利用图形软件中所提供的命令进行人机对话方式来开发和维护软件。
4参数化绘图通过对图形尺寸的参数交互输入后由程序自动绘制图形。
5二次开发通过绘图软件中内嵌的变成语言编写的程序来完成所需的设计和绘图任务。
6航测航空摄影测量。
7光电测距通过相位法测量光波反射回后的相位差计算距离。
8规则数模原始地形点之间有固定的联系。
9半规则数模各原始数据之间均有一定的联系。
10数字化仪将图形信息转换为坐标数据输入计算机的设备。
11.DTM数字地面模型是一个表征地形特征的、空间分布的、有规则的数字列阵。也就是将地形表面用密集的三维坐标X、Y、Z表示
的一种数学表达式。
12数字地面模型以数字形式来表示地形的方法。
13. 高程内插:对原始地形数据用一定的数学方法进行内插加密。
14. 回旋曲线半径与曲线长城正比的曲线。
15.目标函数评价方案好坏的标准。
16优化设计利用最优化的理论和计算机的工具寻找最优的设计方案。
17拉坡确定边坡点桩号和标高。
18. 带帽路基横断面的设计过程。
19挡土墙作为一种保证路基稳定性和强度的挡土结构。
20. 土石方调配路线上某段土石方和扣除本段利用后多余土石方合理的纵向调运和分配工作。
二、判断题
1软件工程就是用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件。对
2用户在AutoCAD中设置的线型不能正常显示通常是由于全局线型比例因子(Itscale)设置不当所至可通过改变全局线型比例因子(Itscale)来调整。 错
3公路测设外业为勘测内业为设计。 对
4工程数据库管理系统应具有交互式的接口。 对
5系统软件是用于计算机管理、维护、控制、运行的程序。错
6野外实测的特点是精度低、容易获得。错
7 工程数据库管理系统应支持复杂的工程数据存储和管理。
8智能化表示软件具有智能。 错
9衡量主机的指标主要有开机时间运算速度内存容量 。对
10系统软件是管理维护控制运行的软件。对
11全站仪具有测距、测角、记录、计算的特点 对
12规则数模勉强适应地形变化。 错
13. 不规则数模不能较好地适应地形变化。错
14数字地面模型是立体模型。错
15全站仪只有测距和测角的功能。错
16网络化表示接入互联网。错
17. 三角网数模不能达到很高的内插精度。错
18GPS技术可以得到地质水文资料。错
19我国公路勘测中原始数据采集方法单一。对
20工程数据库管理系统应具有交互式的接口。 对
21硬磁盘所存放的数据一般易丢失。 错
22全站仪外业测量减轻了劳动强度提高了精度、速度。对
23. 半规则数模能较好地适应地形变化。对
24. 路线设计主要是指平面设计。 错
25. 纵断面变坡点设计称拉坡。对
26．纵断面方案主要取决于坡度的大小、高低、长短。 错
27．断链是指线形调整引起的桩号的不连续。 对
28．路线设计一体化系统必须以数据处理为基础。 对
29．公路设计中对极限纵坡常有限制。 对
30. 竖曲线一般采用二次抛物线进行设计。 对
31土石方工程量计算一般采用中间断面计算。错
32公路设计质量应采用立体图进行检验。错
33 中带优化一般在1/4路线长度的宽度内优化。错
34. 窄带优化一般在几百米宽感兴趣地带优化。错
35借方是指土石方调配时就近借用的土石方。对
三、选择题
1应用公路CAD可提高设计效率多少倍 A 
A1~25 B50 C100 D200
2阻碍了公路测设速度的原因是 B 
A.设计人员 B.地形数据的获取 C.测量仪器 D.地面的不平
3可以实现硬件、软件、信息资源共享的技术是D 
A自动化 B集成化 C智能化 D网络化
4. 编译系统是指 C 
A.编码系统 B.代码系统 C.将高级语言程序翻译成机器指令 D.编程
5图形输入设备用来 B 
A绘制图形 B输入图形到计算机 C输出图形 D把图形放进计算机内
6图形分辨率表示 A 
A图形显示的清晰程度 B图形多少 C图形大小 D图形显示的快慢
7软件工程方法是 C 
A工程师用的方法 B把软件用在工程上
C用工程的方法开发维护软件 D处理工程的软件
8在AutoCAD中被锁死的层上 B 
A不显示本层图形 B不可修改本层图形
C不能增画新的图形 D以上全不能
9工程数据的特点是 A 
