[发明专利]一种机场道面加厚层优化设计系统及方法

权利要求书

1.一种机场道面加厚层优化设计系统，其特征在于，该机场道面加厚层优化设计系统包括：

用于优选出满足给定技术标准要求的旧机场道面加厚层的最优设计方案的自动优选单元；

用于计算出旧机场新道面表面各分仓点的设计高程、混凝土加厚层厚度以及道面加厚层的混凝土总量的自动计算单元；

用于进行旧机场老道面表面测量高程校对及修改设计、旧机场新道面表面设计高程修改设计的交互式单元；

用于绘制出旧机场新道面表面的设计等高线图、旧机场新道面表面的高程坡度控制图、旧机场道面任意分仓线位置的纵断面图、旧机场道面加厚层分仓高程施工图的自动绘制单元。

2.一种机场道面加厚层优化设计方法，其特征在于，所述机场道面加厚层优化设计方法包括以下步骤：

建立机场道面表面设计几何模型；

建立道面加厚层优化设计的数学模型；

确定道面加厚层优化设计方案的最优化求解方法。

3.如权利要求2所述的机场道面加厚层优化设计方法，其特征在于，建立机场道面表面设计几何模型的具体步骤为：

x轴为机场道面的横向坐标；

y轴为机场道面的纵向坐标；

l、m分别表示道面表面的横坡及纵坡个数；

e₀表示坐标原点处新道面表面各纵向设计坡度；

e_j(j＝1,2,...,m)表示新道面表面各纵向设计坡度；

e_m+i(i＝1,2,...,l)表示新道面表面各横向设计坡度，

根据上述机场道面设计表面几何模型，对于道面上任一给定的分仓点k，设其平面坐标为(x_k,y_k)，旧道面表面高程为z_k，新道面表面设计高程为h_k，则

当x_k＜0时，有

hk=e0+Σr=1j-1(gr-gr-1)er+(yk-gj-1)ej+Σr=pi+1(fr-fr-1)em+r+(fi-xk)em+i]]>

当x_k≥0时，有

hk=e0+Σr=1j-1(gr-gr-1)er+(yk-gj-1)ej+Σr=p+1i+1(fr-fr-1)em+r+(fi-xk)em+i]]>

其中e_j(j＝0,1,2,...,m,m+1,m+2,...m+l)为设计变量，为了便于表示，不妨设

x＝(x₁,x₂,...,x_n)^T＝(e₀,e₁,...,e_m,e_m+1,e_m+2,...e_m+l)^T

其中，n＝m+l+1为道面表面设计变量个数，

则道面表面任一分仓角点的设计高程h_k均可以表示为x_r(r＝1,...,n)的线性函数，用一般形式表示为：

h_k＝a_k1x₁+a_k2x₂+...+a_knx_n(k＝1,2,...,N)  (1)

其中N为道面表面分仓角点总数，

设h＝(h₁,h₂,...,h_N)^T为道面表面各分仓角点的设计高程向量，则上面各式可以用矩阵表示为

h1h2...hN=a11a12...a1na21a22...a2n............aN1aN2...aNnx1x2...xN---(2)]]>

或用向量表示为

h＝Ax  (3)

其中，

A=a11a12...a1na21a22...a2n............aN1aN2...aNn---(4)]]>

A称为设计矩阵，其各元素的值均为非负，大小取决于道面表面各分仓角点的平面坐标及坡段规划情况。