1月6日,《公路路线智能选线系统一期研发》科研项目通过集团公司验收。这标志着由我司自主研发、具有完全自主知识产权的公路智能选线系统取得了突破性进展。
系统功能架构
智能选线系统采用自主研发的智能算法,根据约束条件,可快速生成不同优化指标的若干种优选路线方案,满足设计规范的要求,并可实时计算路线横断面、填挖方数量、路桥隧规模信息及总体经济造价等量化指标,为路线设计人员提供可靠的决策支持,减少大量的重复性工作,提升公路勘察设计工作效率,使选线效果更为客观。
软件3D建模及选线模型
智能选线系统实现了在地形图上智能搜索并生成多种路线设计方案的功能,在完成智能选线设计后,能够自动存储优选方案,并积累形成不依赖于专家及设计人员的知识库。
路线平面软件解算方案绕避城镇区域
研究成果在我司多条高速公路勘察设计场景中进行了案例分析应用与测试,软件智能选线效果达到了初步设计初测方案深度,软件解算工程量合理,对于50公里左右的高速公路项目,软件选线解算时间约1小时左右,对提升勘察设计前期选线工作效率有很强的辅助效果。
路面平纵横联动查看
在以下两个工程案例中,通过与人工选线对比,智能选线系统展现了更高效率以及更全面的方案考虑,系统通过对地形、设计等级、工程造价、环境影响因素等多维度数据的深度分析,快速生成了多个备选路线方案,并对每条路线进行了科学的数据指标评估。
如项目一为某西南地区公路项目,采用100km/h的设计标准,路线长度54km,搜索面积565470.52亩,智能选线系统计算出27个路线方案,计算耗时39分钟。其中系统选择的最优方案比人工设计方案缩短路线1487米,减少桥梁2450米、隧道1530米。
如项目二为某西部山区公路项目,采用100km/h的设计标准,路线长度58km,搜索面积474312.16亩,计算出21个路线方案,计算耗时72分钟。其中系统选择的最优方案比人工设计方案减少挖方243万m³、填方175万m³,减少隧道3567米,减少占地面积852亩。上述软件生成方案在人机交互细化后可用作项目备选方案。
路线平面对比
路线纵面对比
通过这两个案例的实际应用情况可见:相较于人工设计方案,智能选线系统不仅在更短时间内生成并优化了路线,准确避开了环境敏感区域,还兼顾了安全性和建设成本。且智能选线系统生成的多种路线方案中,包含了原本的人工选线方案。智能选线系统的应用,较大程度提高了路线设计的科学性,降低因人为主观判断产生的偏差,确保项目在满足交通需求的同时,还能最大限度地降低成本和对环境的影响,为未来更多公路项目的规划设计提供了有力支持。
我司将继续开展智能选线系统下一阶段的研发工作,进一步拓展及升级系统功能,包括国产化平台移植、基于云计算、大规模并行计算技术,提升智能选线运算时间和搜索精度;基于生成式AI、深度学习技术训练模型,实现智能识别地形地物,并深化算法模型;除路线平纵横外,开发公路路基智能化设计成套功能,进一步拓展并实现细分专业的智能设计工作。
公路一院 肖宇