A复杂、多样、动态 B简单 C复杂而规则 D庞大但固定
10野外实测数模系统一般用于 A 
A初步设计 B精密设计 C施工图设计 D平面设计
11 GPS是 C 
A定位器 B测量器 C全球人造卫星定位系统 D卫星测量器
12航空摄影是 B 
A. 飞机照片 B.航摄地形照片 C.飞机上的照片 D.飞行员的照片
13集成化表示 C 
A.集成为一整体 B.软件集成 C.各种信息统一管理可交换和共享 D.硬件集成
14工程数据的特点是 A 
A复杂、多样、动态 B.简单 C.复杂而规则 D.庞大但固定
15.AutoCAD是一个 C 
A.设计系统 B.设计软件 C.交互式绘图软件 D.计算软件
16航空摄影是 B 
A. 飞机照片 B.航摄地形照片 C.飞机上的照片 D.飞行员的照片
17航带设计应使航线与 D 
A路线平行B路线垂直 C路线成角度 D路线中线重合
18.图形扫描仪采集地形数据是 C 
A.扫描地图 B.扫描数据 C.对扫描图形数字化 D.图形扫描
19地形图数字化是指 B 
A把地形图变数字 B在地形图上采集地形数据
C数字地图 D数字地形图
20. 航测的优点是 D 
A.测量快 B.不需要特别的仪器
C.自动化的程度高 D.采集方便、精度高、地形信息可靠
21. 航测数模技术常用于 D 
A.精确设计 B.最后设计 C.平面设计 D.初步设计
22. 野外实测的特点是 B 
A.精度低 B.精度高、劳动强度大 C.不需要昂贵的设备 D.容易获得
23高程内插是 D 
A在高程上插入数据 B把高程插入数据内部
C在内部插入数据 D根据已有数据内插增加数据量
24. 散点数模属于哪类数模 C 
A.规则数模 B.半规则数模 C.不规则数模 D.都不是
25决策变量是指 C 
A.决策人员的变化 B.决策方案的变化
C.设计中可以变化的参数 D.决策的变化范围
26目标函数是指 C 
A作为目标的函数 B要达到的目标
C评价方案优劣的标准 D最终的目标方案
27约束条件是指 D 
A不能使用的条件 B限制条件 C优化的条件 D寻优的范围
28. 宽带优化主要确定路线（ A ）
A.大致走向 B.通过地带 C.线型 D.经济性
29. 中带优化主要确定路线（ B ）
A.大致走向 B.通过地带 C.线型 D.经济性
30. 窄带优化主要确定路线（B）
A.坡度 B.线位及平纵线型 C.经济性 D.技术性
31.基本型曲线是指（ D ）
A.最简单的曲线 B.圆曲线 C.回旋线 D.由圆曲线和两端连接直线的回旋线
32．切线长控制法是指（ D ）
A．已知切线长 B．由切线长反求半径 C．求切线长度 D．控制切线长
33. 外距控制法是指（ A ）
A.由给定外距反求半径 B.由外距控制 C.求指定外距 D.求外距长度
34. 线形协调法是指（ B ）
A.有协调的线形 B.当圆曲线与两端的缓和曲线等长时反求半径
C.求曲线长 D.求缓和曲线长
35. 平面设计主要包括（ A ）
A.平曲线、主点桩号、逐桩坐标计算 B. 回旋线计算
C. 缓和曲线计算 D. 平曲线计算
36. 横断面设计称（ B ）
A.断面 B.带帽 C.模板 D.横断面
37. 弃方是指（ A ）
A.土石方调配是就近废弃的土石方 B.不处理的土石方
C.放弃的土石方 D.不要的土石方
38. 借方是指（ A ）
A.土石方调配时就近借用的土石方 B.欠别人的土石方
C.暂时借用土石方 D.借用资金购来的土石方
39土石方工程量计算一般采用 C 
A.左端断面 B.右端断面 C.平均断面法 D.中间断面
40. 动态透视图是 C 
A.运动的透视图B.透视图的运动 C.模拟车辆行驶时的透视图 D.活动透视图
四、填空题
1CAD的概念最早于 60 年代提出。
290年代国外公路CAD逐步向 自动化 过渡。
3传统的 测设技术 严重地阻碍了公路CAD的发展。
4我国测设自动化发展要 推广现有成果 和跟踪国际最新测设技术。
5 遥感 可获地质、水文资料。
6可视化 技术发展的CAD虚拟环境,给人以亲临其境的感觉。
7公路CAD主要内容包括 构思、 比选、设计与图表绘制、文件输出等。
8主机由 CPU及内存组成。
9软件从开始设计、开发、实现、运行、维护到最后停止使用的整个过程称之为 软件生命周期 。
