системы проектирования. Системы автоматизированного проектирования автомобильных дорог
 Скачать 1.67 Mb.
|
|
План
Заключение Список использованной литературы 1. Системы автоматизированного проектирования автомобильных дорог Общее понятие «Системы автоматизированного проектирования» и ее место среди других информационных технологий. Работы по созданию автоматизированной системы оперативного управления в дорожном хозяйстве ведутся с 1998 года. За эти годы накоплен опыт работы, реализован целый ряд успешных и перспективных проектов, заслуживающих дальнейшего развития и тиражирования в рамках всего дорожного хозяйства. В то же время следует признать, что в целом информационная и телекоммуникационная обеспеченность системы управления дорожным хозяйством далека от мирового уровня развития информационных и телекоммуникационных технологий, как по технологическим характеристикам, так и по уровню интеграции информационного пространства. Существует несколько разновидностей систем автоматизации. В зависимости от их функциональности можно выделить системы автоматизированного проектирования автодорог (САПР), автоматизированные банки дорожных данных (АБДД), автоматизированные системы управления содержанием искусственных сооружений и системы паспортизации автомобильных дорог. Система автоматизированного проектирования – организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации выполняющая автоматизированное проектирование. Таким образом, САПР следует понимать и как компьютерную программу, и как организационно-техническую систему в широком смысле. Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий, являясь собственно синтетической дисциплиной, включающей множество информационных элементов: от вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий до передовых методов вычислительной математики и средств моделирования трехмерной виртуальной реальности. Классификацию САПР осуществляют по разным признакам, например, по приложению, целевому назначению, комплексности решаемых задач, характеру базовой подсистемы. По приложениям наиболее актуальными и широко развитыми являются: 1)САПР машиностроения; 2)САПР радиоэлектроники; 3)САПР архитектуры и строительства. 4)САПР автомобильных дорог можно классифицировать как архитектурно-строительная САПР. В тоже время САПР АД необходимо рассматривать как самостоятельную ветвь (подкласс) в этом классе.
Система автоматизированного проектирования – это организационно- техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации. САПР позволяют создать цифровую модель автомобильной дороги и всю необходимую проектную документацию. В настоящее время не все САПР соответствуют нормам и ГОСТАМ РФ, а так же требованиям проектировщиков. На рынке программных продуктов представлено несколько систем удовлетворяющих требованиям проектировщиков. Рынок IT-технологий предлагает множество программных продуктов класса САПР, которые различаются между собой по комплексности, удобству интерфейса, соответствию сложившемся технологиям проектирования и пр. Выбор наиболее приемлемых программ для проектирования дорог целесообразно вести, в первую очередь, среди перечня сертифицированных программных средств. Ниже представлен краткий обзор сертифицированных САПР автомобильных дорог, по состоянию на начало 2004 года: 1)САПР АД PLATEIA (в переводе с древнегреческого – дорога, путь) разрабатывается с начала 90-х годов словенской фирмой CGS (www.cgs.com). PLATEIA использует в качестве графического ядра AutoCAD и состоит из модулей: Местность, Оси, Продольный профиль, Поперечные сечения, Транспорт. Модуль Местность (Layout) – набор инструментов для работы с ЦММ и картами. Модуль обладает средствами импорта данных из электронных геодезических тахеометров и из файлов различных форматов. На этих данных Layout генерирует трехмерную модель рельефа, которую можно импортировать в специализированные программы визуализации и в ГИС (AutoCADMap, AutodeskWorld). Модуль Ось (Axes) позволяет трассировать осевые линии проектируемой дороги. Трассирование выполняется с помощью прямых, круговых и переходных кривых. В модуле Axes хорошо развит блок контроля параметров проектируемой трассы в соответствии с заданной категорией дороги и расчетной скоростью движения.