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原文传递道路纵断面线形拟合方法研究

论文题名：	道路纵断面线形拟合方法研究
关键词：	道路纵断面;线形拟合;最小二乘法;改扩建工程
摘要：	改革开放以来，国民经济持续高速发展，公路需求强劲增长，公路基础设施建设开始发生历史性转变。由于建设初期的公路设计标准较低、施工技术不高、施工质量低劣等因素，随着公路交通量的增加，原有公路的技术等级和技术标准已不能满足现在公路运输的要求，大量建设年代久远的公路迫切需要新建或改建以满足交通运输需求。从公路的发展趋势来看，道路改扩建工程将成为公路建设的主要方向。曲线拟合是用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点所表示的坐标之间的函数关系的一种数据处理方法，将工业技术中已经运用很成熟的曲线拟合技术运用到道路改扩建工程的线形拟合设计中，可以较好的解决道路改扩建工程设计问题。　　论文研究的主要成果如下：　　本文首先介绍了国内外研究现状。道路改扩建工程由于其线形组合的复杂性，各项技术规范对线形的严格要求，道路的安全、适用性原则的束缚，道路纵断面线形拟合设计的模型选择是其中的关键问题。本文通过对比国内外研究现状，以及曲线拟合所采用的各项方法，如：拉格朗日插值法、分段插值法、样条拟合法和最小二乘法等。根据其适用性以及拟合精度要求，最终确立了最小二乘法为拟合道路纵断面线形的理想拟合方法。　　其次，通过对道路纵断面设计规范要求的研究，以及直线、竖曲线等道路纵断面线形基本组合元素的特点分析，得到基于最小二乘法的道路纵断面线形拟合模型。处理外业勘测的数据点，并排除其中的粗差点，将处理所得数据点利用MATLAB辅助进行最小二乘法拟合，最终得到拟合曲线的线形、设计参数。　　最后，通过比较采样点与拟合曲线模型计算出的数据，进一步论证了最小二乘法在道路纵断面线形拟合设计中的实用性。结合误差大小、产生原因，从统计数据中说明：在起坡点附近误差较突出，适当增加采样点密度可提高拟合精度，直坡段应增大采样步长，竖曲线段应减小采样步长。　　基于最小二乘法的曲线拟合技术是一种较为理想的道路纵断面线形拟合设计方法，为类似相关工程提供参考。
作者：	孙腾
专业：	道路与铁道工程
导师：	张航
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文