立交平面线形设计
立交平面设计采用的是以线元相互首尾搭接（积木法），再辅以起终点接线约束和终点智能化自动接线的方法；主线平面设计仍以线元为最终计算单元，采用“缓圆缓”三线元捆绑结构的可组合式交点曲线模型进行设计，并结合设计需求开发有多种反算模式。
纬地系统中，利用实时拖动技术，可进行动态可视化设计。
公路路线与立交的线形可由三种基本曲线段相互搭接组成，圆曲线、缓和曲线（回旋线）和直线。每一基本曲线段由以下几项参数来加以确定描述：
Z&Y 曲线在前进方向上向左或向右 P 曲线在横向错移值
S 曲线段的长度，正值表示曲线的弦长，负值表示曲线弧长 A
曲线段回旋线参数值，直线和圆曲线为0
RO 曲线段起始曲率半径，为非零值，9999表示曲率半径为无穷大（输入0或负值也均被认为是无穷大）
RD
曲线段终点的曲率半径，为非零值，9999表示曲率半径为无穷大
平面线形由以上三种基本曲线相互搭接组合而成，而起点接线约束和终点的接线约束确定了立交线形与其他立交匝道或主线之间的相对关系。
1.立交平面线位设计 1.1 立交平面线形设计对话框
菜单：设计——立交平面设计 命令：Ht
立交平面线形设计对话框，如图1所示。
图1
“立交平面设计”启动后自动读入当前项目所指定的平面曲线数据文件（*.pm）。其中“存盘”和
“另存”按钮用于在完成该平面线位的设计与调整之后将当前数据保存到数据文件中。
“起始方式:”列表为本线形的起点接线方式，其后的“X0”、“Y0”、“X1”、“Y1”和“选取文件”按钮及编辑框分别用于输入、显示不同起始方式下的线形起点接线控制数据。可以根据所要设计的线形实际情况，选择不同的起点接线方式。
横向滚动条控制向前和向后翻动数据表，“插入”、“删除”按钮分别控制在任意位置插入和删除一段曲线段，起点接线“拾取数据＞”和终点接线“拾取数据＞”分别根据不同的起点接线方式和终点接线方式直接拾取不同的坐标数据和目标实体数据。
纬地系统 “拾取”按钮，该功能可以应用于以下几种情况：一是本项目匝道的线形从某一确定的曲线单元上开始时，可以点击该按钮直接拾取CAD图形中的已知曲线单元，系统自动拾取该曲线单元的所有信息，并将该曲线单元作为本项目线形组成的第一个线元。二是在已经生成的曲线单元后直接将CAD图形中的线元拾取并接入到本项目的后面。三是直接选取，连续拾取CAD中的线形单元，以恢复形成新的项目的线形。（以上被拾取的对象，既可以是使用CAD命令绘制的直线、圆曲线等，也可以是由应用软件生成的曲线单元）。智能“拾取”功能主要解决匝道起点位置快速确定的另一种方法，同时也使可方便地将已有的CAD图形实体快速转化为路线线形数据。
关于v5.7版以后“拾取”功能的一些变化。可以将方位角不连续（一定角度范围内）的曲线单元也拾取添加到项目中来。方便在一些特殊线形设计上的需要，如可将平行式加速车道的三角段一并设计在匝道线形中来。
考虑到对话框布局的需要，曲线数据表只显示三段曲线段（分别对应为三行）的数据，每一行行首的小单选框为曲线段拖动选择钮，其后分别为曲线段编号（No xx）、左右转向（Z &Y）、横向错移值（P）、曲线段长度（S）、曲线参数（A）、曲线段起点曲率半径（RO）、曲线段终点曲率半径（RD）。