Модуль Продольный профиль (LongitudinalSections) включает инструменты формирования проектной линии, водоотводных канав и приближенного расчета объемов земляных масс. Расчет проектной линии осуществляется по методу тангенсов. Модуль Поперечные сечения (CrossSections) позволяет производить параметрическую отрисовку откосов, канав, растительного слоя, слоя подсыпки и др. Построение поперечников обеспечивает возможность точного расчета объемов всех элементов земляного полотна дороги. Модуль Транспорт (Traffic) – это набор инструментов для проектирования пересечений, разметки дорожных знаков. Уникальная функция Динамическая траектория (DynamicleVehicleCurves) позволяет в интерактивном режиме анализировать траектории движения транспорта с учетом их габаритов и заносов на поворотах. 2)Программа PYTHAGORAS была создана бельгийской фирмой ADW Software в 1992 году и названа в честь греческого математика и философа Пифагора, чья одноименная теорема положила начало базовым геодезическим принципам. PYTHAGORAS, в первую очередь, это программа для подготовки высококачественных чертежей на основе принципов координатной геометрии. Благодаря хорошо развитому пакету обработки данных геодезии PYTHAGORAS востребован при выполнении инженерно геодезических работ, составлению топографических и кадастровых планов, а также в дорожном проектировании и ГИС-приложениях. Введение в автоматизированное проектирование. Программа имеет простой и дружественный интерфейс. Рабочая область программы разделена на три основные части: окно чертежа, в котором выполняются построения; главное меню, содержащее простые и комплексные процедуры; панель управления, на которой отображается необходимая для работы информация и набор кнопок для быстрого вызова чертежных и вычислительных функций. PYTHAGORAS обладает открытой архитектурой. Эта открытость реализуется посредством создания макросов на языке программирования VBA(VisualBasicforApplication). К недостаткам программы можно отнести отсутствие возможности корректировать триангуляционные поверхности посредством структурных линий, что существенно снижает точность построения таких поверхностей. 3)САПР АД MXRoad является одним из модулей семейства продуктов MX от фирмы Infrasoft (США). Помимо MXRoad в состав модулей входит система проектирования железных дорог и их инфраструктуры (MXRail), система планировки земельных участков под застройку (MXSite), система проектирования модернизации и ремонта улиц и дорог (MXRenew) и редактор подготовки проектной документации (MXDraw).В начале 90-х годов этот программный продукт, но под маркой английской компании MOSS, чьи технологии впоследствии были приобретены компанией Infrasoft, позиционировался на российском рынке. Но тогда он не получил широкого распространения как из-за высокой стоимости, так и из-за плохой адаптации к требованиям российских нормативных документов. Следует также отметить, что Infrasoft в 2003 г. вошла в состав компании BentleySystems, одного из мировых лидеров в разработке программкласса САПР и ГИС. В настоящее время программы серии MX полностью совместимы с MS Windows и способны работать с Windows либо как самостоятельные приложения, либо в среде наиболее популярных САПР AutoCAD и MicrоStation. MX в AutoCAD и MX в MicrоStation привносят новые возможности в 3D- моделирование, которые обеспечиваются за счет использования последних достижений объектно-ориентированной технологии. MX-модели, созданные в одной среде, могут быть открыты и использованы без какой-либо трансляции в другой среде. Главной концепцией, которая лежит в основе продуктов MX, является моделирование стрингами (струнами). Струны – эта трехмерные ломаные линии, которые представляют собой модель проектируемого объекта. Каждая струна должна иметь свое наименование и быть связана с определенными характеристиками. MXRoad обеспечивает: ввод исходных данных и их анализ; проектирование дороги с помощью динамического 3D- трассирования; использование 3D-осевых линий для определения всех элементов проезжей части дороги и обочин; автоматический расчет виражей и приведение уклонов виража в соответствие с местными стандартами;Введение в автоматизированное проектирование , автоматическое проектирование перекрестков; проектирование земляных работ; интерактивное изменение поперечных сечений; проектирование дорожных одежд; подсчет объемов дорожных работ; автоматическая подготовка чертежей и визуализация. Подготовку русскоязычной версии системы MXRoad осуществлял Иркутский государственный университет, а поддержку и распространение этой программы обеспечивает компания EMT (www.emt.ru). 