10工程数据库管理系统应支持复杂的工程数据 储存和管理 。
11图形输入板是用来把 图形 输入计算机的。
12(+ 22 5) 表达式的结果为 27 。(- 23 12)表达式的结果为 11 。
13 (21a/3) 的LISP表达式为 (/ （* 21 a） 3 ) 。
14(= 6 2)表达式的结果为 NILL 。
15(CAR (11 25 38)表达式的结果为11 。(CADR (11 25 38)表达式的结果为25 。(CADDR (11 25 38)) 表达式的结果为 38 。
16对扫描仪扫描的图形数据需 矢量化 。
17全站仪可以直接 记录 测量数据。
18GPS常用在公路路线 导线网 的控制测量中。
19遥感技术可以获得 地质水文 资料。
20航测方法可以直接观察 地表形态 。
21. 方格网数模属于 规则 数模。矩形格网数模属于 规则 数模。 三角网数模属于 不规则 数模。
22. 数模是指地形表面由一系列密集的地形点所表示的一类数模。
23不规则 数模能适应特征地形。
24用等高线串表示的数模属于 半规则 数模。
25利用航测数模技术进行公路路线设计的主要内容分为 提供1/2000地图 、 测绘地图、建立地形原始数据 三大部分。
26. 路线优化设计第一阶段常进行 宽带优化。第二阶段常用 中带优化 。第三阶段常用 窄带优化 。
27平曲线要素计算的实质是建立转角 、半径 、回旋线长度 、切线长之间的数学关系。
28. 公路平面线形由直线、圆曲线和回旋线 组合而成,平曲线又分为 圆曲线和回旋线 两种。
29缓和曲线常采用 回旋 曲线。
30. 平曲线主点桩计算则是为了建立逐桩坐标 与 切点方位角 之间的函数关系。
31. 外距控制法是通过 外距 来反求曲率半径。
32. 凡是中心对称的回旋曲线回旋曲线长度与圆曲线内移值 。
33. 路线设计一体化系统包含 数据采集与处理 、 线路设计与计算 、计算图表输出为一体的线路设计 。
34. 关于非线性规划问题的求解当目标函数是设计变量的显函数且解析性质较好时, 较适用。
35. 土石方计算包括 断面填方面积、断面挖方面积 和 计算土石方量 这三个步骤。
五、问答题
1我国实现公路测设自动化的途径重点在哪些方面
答推广、普及航测数模技术在公路设计中的应用促进基于野外实测公路设计一体化系统的应用与推广做好已有公路CAD软件商品
2．简述在公路设计中采用CAD技术有哪些优点。
⑴提高设计工作效率，缩短设计周期。 ⑵提高设计质量，在数据库、程序库、图形系统支撑下，有利于继承原有的设计经验、设计成果，计算机的高速、准确与人工交互设计相结合，可以方便地进行设计方案的比选，得到优化的设计结果，从而节省工程投资，提高工程设计质量。 ⑶使设计人员从繁琐重复性的设计工作中解放出来，以便将其聪明才智投入到创造性的设计工作，集中精力于决策。 ⑷有利于设计工作的规范化及设计成果的标准化
3．简述集成化技术。
答：主要是实现对系统中各应用程序所需的信息及所发生的信息进行统一管理，达到软件资源和信息的高度共享和交换，充分提高计算机的资源利用率。
4．简述软件生命周期概念。
答：软件从开始设计、开发、实现、运行、维护到最后停止使用的整个过程。
5．简述软件工程的概念。
答软件工程方法是采用工程的概念、原理、技术和方法来开发与维护软件将工程领域中所广泛采用并取得显著效益的工程化方法引入
软件系统的开发过程。
6公路设计原始地形数据采集的方法一般有哪些
答采用航测方法从航摄照片上获得的数据已有大比例尺地形图的数字化野外实测采集地形数据。
7简述什么是可视化技术VISC。
答可视化技术是国际上于80年代末提出并发展起来的一门新技术它是将科学计算过程中及计算结果的数据和结论转化为图象信息
在计算机的图形设备上显示出来并进行交互处理。
8什么是工程数据库管理系统?
答是将数据库技术应用于工程设计的过程中进行数据处理的产物。
9CAD系统的工程数据管理技术有那几种?
答文件管理系统基于数据字典的数据管理数据库管理方法基于局域网的工程数据库系统分布式管理系统。
10什么是数字地面模型?
答是一个表档地形特征的、空间分布的、有规则的数字列阵也就是将地形表面用密集的三维坐标表示的一种数学表达式。
11数字地面模型有哪儿种?
