2023年11月28日发(作者：)

的概念

CAD即Computer Aided Design，是计算机辅助设计的简称，是一种技术，一般是指人应用计

算机系统，将计算机迅速、准确地处理信息的特点与人的创造思维能力及推理能力巧妙结合

起来，协助工程技术人员完成设计过程中各阶段的工作。

2CAD的发展及发展方向

技术形成阶段，研究开始于20世纪50年代，为设计者提供人机对话的工作方式，实现人机

之间的信息交换。

发展阶段，70年代获得飞跃发展应用主要是二维交互绘图，三维几何造型等。

提高阶段，80年代至90年代中期，几何建模方面取得众多研究成果。

成熟阶段，90年代中期至今，以面向对象的数据库为核心，采用面向对象的编程语言，系

统的兼容性，稳定性，交互性有很大提高。

集成化 可视化 网络化 智能化

3计算机辅助设计

利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD

4公路路线CAD系统组成大致可分四个部分：

●数据采集

●路线优化设计

●计算机辅助设计、绘图、制表

●完整的数据库

5公路路线CAD系统中的硬件和软件

公路路线CAD系统的硬件由计算机和计算机的外围设备组成，其中计算机的外围设备包括

输入设备、输出设备。显示器 CPU和内储存器 键盘鼠标 硬盘光盘 航测成图设备 数字

化仪 扫描仪 绘图机和晒图机

二、软件支撑环境

1.系统软件

系统软件是由计算机制造商提供的，主要包括各种操作系统、文件、设备管理系统、

语言编译系统等。

操作系统（operating system），简称OS，是协调和组织计算机运行的软件，用来实

现计算机硬件自身和软件资源的管理。

二、软件支撑环境

2.应用软件:为解决各个行业的实际问题而另行开发的各自适用的软件。

3.支承软件:支承软件主要包括各种图形软件、数据管理软件、计算分析软件、文字处理软件

等。如图形软件autocad，数据管理软件access、visual foxpro，办公处理软件microsoft office

4.计算机语言面向对象的程序设计语言，比如visual basic。

6软件开发周期

第一阶段，准备与立项时期

问题提出、可行性研究和需求分析

第二阶段，开发时期

总体设计、详细设计、编码和测试

第三阶段，运行和维护时期

7输出设备

输出设备负责把计算机处理数据完成的结果，转换成用户需要的形式送给使用者，或者传送

给某种储存设备。

8优化技术

优化技术是对一个问题从许多可以解决方案中取得“最佳”解决方案的一种方法。在优化技术

中，人们评价设计“优化”的标准称为，参与设计而可以变化的量称为；设

目标函数决策变量

计时应遵守的各种条件称为

约束条件。

9CAD命令

Arc圆弧 array 阵列 circle 圆 copy 复制 divide

定数等分 extend 延伸

Fillet圆角命令：快捷键（F），用将一些直接，多段线，圆弧等进地圆角处理

。

Mirror 镜像 offset 偏移命令 pline多义线 zoom 窗口缩放

绘制直线 line

绘制构造线 xline

绘制多段线 pline

绘制多线 mline(mlstyle)

绘制矩形 RECTANGLE

绘制正多边形 polygon

徒手画图 SKETCH（skpoly）

圆 circle(6种方法)

圆弧 arc (11种方法)

样条曲线 spline

椭圆 ellipse

椭圆弧 ellipse

圆环 donut（fill）

移动对象 move

复制对象 copy

旋转对象 rotate

修剪对象 trim

延伸对象 extend

比例缩放对象 scale

修圆角 fillet

修倒角 chamfer

打断对象 break

分解 explode

合并 join

偏移对象 offset

对象阵列 array

镜像对象 mirror

对齐 align

10标注及尺寸标注的基本组成

尺寸箭头 尺寸文字 尺寸界线 尺寸线

11有时候不知道怎么操作，或者系统出了什么问题直接导致AutoCAD的工具栏丢失了，但

AutoCAD中的相应菜单并没有提供恢复工具栏的功能，那么怎么还原呢？

C:Documents and SettingsAdministratorApplication DataAutodeskAutoCAD

12为了提高绘图的速度，许多人要对快捷键做一些自定的修改，在AutoCAD 中不少人为寻

找这个文件感到头痛。到底这个文件藏在什么地方呢？

快捷键是简化的命令，便于用户从键盘输入命令。 文件列出了快捷命令。可以修

改或删除这些快捷命令，也可以加入自定义快捷命令。

要访问文件，方法1：可在“工具”菜单上，单击“自定义”，单击“编辑自定义

文件”，然后单击“程序参数 ()”。方法2：文件可以用文本编辑程序直接

进行编辑，该文件内对编辑格式有具体说明。

13命令的启动

AutoCAD 2006中文版中常用的输入方法是鼠标和键盘输入，一般在绘图的时候是结合两种

设备进行的。某些AutoCAD命令同时提供了对话框与命令行两种使用方式。在多数情况下，

用户可以通过在命令前加“-”来表示使用该命令的命令行方式。

14透明命令

透明执行命令是指在执行某一个命令的过程中去执行另一个命令。

如在画直线的过程中需

要缩放视图，则可以透明执行命令，缩放视图之后回来接着画直线。 zoom

15阵列命令

将对象副本分布到行、列和标高的任意组合。

16坐标系和坐标

精确拾取点最简便的方法就是使用坐标系。

坐标系按定制对象的不同，可以分为世界坐标系(WCS)和用户坐标系(UCS) (User Coordinate

System，简称UCS)；

2006缺省的坐标系为世界坐标系(WCS)

坐标按照坐标值参考点的不同，可以分为绝对坐标和相对坐标；坐标按照坐标轴的不同，

可以分为直角坐标、极坐标。

17有时为了绘图的需要，在AUTOCAD线型库中没有现成的线型可以加载，怎样绘制一种新

的特殊线型？

打开线型管理文件()