4) САПР АД CREDO (www.credo-dialogue.com) развивается с 1989 г. В научно-производственном объединении (НПО) Кредо-Диалог (Минск). Изначально это был пакет программ по проектированию ремонта дорожных покрытий. Название этой системы проектирования сохранилась с тех времен по аббревиатуре слов: Капитальный Ремонт Дорожных Одежд. Руководителю НПО "Кредо-Диалог" Жуховицкому Г.Л. удалось создать сильный творческий коллектив специалистов дорожной отрасли из России, Украины, Белоруссии. Над разработкой системы работали и продолжают работать к.т.н. Величко Г. В. (генеральный конструктор), д.т.н. Филиппов В. В., к.т.н. Пигин А. Н.и др. Система с самого начала была ориентирована на эксплуатацию в производственных условиях и получила широкое распространение ни только в дорожных проектных организациях, но и в организациях других отраслей, занимающихся проектированием линейно-протяженных объектов (нефтегазовая, электроэнергетическая), а также при проектировании генеральных планов в промышленном и гражданском строительстве. В 1999 г. Кредо-Диалог приступила к разработке системы CREDO 3-го поколения под управлением ОС Windows. Однако на начало 2004 г. эта работа еще не была завершена. Ряд модулей системы, в том числе и по проектированию дорог, до сих пор существует лишь в DOS-версии, что в значительной мере ослабляет позиции этой системы на рынке программных средств. Но вклад системы CREDO в проектирование дорог трудно переоценить,поскольку именно с этой системы во многих дорожных проектных организациях начался процесс комплексной автоматизации работ. А многие расчетные схемы и алгоритмы системы CREDO и сегодня оцениваются, как новаторские и взяты на вооружение другими разработчиками программных средств. В состав системы CREDO 3-го поколения вошли 4 подсистемы (ТОПОПЛАН, ЛИНЕЙНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ, ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН,ДОРОГИ) и ряд пакетов прикладных программ (проектирование индивидуальных знаков, расчет нежесткой дорожной одежды и др.) 5)САПР АД Robur разрабатывается в научно-производственной фирме Топоматик (г. Санкт-Петербург). Реализованный на единой методологической основе, Robur (www.topomatic.ru) обеспечивает решение комплекса дорожных задач от обработки материалов изысканий до выноса проекта в натуру. Robur имеет три рабочих окна: План, Профиль и Поперечник, что позволяет вести проектирование трассы как пространственного объекта. Данные в окнах взаимосвязаны. Редактирование в одном окне приводит к модификации данных в других окнах. Например, изменение продольного профиля оси трассы ведет к соответствующему вертикальному сдвигу поперечников. Фактические и проектные данные в Robur представлены в виде поверхностей. Проект может содержать неограниченное количество поверхностей. В Robur имеется обширный набор функций для работы с поверхностями: импорт материалов изысканий; редактирование съемочных точек; автоматизированное построение структурных линий; построение поверхности (триангуляция поДелоне); редактирование ребер поверхности. Особенности проектирования автомобильной дороги в САПР АД GIP Система GIP- определение понятия, особенности, задачи, решаемые системой Система GIP разработана в ГИПРОДОРНИИ на основе многолетнего успешного опыта проведения инженерных изысканий и проектирования дорог. Первая версия GIP появилась в начале 1990-х годов. В ней в едином комплексе были собраны ряд существующих и новых программ и методик. С тех пор GIP развивается внаправлении наращивания функциональности и универсальности, совершенствования интерфейса и адаптации к новым прогрессивным информационным платформам. Современная версия GIP 4.2 работает в среде OCMicrosoftWindows 9x/2000/XP и обеспечивает процесс создания цифровой модели местности, проектирование планов, продольных и поперечных профилей, дорожной одежды, транспортных развязок в одном уровне. Все проектные решения оцениваются с точки зрения пропускной способности, скорости и безопасности движения, воздействия на окружающую воздушную, водную, акустическую среду, почвы в придорожной полосе. Решаются задачи землеотвода, распределения земляных масс, выравнивания покрытия, назначения ограждений. Для проектирования в стесненных условиях удобен многооконный редактор, позволяющий одновременно работать с математической моделью местности ситуацией, планом трассы, продольными и поперечными профилями. GIP совместим с большинством программных продуктов, используемых при проектировании автомобильных дорог. В настоящее время САПР GIP применяется в ГИПРОДОРНИИ, его филиалах и ряде других проектных организаций, а