答规则数模半规则数模不规则数模。
12数字地面模型在公路路线设计中有哪些应用
答是把测量重点从一条已知的平面线形扩大到路线平面线将通过的具有一定宽度的带状地面区域内建立带状数字地面模型。在数模建
立的基础上只需把选定的平面线起迄点、交点的平面坐标及平曲线要素输入系统中计算机便可自动从数模中内插出路线设计所需的
地形数据以及为绘制路线平面图所需的地形等高线串状数据配合路线优化及辅助设计程序可快速完成路线设计的各项内业工作并输出各
项成果文件。此外还可进行施工前的工程仿真设计可进行工程设计的评估和修改提高工程设计质量。
13. 简述公路平面优化设计阶段的划分以及各个阶段的目的。
答有考虑价值的宽带内的平面线形优化目的是确定路线的大致走向进行方案比选有考虑价值的中等宽带内的平面线形优化目的
是确定道路的有利通过地带有考虑价值的窄带内的平面线形优化目的是确定路线线位及有关平、纵线形参数。
14路线优化设计的目的是什么
答是在满足给定的约束条件下通过优化技术确定路线方案的最优位置从而使公路建设项目的社会、经济效益最大。
15路线优化设计数学模型的建立主要是明确哪几个要素?
答主要是明确决策变量、目标函数和约束条件三个要素。
16简述公路纵断面优化设计原理。
答是在平面设计的基础上采用最优化方法合理确定纵断面上变坡点桩号、变坡点标高或纵坡以及竖曲线半径使各项技术指标不仅符
合技术标准、满足标高控制要求而且工程量、费用尽可能小尽量高的行驶速度和尽量少的油耗。
17简述土石方调配的基本概念和主要原则。
答土石方调配是指公路上某路段土石方扣除本路段利用后将挖余土石方合理地纵向运至填缺土石方路段的分配工作。在进行路线设计
时应尽量使沿线土石方添挖数量经本路段利用和在经济老实巴交距基础上的纵向调配后达到平衡。原则尽可能追求合理的移挖作填并求
得合理的借方或废方数量及借、弃土的位置使土石方工程费用尽量减少。
18. 简述基于航测数模技术的路线设计一体化系统。
答主要以数字地面模型为基础，接受并处理用航测方式获得的地面信息，与路线CAD系统融为一体，为路线平纵优化、路线设计、挡土墙设计、平面图绘制、立交设计、桥涵设计、路线三维仿真及动画等设计提供所需的一切地形数据。
19. 简述基于野外实测数模技术的路线一体化系统
答：以三角网数字地面模型为基础，利用 计算机自动出来全站仪实测记录的地形原始数据，建立沿公路走向的带状数模，为公路路线设计提供纵、横断面地面数据，并自动绘制等高线地形图、路线平面设计图，形成从数据采集与出来、路线设计与计算到各种设计图表输出的覆盖路线测设全过程的一体化技术。
六、计算题
1．将下列表达式用AutoLISP语句表达：

2.如图所示，用Autolisp编写程序，作一外切圆半径为100的五角星。

3．某公路曲线偏角实测为30度12分10秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除， 需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线，按预先选定缓和曲线长40M 计算出（要有计算过程）平曲线的主要参数（圆曲线半径、缓和曲线长、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。
4．某公路曲线偏角实测为28度10分32秒，为保证曲线内侧一楼房不拆除，需控制曲线外距不大于8M。用基本型曲线 ，按满足线形协调要求计算出平曲线的主要参数（圆曲线半径、缓和曲线长、切线长、中间圆曲线长、平曲线总长）。
5．某路段的纵断面设计资料为：起点设计高程为201.36，各纵坡资料(按起点 桩号，纵坡，竖曲线半径)为： 3215.46，3，0； 3330，-4.7，1400；3500,0.5,1200；3661.54，0，0。试计算出（要有计算过程）其各段竖曲线要素（切线投影长、曲线投影长、外距、竖曲线起终点桩号）
1
解
(setq e (- (/ ( + R (/ (* 1 1 s) (* 24 R) )) (cos (/ pj 2) ) ) r ))

(steq r (/ e (- (/ (+ 1 (/ (* d d) 96)) (cos(/ pj 2 ) ) ) 1))
(steq t (+ (* (+ R (/ (* Ls Ls ) (* 24 R) )) atan(/ pi 2)) (/ Ls 2)))

3、 见书P95：选定Ls值，有外距E控制反求半径R。
解 公式如下

题意可知E8m，LS=40m, =30.203°则可得：
PJ=0.5213747
A=0.035768854
B=-8
C=69.05125695
R=214.665
T=78.0105
Ls=40
Ly=73.16
L=153.16
4、解(具体去看书)
公式如下

PJ=0.5213747
考虑满足线形协调要求Ls: LY: Ls=1:1:1可得到Ls= LY= Ls
=28°10′32″=0.49，E=8m，由公式计算可得：
R=385.924 m
Ls= LY=94.551 m
T=50.5842 m
L= 3Ls=283.653
5、解