创建新线型

保存线型管理文件

加载新线型

绘制新线型

18地表面的表现形式

19地表面模型的表现形式

骨架模型 三维模型 曲面模型

20地形图数字化和矢量化

地形图数字化的方法有两种：一是采用跟踪式数字化仪将等高线地形图转化成矢量图式的三

维数字地形模型；另一种是采用扫描仪将地形图转化为栅格式模型存入计算机作为设计底图，

或是另由软件转换为矢量式模型

21全球定位系统

全球定位系统

(Global Positioning System 简称GPS)是全球性的卫星定位和导航系统，它能

向全世界任何地方的用户观测站提供连续的、实时的位置（即三维坐标），速度、和时间等

信息。

22全球定位系统的基本结构

空间卫星 用户接收站 地面控制站

GPS的定位原理

伪距测量 差分定位 载波相位测量

23矢量图和栅格图

矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编码并以x、y坐标形式储存。栅格模式中，单

位格栅（象元）是构成图的基本要素，通过其格栅单元以行和列来表示。 矢量图形使用

函数来记录图形中的颜色，尺寸等属性。图形的任何放大和缩小，都不会使图像失真和降低

品质，也不会对文件的大小有影响。矢量图形永远表现清晰的轮廓。

栅格图图像是很多的彩色网格来拼成一幅图像的，每个网格称为一个像素，像素都有特

定的位置和颜色值。如果位图图像放大后会发现有马赛克一样的一个个像素。

24数据采集的方法

数据采集的方法有：

★ 传统测量方法

★ 现代地面速测

★利用已有的图形数字化

★航空摄影测量和遥感方法

★ GPS测量

数据采集方法决定数据的质量，而数据的质量决定了设计的优劣

25道路中线几何模型

一、平面线形子模型

二、纵断面线形子模型

三、横断面线形子模型

26道路纵断面设计的准备

平纵曲线配合

工程数量估算

横断面初步设计

照顾控制点

规范、技术标准

地质概况、桥涵标注

27根据测设阶段和数据采集方法的不同，平面设计可分为它可分为实地定线和纸上定线两

种。

实地定线：路线平面设计系统的任务是验算曲线要素和主点桩号、进行超高和加宽

计算、绘出平面设计图。

纸上定线：路线平面设计系统的任务是计算导线偏角、人机交互中线设计、曲线要

素和主点桩号、进行超高和加宽计算、绘出平面设计图。

28平面设计成果

直线曲线转角表 纵横地面线图 平面设计图

29平面线性CAD设计系统的结构组成

★ 数据输入与维护：导线、交点、曲线数据

★ 数模技术：各种平曲线

★ 中线设计：主要部分

★ 进出口和雨水口设计（限城市道路）

★ 超高、加宽设计：计算、分析

★ 成果输出：表格、图纸

30曲线法 导线法 线元法

导线法：首先确定一系列由直线组成的折线作为道路中线的导线（通过“以点定线，以线交

点”的原则确定），然后对每个转折点（交点）敷设合适的平曲线，构成完整的道路中心线。

曲线法：首先在需要设置弯道的地方根据地形的要求（约束条件）布设一系列圆曲线（直线

被看作半径等于无穷大的曲线），然后在这些圆曲线之间用回旋曲线或直线连接，构成完整

的道路中心线。

线元法：首先确定一系列基本元素段,设计路中线的最后位置和形式根据这些基本元素来确

定,这里的基本元素指的是直线和圆曲线，缓和曲线不作为独立的基本元素,而只是圆曲线的

附属部分。+

线元法其实是前面两种方法的综合（导线法曲线法）

31纵断面工程量估算模块

横断面地面线使用实际输入数据，设计线采用标准横断面，不考虑超高、加宽及横

坡

边坡考虑单坡形式

填方边坡与地面线无交点或填方超过限定值时自动设置挡土墙

地面线可以按最后一根线顺延

采用平均断面法计算土石方

暂不考虑路槽土石方

任意封闭多边形面积：S=0.5*∑(Xi*Yi+1-Yi*Xi+1)

32纵断面设计的方案检查

平纵组合检查:人工经验为主

横断面检查:逐个浏览

控制点检查:搜索每个控制点附近

技术规范检查:包括最小坡长、最大坡长、最大坡度、最小竖曲线半径、合成纵坡等

指标

33CARD

CARD/1是一个高度集成的系统,道路设计所需的资料直接可以从测绘模块所

建立的数模中提取,地形图不再只提供平面信息,它可为道路设计提供广泛的信息。

西安

开道万软件有限公司

34EICAD EICAD

，全称为EICAD集成交互式道路与立交设计软件。主要用于公

路、城市道路、互通立交工程的各阶段设计。

35HintCAD

纬地道路辅助设计系统(HintCAD) 是路线与互通式立交设计的大型专业 CAD

软件。该系统由中交第一公路勘察设计研究院结合多个工程实践研制开发。系统具有专业性

强，与实际工程设计结合紧密、符合国人习惯、实用灵活等特点。系统使用BjectARX及Visual

C++编程，支持AutoCAD 2000/2004 平台和 Windows9X/NT/2000/xp等操作系统, 系统主要

功能包括：

公路路线设计、互通立交设计、三维数字地面模型应用、公路全三维建模（3DRoad）等

适用于高速、一级、二、三四级公路主线、互通立交、城市道路及平交口的几何设计。

36Rcadmaster路线大师

路线大师是用于公路路线设计的CAD软件产品，系统基于AutoCAD平台，完全采用ObjectArx

开发，并采用了先进的特征设计技术和面向对象技术。软件适用于各等级公路的设计