также в учебных заведениях. GIP находится в постоянном развитии, совершенствуются существующие модули и разрабатываются новые. Основные задачи, решаемые в комплексе GIP: 1) обработка результатов инженерных изысканий; 2) построение математической модели поверхности; 3) проектирование плана трассы; 4) проектирование продольного профиля; 5) проектирование земляного полотна, откосов и кюветов; 6) проектирование линейных подобъектов; 7) проектирование пересечений; 8) назначение ограждений; 9) разработка генерального плана автомобильной дороги; 10) расчет объемов земляных работ; 11) распределение земляных масс; 12) проектирование дорожной одежды нежесткого типа; 13) подготовка материалов для отвода земель; 14) инженерная оценка проектных решений; 15) экологическая оценка проектных решений; 16) подготовка чертежей, схем, графиков и ведомостей. GIP - мощный и легкий в использовании графический инструмент, позволяющий: 1) пройти в автоматизированном режиме процесс проектирования от обработки материалов топографических изысканий, выполненных различными методами, до выпуска проектной документации; 2) реализовать комплексный подход к проектированию; 3) проектировать совместно с основной дорогой неограниченное количество развязок, пересечений в одном уровне, подъездов, водоотвода и других подобъектов в многооконном режиме; 4) создать множество вариантов проектных решений в рамках одного проекта; 5) легко и наглядно рассмотреть преимущества различных вариантов проектных решений и выбрать вариант, наиболее приемлемый для проектировщика, заказчика, экспертных органов. Отличительные особенности: 1) работа в операционной системе WINDOWS; 2) использование интуитивно понятного и привычного для пользователя интерфейса, аналогичного интерфейсу большинства программ, работающих под WINDOWS; 3) возможность настройки рабочей среды в соответствии с требованиями пользователя; 4) совместимость с другими САПР для проектирования автомобильных дорог. 5) реализован многооконный режим, в котором можно работать одновременно с продольным профилем и поперечниками, при этом изменения, вносимые в проектные решения в одном из окон, немедленно отображаются в другом; 6) позволяет реализовать нестандартные проектные решения; 7) предоставляет широкие возможности для использования типовых проектных решений; 8) позволяет пользователю создавать свои библиотеки проектных решений; 9) позволяет вносить коррективы в решения вручную на любом этапе проектирования; 3. Особенности проектирования АД в системе САПР АД GIF САПР АД GIP является программным продуктом одного из ведущих дорожных проектных институтов – ОАО Гипродорнии и развивается с се редины 70-х годов. Версия этой системы в DOS-варианте алгоритмически была хорошо проработана, но отражала в основном идеологию ручного проектирования дорог. Windows-версия системы GIP во многих аспектах отвечает современным концепциям автоматизированного проектирования (работа с ЦММ, алгоритмы оптимизации проектных процедур и пр.), но в то же время, в идеологии ее построения просматриваются атавизмы предыдущих DOS-версий системы. GIP – это комплекс специализированных программ, при помощи которых можно производить основную часть работы по проектированию авто мобильных дорог. Все программы комплекса используют общие типизированные структуры данных и единые алгоритмы. В процессе работы над проектом необходимые программы запускаются с помощью меню и под меню. Все данные, используемые программами комплекса, хранятся в файлах с предопределенными именами. Каждый проект состоит из набора файлов, которые размещаются в отдельной папке, соответствующей проекту. Если GIP установлен на компьютерах, объединенных в локальную сеть, то несколько проектировщиков могут работать над одним и тем же проектом, в результате чего сокращается время его разработки. Все рабочие параметры GIP (имя текущего проекта, размер и положение окон, элементы пользовательского интерфейса, имена рабочих папок и т.