浅析人工智能技术在高速公路设计中的应用-以柳州经合山至南宁段高速公路为例.docx

    浅析人工智能技术在高速公路设计中的应用-以柳州经合山至南宁段高速公路为例    摘要：本文简要论述人工智能技术在柳州经合山至南宁高速公路（以下简称：柳南二通道）工程的设计过程中的一些尝试的应用关键词：人工智能；高速公路设计；应用概述本文结合“柳南二通道”实际工作，以人工智能为代表，结合“大数据”计算，浅析人工智能的应用情况1.应用人工智能进行结构物工程量的管理和复核计算以人工智能为代表的计算机技术是信息技术主要的、不可缺少的手段1.1拱桥侧墙体积计算拱桥的侧墙体积是整个“柳南二通道”项目中计算过程最复杂的部分在实际应用中，我们已经发现的通过复核计算结果证明，拱桥的侧墙设计工程量仍然比实际少130.86m3计算公式如下：V＝cf1L1（shK－K）/[K（m－1）]＋f12L1m1（0.5shKchK＋1.5K）/[2K（m－1）2]………1VF≈0.5f1[B－2C－2f1m2（K1＋K3）＋f1m1（K12＋K32）]×（W2－K3f1m3）………2V侧墙＝4V＋2VF………………………………………3利用CASIO4800PA计算器计算侧墙体积为131.50m3；通过建立网络模型的RBF预测的算法进行三维建模求积计算：利用AutoCAD2018结合python进行桥梁的三维建模，---SOLIDS---Mass：134315323.6787cm3/106＝134.315323m3；原施工设计图纸工程量中侧墙体积：101.60m3，为设计错误；通过以上计算结果显示，利用输入模型的RBF网络的预测效果，在计算不规则结构体积在精度及直观性方面有着无法相比的优势。

图1三维建模计算体积1.2路基土石方复核计算以下将介绍利用python、AutoCAD、Excel软件共同完成路基土石方工程量的复核计算工作原理土石方（棱台法）：nV＝1/3×∑（Ai－1＋Ai）Li[1＋mi/（1＋mi）]………4i＝1mi＝Ai－1/Ai（Ai－1＞Ai）N（3≤n≤i＋1）A＝1/2×∑（xiyi＋1＋xi＋1yi）…………5i＝12.人工智能应用程序python进行二次开发程序设计在“柳南二通道”高速公路施工路线复测及竣工测量工作中，绘制公路纵断面图是非常繁琐的工作利用人工智能对项目建模，编制程序进行桩号、地面高程等信息经过研判、预测，在AutoCAD绘制公路纵断面地面线并提供给设计人员进行多种方案的比较和选择，AI会提示各个不同方案的优劣性，并根据“大数据”提供优选方案使得整个设计过程更加客观，更加直观，在整个“柳南二通道”的设计工作确实带来极大的便利2.1人工智能开发平台python在网络智能建模应用实例在“柳南二通道”项目中，涉及土石方调配的工作量巨大，在使用了目前通用的各种软件参与计算之后，仍然面临设计的过程不够精确，以至于在整个施工环节中，可能会遇到与原设计的巨大的误差。

2.2人工智能开发平台python简介Python（发音：/ˈpaɪθən/），是一种面向对象的解释型程序设计语言，源代码和解释器CPython遵循GPL（GNUGeneralPublicLicense）协议Python语法简洁清晰，特色之一是强制用空白符（whitespace）作为语句缩进2.3程序设计算法分析在Excel中，工作表（Sheet或Worksheet）与单元格区域（range），它可以仅包括一个（cell），也可以由多个合并而成可设定（Worksheet）的（cells（i，1））为中桩桩号，（cells（i，2））为对应的地面高程在AutoCAD中，没有与表对应的对象，但可以根据表中前后桩号定义水平距离，根据地面高程定义垂直距离，利用VBA建立AutoCAD与Excel的通信，然后在AutoCAD文件里指定的图层，通过循环，遍历所有单元格区域（cells（i，j）），边读边写，最终完成纵断面地面线的绘制及桩号、地面高程的书写2.4程序具体实现步骤2.4.1创建Python应用SetExcel=GetObject（，"Excel.Application"）IfErr<>0ThenSetExcel=CreateObject（"Excel.Application"）EndIf2.4.2集成开发环境（IDE：IntegratedDevelopmentEnvironment）：PyCharm是由JetBrains打造的一款PythonIDE，支持macOS、Windows、Linux系统。

PyCharm功能包括：调试、语法高亮、Project管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制……①设定工作表（Worksheet）的（cells（i，1））为中桩桩号，（cells（i，2））为对应的地面高程循环读取各里程桩号数据信息②以（0，0，0）为原点，以桩号里程为x坐标，地面高程为y坐标，0为z坐标，循环读取各里程桩号数据信息，最后以连接各地点坐标，则为地面线2.4.3桩号及高程的写入①以桩号里程为x坐标，0为y坐标，0为z坐标，确定文字的插入点②以单行文字形式创建桩号及高程文字，定义文字2.4.4辅助网格线的绘制①辅助网格线能较为直观地表示桩号及地面高程的对应关系，有助于拉纵坡；②以桩号里程为x坐标，0为y坐标，0为z坐标，确定网格线第一点；以桩号里程为x坐标，10倍所对应的地面高程为y坐标，0为z坐标，确定网格线第二点；两点连线，则为网格线结论通过以上几个人工智能技术在“柳南二通道”高速公路项目的道路与桥梁工程设计和施工中的简单的应用实例，主要尝试的分析了现代公路桥梁施工中很多繁杂的计算工作将会逐渐的由人工智能进行在“柳南二通道”项目中，设计方面和施工方面均有Python应用的体现，这一人工智能应用的加入，使得工程设计人员在一些容易出错，或者计算量繁杂的地方得以更加从容的应对。

柳南二通道”的方案比选中，Python强大的数据收集能力，将汇总各种不同方案中不仅是投资的不同，还将体现出，地形地貌、地质情况、天气状况、沿路植被情况、居民生活情况，电力水利情况、甚至各种不同方案将直接拉动沿线城市的社会发展情况做出一定范围的预测这一手段的应用，将使方案的比选成为一个真正的比较选择的过程，大数据的加入使比选的数据更加丰富可靠经过不断的发展，土木工程建设项目目前已经成为了我国的支柱产业之一，行业的决策者、管理者和建设者更新思想，对人工智能（AI）技术给予认真的思考和充分的重视，从而使我国的土木建筑行业能够尽快迈向现代化和智能化Reference：[1][美]DavidS.Cohn.TheCompleteReferenceAutoCAD2002[M].北京：电子工业出版社，2003[2]周水兴，何兆益，邹毅松等.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001[3][美]Jhon.Walkenbach.Excel2002Formulas[M].北京：电子工业出版社，2002  -全文完-。