“终止方式:”选择列表中可以根据实际需要选择不同的线形终点接线类型，其控制数据分别在“X2”、“Y2”、“X3”、“Y3”编辑框中输入和显示，默认为“不接线”方式，即不进行终点接线计算。
“实时拖动”用于完成平面线形实时拖动修改功能，可以根据所选择的不同曲线类型及曲线参数进行实时拖动接线计算和试算。
“测试”使可以直接根据拖动中的实际情况输入接线参数的目标值和试算范围，程序将自动完成试算操作功能。
“计算显示”将完成当前输入数据的记忆、整个线形的几何计算及接线计算，并在当前图形屏幕显示整个设计线形及各段曲线参数、控制点桩号及百米桩号等。
“确定”按钮首先关闭对话框，然后记忆当前输入数据并进行整个线形的几何计算，但是所有的记忆和计算都在计算机内存中进行，如果需要将数据永久保存到数据文件，必须点击“另存”或“存盘”按
钮。
“取消”按钮可以关闭此对话框，同时当前对话框中数据的改动也被取消。
1.2 曲线计算与显示控制
立交平面线形设计对话框中“控制…”为线形计算与显示控制按钮，点取“控制…”按钮后，当前屏幕将出现如图2所示嵌套对话
框。
图2
其中“计算控制”栏中的“线元连续计算”为曲线线形计算控制按钮，它控制在曲线计算和显示过程中程序是否把每段曲线段进行曲线线形连续计算；“匝道线形编号:”框中输入、显示当前线形的编号名称，例如：“A”表示为A匝道线形，“MR”表示为主线线形。在“匝道起始桩号”框中输入或者修改当前曲线线形设计的起点桩号。
“绘图与标注”中“重绘刷新”和“绘设计线”选项，控制系统在点取主对话框中“计算显示”按钮后，程序是否在当前屏幕重新刷新绘制整个设计线形实体。
“绘交点线”控制是否绘制各曲线段之间交点的连线。
“曲线模拟步长”控制在点取主对话框中“计算显示”按钮后，程序在重新绘制整个设计线形过程中对缓和曲线近似绘制的步长，“曲线模拟步长”在未设置状态下时，其默认步长为1.0m；“标注公里百米桩”控制在绘制设计线形过程对各控制点及百米桩等的桩号标注与否及标注字体高度。
“曲线要素点”控制对各要素点是否进行点位的标注及标注符号的大小。 “曲线参数”控制是否标注各曲线段的曲线参数值及其字体高度。
“标注位置:”控制百米桩和曲线要素桩号等数据标注于线形的左、右侧或平曲线内侧。其中“百米桩”标注选项，可以选择标注百米桩、五十米桩、二十五米桩、二十米桩、十米桩等。
2.四种起点接线方式
任意一段路线或一条匝道，它的起点均存在一定的控制或约束条件，这里暂归为以下四种。
2.1 两点直线接线方式（选取起点接线“起始方式”中的“两点直线”方式）
通过键盘或在平面线位对话框中点取 “拾取起始数据＞”在图形屏上点取两点等方式，在输入框“X0”、“Y0”、“X1”、“Y1”中输入两点坐标来确定匝道的起点位置和方位角。程序以从第一点到第二点的方位角为起点方位角，以第二点为起点位置。如图3所示。
图3
2.2一点加方位角的接线方式（选取起点接线“起始方式”中的
“点加方位角”方式）
通过键盘和在平面线位对话框中点取“拾取起始数据＞”在图形屏上点取一点，在输入框“Alpha”、“X1”、“Y1”中输入一点和一方位角作为立交的起点位置和方位角。如图4所示。本方式是较常采用的一种匝道平面线形起始方式，适用于已经确定匝道的起始位置和方位角的情况下。