д.) хранятся в системном реестре. Это позволяет каждому пользователю при работе в ОС Windows создавать индивидуальную пользовательскую конфигурацию системы, т. е. проектировщик, запуская GIP на любом компьютере сети, будет иметь доступ только к своим проектам и будет изменять только свои настройки. Такой подход исключает взаимное влияние пользователей системы друг на друга и имеет первостепенное значение при установке GIP на компьютерах, объединенных в локальную сеть. GIP работает с трехмерными структурами данных (за исключением некоторых характерных плоских кривых). Плоское изображение на экране является лишь проекцией линий, образующих трехмерные поверхности или сечения этих поверхностей плоскостями. GIP поддерживает многовариантное проектирование и имеет ряд функций для создания, выбора и удаления вариантов. Создавать варианты можно двумя способами: используя механизм наследования данных; в любой момент работы над проектом. Большинство структур данных GIP стандартизировано, что облегчает работу с ними и обеспечивает дополнительную гибкость при применении нетиповых (не предусмотренных изначально) проектных решений. По существу, GIP имеет ряд стандартных элементов данных и инструментов для работы с ними (редакторов). Ознакомившись с возможностями программного комплекса, возможно самостоятельно, используя стандартные элементы и редакторы, расширить границы применения GIP для решения индивидуальных задач. Программы комплекса объединены в блоки, каждый из которых решает одну из основных задач проектирования автомобильных дорог: 1) Менеджер проектов – программный блок, обеспечивающий создание, выбор и удаление проектов и вариантов, конфигурирование системы и запуск других программ комплекса. Редактор исходных данных – программный блок, обеспечивающий редактирование любых таблиц GIP, хранящихся в dbf-файлах. 2) Редактор поверхностей – программный блок, обеспечивающий создание и редактирование ЦММ и других элементов, представляющих собою поверхности. Основные функции блока – триангуляция между заданными точками поверхности с учетом структурных линий и назначение семантических кодов элементам поверхности. 3) Редактор плана трассы – программный блок, обеспечивающий проектирование горизонтального приложения оси трассы и вписывание горизонтальных кривых. 4) Формирование черных профилей – программный блок, обеспечивающий создание черных продольных и поперечных профилей на основании ММП местности и плана трассы. 5) Редактор продольного профиля – программный блок, обеспечивающий автоматическое проектирование продольного профиля трассы и возможность корректировки профиля вручную. 6) Редактор параметров верха земляного полотна – программный блок, обеспечивающий назначение параметров верха земляного полотна (ширин и уклонов проезжей части, обочин и разделительной полосы) и последующее автоматическое создание верха земляного полотна. 7) Редактор откосов и кюветов – программный блок, обеспечивающий проектирование поперечных профилей земляного полотна (откосов, кюветов). 8) Проектная поверхность и объемы земляных работ – программный блок, обеспечивающий создание проектной поверхности земляного полотна, вычерчивание проектных поперечников и расчет объемов земляных работ. 9) Редактор генерального плана – программный блок, обеспечивающий редактирование ситуации и сборку генерального плана объектов проектирования. Особенности проектирования продольного профиля в системе САПР АД GIP Как уже было отмечено ранее, программы данного комплекса объединены в блоки, один из которых ориентирован именно на проектирование продольного профиля.  Рис.1- Проект АД автоматизированный дорога профиль трасса На рисунке 1, мы можем наблюдать проектировочный план АД, разработанный в системе САПР АД GIP, таким образом, мы имеем возможность подробнее ознакомиться с окном системы GIP. На панели инструментов, мы видим инструмент «Профиль», который позволит в дальнейшем перейти в редактор продольного профиля. Редактор продольного профиля – программный блок, обеспечивающий автоматическое проектирование продольного профиля трассы и возможность корректировки профиля вручную. На рисунке 2 показан вид проектируемого продольного профиля  Рис 2.- Проектирование продольного профиля в системе САПР АД GIP
Время не стоит на месте. Там, где еще вчера были поля и пустыри, сегодня появляются новые жилые микрорайоны, торговые центры, школы и больницы, промышленные площадки. Широкомасштабное освоение прилегающих к городам территорий требует развития и транспортной сети. Поскольку в настоящее время доминирующим видом транспорта является автомобильный, грамотное и продуманное проектирование автомобильных дорог имеет колоссальное значение для качественного развития городского пространства с учетом текущих потребностей и дальнейших перспектив. Проектирование таких сложных технических сооружений, как автомобильные дороги, всегда было непростым процессом, требующим всестороннего анализа самых разных факторов. В современном мире дороги должны иметь хорошие транспортноэксплуатационные характеристики, обеспечивать высокую безопасность движения, и при этом возводиться с минимально возможными строительными затратами и материалоемкостью. Сроки выполнения проектов сжатые, требования к качеству высокие. В этих условиях решающую роль играет выбор технологий и инструментов, используемых для проектирования.  