การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการออกแบบแนวทางดิ่ง ที่เหมาะสมที่สุดของถนน

Abstract

การออกแบบแนวทางดิ่งมีจุดประสงค์ที่จะหาแนวเส้นทางที่มีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด แนวเส้นทางที่ได้จากการออกแบบโดยวิศวกรอาจจะยังไม่ใช่แนวเส้นทางที่เหมาะสมที่สุด วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้เพื่อพัฒนาวิธีออกแบบ และ โปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อช่วยในการออกแบบแนวทางดิ่งที่เหมาะสมที่สุด วิธีออกแบบพัฒนาขึ้นจากกระบวนการฮิวริสติค โดยแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน ในแต่ละขั้นตอนหาผลลัพธ์โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ขั้นตอนแรกเป็นการหาแนวทางดิ่งเบื้องต้นที่มีค่าใช้จ่ายน้อยและ สอดคล้องกับข้อกำหนดและข้อจำกัดของการออกแบบ ขั้นตอนที่สองเป็นการหาองค์ประกอบทางเรขาคณิตเริ่มต้นจากแนวทางดิ่งเบื้องต้น ขั้นตอนสุดท้ายเป็นการหาองค์ประกอบทางเรขาคณิตที่เหมาะสมที่ให้แนวเส้นทางที่มีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด แบบจำลองทางดิ่งเบื้องต้นเป็นการแปลงแบบจำลองแนวทางดิ่งที่เหมาะสมที่สุดให้เป็นแบบง่ายโดยใช้สมมติฐานค่าความสูงของดินตัดและดินถม และ หาผลลัพธ์โดยวิธีการโปรแกรมเชิงเส้นองค์ประกอบทางเรขาคณิตเริ่มต้นหาได้จากการสร้างวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่จำลองการออกแบบของวิศวกรเพื่อหาจุดตัดแนวดิ่ง และ ความยาวโค้งเริ่มต้น แบบจำลององค์ประกอบทางเรขาคณิตที่เหมาะสมสร้างขึ้นเป็นแบบจำลองไม่เชิงเส้นใช้สำหรับหาแนวเส้นทางที่มีค่าใช้จ่ายอันเนื่องมาจากปริมาณงานดินน้อยที่สุด และ หาผลลัพธ์โดยวิธีค้นหาโดยตรง จากนั้นนำวิธีออกแบบที่พัฒนาขึ้นมาเขียนเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และ นำมาทดสอบกับเส้นทางยาว 4.2 กิโลเมตรพบว่า สามารถลดค่าใช้จ่ายอันเนื่องมาจากปริมาณงานดินลงได้มาก และช่วยให้ออกแบบรวดเร็วและได้เส้นทางที่เหมาะสมยิ่งขึ้น