图4
2.3 已知约束匝道的两桩号及横向支距接线方式（选取起点接线“起始方式”中的“文件控制_1”方式）
通过键盘或点取“选取文件”按钮或在其后的编辑框中输入约束匝道的平面线位数据文件名，在“Sta0”和“Sta1”框中输入约束匝道上的两桩号值，并在其后对应的“Y0”、“Y1”框中输入横向支距。程序将自行搜索已知匝道平面线位数据文件，并计算两桩号点的平面坐标和其切线方位角。以约束匝道的第二桩号横向错移后的位置为本匝道的起点位置，以约束匝道上第一桩号和第二桩号横向错移后的连线方位角为本匝道的起点方位角。如图5所示。该方式可应用于主线位于直线段上时，快速进行直接式加减速车道的设计。
图5
2.4 已知约束匝道的一桩号及其方位角偏移值的接线方式（选取起点接线“起始方式”中的“文件控制_2”方式）
通过键盘或点取“选取文件”按钮或在其后的编辑框中输入约束匝道的平面线位数据文件名，在“Sta1”、“Alpha”框中输入约束匝道上的一桩号值和相对其切线方位角的角度偏移值（正值表示向右偏移，负值反之），程序将以约束匝道上给定桩号的位置作为本匝道的起点位置，以其切线方位角加角度偏移值作为本匝道的起点方位角。如图6所示。该方式是实际设计过程中采用较多的一种方式，一般应用于拟设计项目的匝道平面线形起点受另一个项目（主线或匝道）的控制，即拟建项目的匝道起点位置是从已知项目线形的某一桩号上开始的，或横向错开和偏置（移）某一角度后开始的，可应用于加减速车道的设计中。
图6
3.中间曲线段数据输入与搭接
前面叙及本程序采用曲线段积木式搭接的计算方式，任意曲线段（直线、圆曲线、回旋曲线）均由以下参数加以控制：P（左右横向错移值），S（曲线段长度），A（缓和曲线参数值），RO（起始点曲率半经），RD（终点曲率半经）。
在立交平面线形设计对话框中间是三行中间曲线段数据输入显示栏，分别控制每一曲线段的转向、横向错移值、曲线长度、曲线参数、曲线的起始曲率半径和终止曲率半径（每一行前还设有一拖动标志），分别在中间曲线段数据输入显示栏中输入曲线段的各项控制参数（必须输入程序所规定的正确数据）。
点按“前页”和“后页”按钮或者用鼠标拖动滑动块可以向前和向后翻动中间每一曲线单元的数据，“插入”、“删除”按钮可完成任意中间曲线段的插入和删除操作。
在HintCAD5.0及以后版本中，“立交平面设计”对话框中增加了“拾取”按钮。它的功能在前面已经叙及，但请在连续拾取时注意，这些线元实体的起终点位置和方位角必须是连续的，即上一线元的终点位置是下一线元的起点位置（平面坐标位置相差≤2mm），即上一线元的终点方位角是下一线元的方位角，这和路线线元积木式搭接的要求是一致的。
如下图7所示，点击主对话框中的“拾取”按钮，鼠标点取图形屏幕中所绘线元（如图中的直线段1），图中会出现一个红色箭头表示路线前进方向，移动鼠标可以改变路线前进方向，点击鼠标左键完成拾取。接着可以继续点击“拾取”按钮依次拾取连续的线元（如图中的园曲线和直线段2），拾取的图形线元数据在立交平面设计主对话框中的中间曲线段数据显示栏中显示，如图8所示。
如果拾取的图形线元方向不连续，系统会在AutoCAD的命令行中提示“选择错误,起点方位和路线终点方位不连续!”