Цифровая модель рельефа, созданная на основе двумерной топосъемки На протяжении уже почти двух десятков лет большинство автомобильных дорог проектируется с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР), представляющих собой комплекс методических, информационных и программных средств, организационно взаимосвязанных с подразделениями проектноизыскательского предприятия. Автоматизированное проектирование позволяет разработать и выпустить проектносметную документацию, обладающую уровнем качества, недостижимым средствами традиционного проектирования. Сегодня на рынке САПР для проектирования автомобильных дорог предлагаются различные решения, различающиеся стоимостью, набором функциональных возможностей, эксплуатационными характеристиками, удобством и простотой внедрения и обучения, способностью обеспечивать интеграцию с другими средствами, создавать выходную документацию в соответствии с требуемыми нормами и правилами и т.д. В данной статье вашему вниманию предлагается обзор возможностей САПР от лидера рынка — компании Autodesk. Система автоматизированного проектирования объектов инфраструктуры AutoCAD Civil 3D представляет собой инновационное решение, впитавшее передовые и перспективные разработки, инструмент, на котором остановили свой выбор тысячи проектных организаций в нашей стране и во всем мире. Очевидным преимуществом решения является единая динамическая среда проектирования, построенная на основе широко известной и используемой платформы AutoCAD. Система автоматизированного проектирования AutoCAD Civil 3D позволяет выполнять любые стадии проектов строительства, реконструкции и ремонта автомобильных дорог всех категорий. Структурно процесс проектирования с помощью данной системы можно разбить на следующие основные этапы:
Начнем с первого этапа. Эффективное применение AutoCAD Civil 3D для подавляющего большинства инфраструктурных проектов немыслимо без подготовленной информации о местности в виде цифровой модели, включающей сведения о границах землепользования, геометрическом положении и характеристиках существующих объектов инфраструктуры — автомобильных и железных дорогах, инженерных коммуникациях, зданиях и сооружениях и т.п., а также о природных объектах — заболоченных участках, реках и других водоемах, лесных массивах и, конечно же, рельефе. Цифровая модель рельефа (ЦМР) является базой, на которой строится вся динамическая модель проекта дороги. ЦМР используется для создания продольных профилей линейных сооружений, является целевым объектом для определения проектных откосов и профилирования. По готовой поверхности существующего рельефа легко определить черные отметки в любой требуемой точке, быстро и точно подсчитать объемы земляных работ.  Трассы, построенные с помощью инструментов компоновки
Многие инженерыпроектировщики, работающие в AutoCAD Civil 3D, уже сегодня получают в качестве исходных данных готовую ЦМР. Ее могут предоставить как изыскатели, также применяющие AutoCAD Civil 3D (в программном комплексе предусмотрен развитый модуль для обработки данных полевой съемки и подготовки топографической основы), так и геодезисты, использующие другие САПР (в виде объектов чертежа AutoCAD — 3Dграней). Но не везде и не всегда получение трехмерной геоподосновы представляется возможным. И тогда, перед тем как приступить непосредственно к своей работе, инженерыпроектировщики вынуждены тратить время и силы на подготовку исходных данных. В функциональных возможностях программного решения имеется набор средств и инструментов, позволяющих сформировать ЦМР по любым исходным данным. Объем работ по подготовке непосредственно зависит от характера этих самых исходных данных. В худшем случае можно представить отсканированный бумажный план, с которого придется долго и мучительно считывать горизонтали и высотные отметки, превращая их в векторную графику. В лучшем случае в качестве исходных могут быть получены чертежи в форматах DGN, DXF или DWG с 3Dобъектами — точками, дугами, отрезками, двумерными или трехмерными полилиниями. Создать по таким чертежам поверхность существующего рельефа в AutoCAD Civil 3D можно за считаные минуты. Тем не менее хочется отметить, что любые издержки, связанные с подготовкой исходных данных, с лихвой компенсируются дальнейшим упрощением выполняемых проектных работ.  