总图设计理论研究及其应用

论文摘要

本文以总图设计的主要内容为基本研究框架,结合总图设计理论各个主要内容的特点,利用系统布置设计、数字地面模型、灰色系统理论、虚拟仿真等有效工具,通过对总平面布置方法、竖向布置地形图建模、平土标高和土方计算方法、管线竖向布置和总图设计方案评价等内容的研究,提出了一系列总图设计的理论和方法,并通过相关的实例验证了这些方法的效果。1.总平面布置的关键点在于作业单位综合相互关系分析、如何布置方案和方案优选。研究充分肯定了设计人员的主观能动性在方案布置中的作用,提出以面积相关图为基础,充分发挥主观创造性布置总平面方案；并将总平面布置方案优选放到了突出的位置上。2.本文选取地形分析建模、平土标高优化和土方计算方法三个方面进行竖向布置研究。研究了基于不规则三角网(TIN)构造自然地面的数字地面模型(DTM)的建模问题,并给出了基于TIN模型的数字地面的函数解析式及其约束条件的表达式。论文利用土方平衡原理,对方格网法确定不规整场地平土标高的公式给予完善；提出了一种基于改进最小二乘法的平土要素优化方法。另外,本文还研究了以TIN方法构建的数字地面模型为基础,利用空间曲面函数解决土方计算问题。分别利用立体几何法和函数解析法两种方法来进行土方计算,并给出函数解析法计算土方量的计算公式和应用该法的土方计算系统技术路线图。3.选取管线综合交叉口竖向布置为主要对象,针对传统布置方法中存在的问题,提出了一种基于最小土方工程量的管线综合竖向布置优化方法。另外,给出了利用此种方法进行管线综合交叉口竖向布置的技术流程图,并结合工程实例说明了这种方法的合理性和实用性。4.本文指出总图设计方案优选在总图设计中的地位和重要性,并给出了总图设计方案评价的指标体系和确定指标权重的方法。笔者将灰色系统理论引入总图设计中,提出了两种基于改进灰色关联分析法的总图设计方案优选方法,并举例说明了方法的可行性。本文还提出了利用虚拟仿真技术对总图设计方案综合评估的方法,给出了其技术路线图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 选题背景
• 1.2.1 总图设计发展的历程
• 1.2.2 总图设计理论与方法的国内外研究现状
• 1.3 论文的研究意义及主要研究内容
• 1.3.1 论文的研究意义
• 1.3.2 论文的主要研究内容和研究方法
• 第2章 总平面布置研究
• 2.1 总平面布置及其原则和要求
• 2.2 布置设计的一般过程
• 2.3 现行的总平面布置方法
• 2.3.1 传统的布置方法
• 2.3.2 数学分析法
• 2.3.3 系统布置设计（SLP）
• 2.4 总平面布置研究的关键点
• 2.4.1 作业单位综合关系分析
• 2.4.2 总平面布置方案
• 2.4.3 总平面布置方案的选择
• 2.4.4 总平面布置应与竖向布置等结合进行
• 2.5 本章小结
• 第3章 竖向布置研究
• 3.1 竖向布置概述
• 3.1.1 竖向布置的概念及其任务
• 3.1.2 竖向布置的意义
• 3.1.3 竖向布置的研究内容
• 3.1.4 竖向布置的一般要求
• 3.1.5 竖向布置的形式
• 3.2 竖向布置优化基础
• 3.2.1 场地地形图获得与分析
• 3.2.2 平土标高的确定与土方计算的传统方法
• 3.3 基于不规则三角网（TIN）构造自然地面的数字地面模型（DTM）
• 3.3.1 数字地面模型（DTM）
• 3.3.2 不规则三角网模型（TIN模型）
• 3.3.3 不规则三角网建模示例
• 3.4 场地平土标高的确定方法
• 3.4.1 影响场地平土标高的因素
• 3.4.2 基于土方平衡原理的平土标高确定方法
• 3.4.3 基于改进最小二乘法的场地平土标高的确定
• 3.5 场地土方计算方法
• 3.5.1 土方计算的三种常用方法
• 3.5.2 基于TIN模型的土方计算原理和方法
• 3.5.3 基于TIN模型土方计算系统的技术流程
• 3.6 本章小结
• 第4章 管线综合布置研究
• 4.1 管线综合布置概述
• 4.1.1 管线综合布置的任务
• 4.1.2 管线综合布置的意义
• 4.1.3 管线的敷设方式
• 4.1.4 管线综合布置的原则
• 4.2 管线综合布置的一般技术术语
• 4.3 管线综合布置的一般程序
• 4.4 管线综合平面布置
• 4.5 管线综合竖向布置优化研究
• 4.5.1 管线综合竖向布置的原则
• 4.5.2 管线综合竖向布置的要求
• 4.5.3 单体管线和管线综合交叉口的竖向布置
• 4.5.4 管线综合交叉口竖向布置的表示方法
• 4.6 管线综合交叉口竖向布置的传统方法
• 4.7 管线综合交叉口节点竖向布置的优化研究
• 4.7.1 管线综合交叉口竖向布置优化思路
• 4.7.2 管线综合交叉口竖向布置技术流程
• 4.7.3 管线综合交叉口竖向布置实例研究
• 4.8 本章小结
• 第5章 总图设计方案优选
• 5.1 概述
• 5.2 总图设计方案评价的指标体系
• 5.2.1 评价指标体系建立的原则
• 5.2.2 总图设计方案评价指标体系
• 5.2.3 评价指标权重的确定
• 5.3 总图设计方案优选的方法
• 5.3.1 专家评价法
• 5.3.2 聚类分析法
• 5.3.3 模糊综合总评价法
• 5.4 基于改进灰色关联分析法的总图设计方案评价
• 5.4.1 灰色系统和关联分析原理
• 5.4.2 改进灰色关联分析评价模型一
• 5.4.3 改进灰色关联分析评价模型二
• 5.4.4 实例分析
• 5.5 基于总图虚拟仿真的方案优选
• 5.5.1 基本步骤
• 5.5.2 技术路线图
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文