图7
图8
4.七种终点接线方式
4.1不接线（选取终点接线“终止方式”中的“不接线”方式）
终点不进行接线计算。在立交平面线形设计对话框中，三项中间曲线段数据输入显示栏中所显示的最后一段曲线段终点即为本匝道的终点。
4.2两点直线接线方式（选取终点接线“终止方式”中的“圆+缓+直”方式）
通过键盘或在立交平面线形设计对话框中点取 “拾取终点数据＞”按钮，在图形屏上点取两点等方式在编辑框“X2”、“Y2”、“X3”、“Y3”中输入两点坐标，来确定匝道接线计算的终点位置和方位角。 程序将计算生成一段圆曲线（B类）和一段回旋曲线（D类），使终点的位置定于给定的直线上，方位角等于直线的方位角，终点曲率半径为无穷大。
以此方式进行终点接线计算时，所输入的最后一段中间曲线段的终点曲率要求为非零和非无穷大值，程序需由此确定生成接线曲线段的曲率半径变化，且接线曲线段的曲线转向也由最后一段中间曲线段的曲线转向确定。如图9所示。图中本匝道线形的实线部分为已确定的（或已输入的）曲线单元，虚线部分为接线后自动计算产生的线元。
此方式也是一般互通式立交终点接线中最常用到的一种方式（情况），适用于匝道终点要衔接的主
线（或被交路）处于直线段上等情况。
图9
4.3 圆曲线接线方式（选取终点接线“终止方式”中的“直+
缓+圆”方式）
通过键盘在“Rc”框中输入目标圆曲线的半径，点取“拾取终点数据＞”按钮在图形屏上直接点取目标圆曲线的圆心坐标入编辑框“Xc”、“Yc”中。程序将计算生成一段直线（A类）和一段回旋曲线（C类），使终点的位置定于目标圆曲线上，方位角等于该点的圆曲线切线方位角。
以此方式进行终点接线计算时，所输入的最后一段中间曲线段的曲线转向确定终点接线曲线段的曲线转向。如图10所示。
图10
4.4同向圆曲线接线方式（选取终点接线“终止方式”中的“圆+缓+圆”方式）
通过键盘在“Rc”框中输入目标圆曲线的半径，点取 “拾取终点数据＞” 按钮在图形屏上直接点取目标圆曲线的圆心坐标入编辑框“Xc”“Yc”中。程序将计算生成一段圆曲线（B类）和一段回旋曲线（E或F类，其曲率半径从所输入的最后一段中间曲线段的终点曲率变化到目标圆曲线的曲率半径），即生成“C”型曲线，使终点的位置定于目标圆曲线上，方位角等于该点的圆曲线切线方位角。
以此方式进行终点接线计算时，所输入的最后一段中间曲线段的终点曲率要求为非零和非无穷大
值，程序需由此确定生成接线曲线段的曲率半径变化，且接线曲线段的曲线转向必须和最后一段中间曲线段的曲线转向相同。如图11所示。此方式适用于接线的终点位于圆曲线上，以圆→缓→圆的卵形曲线相衔接。
4.5反向圆曲线接线方式（选取终点接线“终止方式”中的“圆+缓+缓+圆”方式）
通过键盘在“Rc”框中输入目标圆曲线的半径，在“A:A=1:”框输入接线将生成的“S”型曲线前后两段C类曲线和D类曲线的回旋线参数之比值，点取“拾取终点数据＞”按钮，在图形屏上直接点取目标圆曲线的圆心坐标入编辑框“Xc”、“Yc”中。程序将计算生成一段圆曲线（B类）和两段回旋曲线，分别为C类和D类曲线，其曲率半径分别从所输入的最后一段中间曲线段的终点曲率变化到无穷大，和从无穷大变化到目标圆曲线的曲率半径，且两段回旋曲线的参数值之比为控制值，即生成“S”
型曲线。如图12所示。使终点的位置定于目标圆曲线上，方位角等于该点的圆曲线切线方位角。此方式也是匝道终点接线中较常遇到的一种情况，匝道接线的终点落在一圆曲线上，以圆→缓→缓→圆的S型反向曲线相接。
图11
图3-12