Продольный профиль по оси автомобильной дороги Выбор трассы автомобильной дороги предопределяет ее протяженность, размещение капитальных дорожных сооружений, стоимость выполнения строительных работ, характеристики движения автотранспорта. На стадии концептуального проектирования прорабатывается несколько вариантов прохождения трассы с конкурентными техникоэкономическими показателями, построенных с учетом природных факторов: особенностей рельефа, водных препятствий, участков, неблагоприятных для строительства, а также факторов, обусловленных человеческой деятельностью. С применением САПР AutoCAD Civil 3D стало гораздо легче правильно оценить условия, в реальные сроки принять верные решения по трассе прохождения будущей автомобильной дороги. Возможности динамической среды программного комплекса со взаимосвязанными элементами позволяют оперативно и качественно проработать множество вариантов. В качестве примера можно привести отечественную организацию, проектирующую тоннели и другие сложные транспортные объекты, в которой с переходом на САПР AutoCAD Civil 3D в те же сроки успевают дать всестороннюю оценку не двумтрем вариантам, как раньше, а четыремпяти.  Автоматически созданная трехмерная модель перекрестка  Динамическая модель автомобильной дороги После обоснования принятия трассы автомобильной дороги выполняется комплекс изысканий. И уже по уточненным детализированным данным о местности по полосе топографической съемки с учетом выявленных геологических, гидрологических и метеорологических критериев формируется конечная осевая дороги. С помощью широкого спектра инструментов трассирования в среде AutoCAD Civil 3D возможно выполнить определение трассы как традиционным и наиболее распространенным методом полигонального или тангенциального трассирования, так и более прогрессивным методом «гибкой линейки», или клотоидного трассирования. Возможно преобразование в объекты Civil 3Dтрассы обычных примитивов AutoCAD: отрезков, дуг или полилиний с автоматическим вписыванием в вершины углов кривых заданного радиуса. Возможно создание трасс оптимального вписывания по данным топографической съемки и других объектов, что весьма полезно при выполнении проектов ремонта или реконструкции существующих дорог и городских улиц. Но набольший интерес в арсенале средств AutoCAD Civil 3D представляют инструменты компоновки, содержащие превосходный набор команд и элементов, позволяющих легко и быстро создать трассу с корректной геометрией, да еще и с автоматической проверкой на соответствие нормативным критериям проектирования. Элементы — линии, дуговые и переходные кривые и их разнообразные сочетания — имеют различные типы связей и методы определения. В инструментах компоновки имеются команды управления вершин углов точек пересечения, табличные редакторы как всей трассы, так и отдельных ее частей. Оформление трасс управляется стилями объектов и наборами меток — динамических аннотаций, отображающих реальные характеристики объекта: пикетаж, геометрические точки, рубленые пикеты, проектные скорости и т.п. Кроме того, возможно создание меток по определенным пользовательским точкам, вершинам углов, элементам геометрии трассы.  Визуализация трехмерной модели спроектированного в AutoCAD Civil 3D-объекта Плановое положение трассы необходимо определять и с учетом рельефа местности. В AutoCAD Civil 3D за секунды можно создать профиль поверхности существующего рельефа, который будет динамически обновляться с изменением трассы. Продольный профиль состоит из самого разреза рельефа — объекта «Профиль», сетки профиля — объекта «Вид профиля» и «Областей данных» — подпрофильной таблицы. Настройки внешнего вида задаются стилями этих объектов и соответствуют требованиям нормативных документов, регламентирующих оформление. Проектный профиль автомобильной дороги создается с помощью инструментов компоновки профиля. Как и при определении планового положения трассы, проектирование осуществляется с учетом нормативных критериев. С помощью файлов, входящих в поставку программы, можно выполнять контроль проектных решений на соответствие СНиП 2.05.0285. При необходимости можно с легкостью формировать пользовательские файлы проверок, задействуя специальный редактор. Инструменты компоновки продольного профиля позволяют создавать прямолинейные и дуговые элементы с различными типами связей по параметрам (длина, радиус, точка прохождения и т.