以此方式进行终点接线计算时，所输入的最后一段中间曲线段的终点曲率要求为非零和非无穷大值，程序需由此确定生成接线曲线段的曲率半径变化，且接线终点曲线段的曲线转向必须和最后一段中间曲线段的曲线转向相反。
如果目标圆曲线的曲率半径比较大时，可能会出现“S”型曲线的第二段缓和曲线长度太短，这时可以在“A:A=1:”框输入“0”，即表示第二缓和曲线参数或长度取“0”，程序将计算生成一段圆曲线
（B类）和一段C类回旋曲线，其曲率半径从所输入的最后一段中间曲线段的终点曲率变化到无穷大。如图13所示。
图13
4.6圆曲线与直线接线方式（选取终点接线“终止方式”中的“圆+直”方式）
通过键盘或在平面线位对话框中点取“拾取终点数据＞”按钮，在图形屏上直接点取两点等方式在编辑框“X2”、“Y2”、“X3”、“Y3”中输入目标直线上的两点坐标，来确定匝道接线计算的终点位置和方位角。程序将计算生成一段圆曲线（B类）直接与目标直线相切，同时将在“Command:”命令行显示圆曲线终点到目标直线的垂直距离。可以使用“拖动”按钮，通过拖动匝道起点或已知曲线的参数使得显示的垂直距离趋近于零，即可完成接线。如图14所示。
此方式用在匝道终点落在直线段上，而以圆与该直线直接相切的方式衔接，中间不插入缓和曲线。
图14
4.7圆曲线与圆曲线接线方式（选取终点接线“终止方式”中的“圆+圆”方式）
点取“拾取终数据＞”按钮在图形屏上直接点取目标圆曲线的圆心坐标入编辑框“Xc”、“Yc”中。程序将计算生成一段圆曲线（B类）直接与目标圆曲线相切，同时将在“Command:”命令行显示圆曲线终点到目标圆曲线的垂直距离，可以使用“拖动”按钮，通过拖动匝道起点或已知曲线的参数使得
显示的垂直距离趋近于零，即可完成接线。如图15所示。
此方式中匝道的终点与一反向的圆曲线相接，适用于反向圆曲线之间不插入缓和曲线、两反向圆曲线直接相切。
图15
5曲线拖动
匝道中任何一段曲线段均可以进行拖动，可以通过拖动处理来实现匝道线位的移动变化。 首先选取匝道中要拖动的某一曲线段（点亮拖动标志），单击“拖动”按钮，程序会自动判断选取的被拖动曲线段的类型，在命令行上显示不同的拖动提示，直线和圆曲线默认拖动其曲线长度变化，而回旋曲线则会提问拖动A参数或是S值（即回旋线长度）。然后提示输入一基点，可以在屏幕中心位置单击一次左键。此后随着鼠标的左右移动，屏幕上会显示整个匝道线位的拖动变化，并在命令行上显示被拖动参数的变化值，如“The S=xxx”、“The A=xxx\等。当拖动至所需位置后，单击左键，程序便马上完成计算与绘图任务。
在拖动过程中，随时键入“S”（“s”）或“L”（“l”）键将缩小或增大当前鼠标移动的步长，每按一次“S”或“L”键，步长将缩小或增大至原来的10倍。而在拖动中随时键入“X”或“ESC”键将中止拖动程序。
如果在点按“拖动”之前没有选择拖动对象，程序将默认为是拖动起点接线参数。这时，程序将按照本匝道的不同起点接线方式，显示不同的接线拖动提示。两点直线接线方式时，提示拖动第一点或移动第二点；点加方位角接线方式时，提示拖动方位角或点；而第三和第四种起点接线方式时，将
默认为拖动控制本匝道的起点位置的桩号，直接提示拖动的基点。
6接线计算和拖动接线计算
可按照前面的七种接线方式输入终点接线数据，然后点按“计算显示”按钮，进行终点接线计算。如果程序完成匝道曲线计算和终点接线计算，将在当前屏幕绘制线位数据图（包括终点接线部分）；而如果不能完成终点接线，将出现“计算错误!”等计算错误的信息提示。可在检查和修改各项曲线数据和接线数据后，继续用“计算显示”按钮来完成接线计算和绘图。