д.), преобразованию из объектов AutoCAD (отрезок, сплайн) или через табличный ввод данных. В инструментах содержатся средства управления точками вертикального пересечения, команды редактирования высотного положения участков профиля, увязки с другими трассами и др. Третий этап — трехмерное моделирование автомобильной дороги — начинается с определения типовых поперечных профилей (конструкций). Конструкции собираются из элементов, присоединяемых к базовой линии (линии трассы). В поставку программного комплекса включена обширная библиотека элементов конструкций, представляющих собой элементы земляного полотна (выход на рельеф, звенья по смещениям, уклонам и т.п.) и дорожной одежды (многослойные полосы движения, обочины, тротуары и т.д.). Имеются элементы для искусственных сооружений, подпорных стенок, водоотвода. Элементы конструкций имеют входные параметры (ширина, толщина, поперечный уклон…) и целевые параметры (возможность определения планового и высотного положения из характеристик других объектов — трасс, профилей, характерных линий и объектов AutoCAD). Многие элементы обладают интеллектуальным поведением. Например, стандартный выход на рельеф можно настроить таким образом, чтобы в зависимости от возвышения проектного профиля над черным устанавливалась разная крутизна откоса, на крутых участках насыпи вставлялось ограждение, а в выемке задавался кювет с определенными параметрами. Если в библиотеке нет нужных элементов, из примитивов чертежа можно создать свои пользовательские. Элементы конструкций содержат в себе наборы кодов. При моделировании дороги создается объект «Коридор». Конструкции с определенным шагом расставляются вдоль трассы в плане и продольного профиля по высоте. Точки конструкций с одноименными кодами объединяются и формируют линии (края проезжих частей, замощенных и незамощенных обочин, бровки и подошвы откосов и т.п.). Коды звеньев элементов конструкций задействуются для определения поверхностей по модели дороги — вертикальной планировки (верх дорожной одежды), земляного полотна и др. Коридоры могут состоять из нескольких базовых линий (совокупностей трасс и профилей) для моделирования сложных транспортных объектов — магистралей с разделенными полосами, развязок. Отдельно стоит упомянуть уникальный модуль создания перекрестков. В считаные секунды с помощью удобного мастера в AutoCAD Civil 3D автоматически формируются трехмерные модели пересечений в одном уровне. Динамическая среда программного комплекса позволяет инженерампроектировщикам работать с единой моделью автомобильной дороги. При внесении изменений в любую составляющую проекта — трассу, продольный профиль, конструкцию — будут обновляться и общая модель коридора, и все построенные на основе коридора или взаимосвязанные с ним объекты. Для многих проектных организаций именно эта особенность AutoCAD Civil 3D стала ключевой при принятии решения о переходе на использование данной САПР. Ведь не бывает проектов, не требующих исправлений и корректировок. Изменения неизбежны, а их учет в других программных средствах требует от инженеров массы времени и сил — порой проект приходится переделывать чуть ли не заново. Динамическая среда AutoCAD Civil 3D позволяет автоматически обновлять не только модель проекта, но и выходные чертежи и результаты расчетов. Расчет объемов земляных работ осуществляется по осям сечений и поверхностям черной земли и коридора. Кодам форм элементов конструкций могут быть заданы материалы дорожной одежды, облицовки и других элементов дороги (асфальтобетон, песок, гравий и т.д.). Затем инструментами подсчета объемов определены их объемы для строительства инфраструктурного проекта. По осям сечений также оформляются необходимые для выпуска проекта поперечные профили в требуемом внешнем виде, разбитые на листы для вывода на печать. Механизм автоматизированного формирования выходных чертежей позволяет осуществить нарезку листов плана и продольного профиля трассы по шаблонам. В шаблонах листов имеются компоновки форматов, масштаба печати, рамочного оформления. Заключение Автомобильные дороги относятся к разряду капиталоемких линейно-протяженных инженерных объектов, изыскания и проектирование которых представляет во времени и пространстве сложный и многодельный процесс. В отличие от других продуктов человеческой деятельности (одежда, жилье, механизмы, машины и др.) их невозможно тиражировать по образцу – каждый титул дороги уникален и неповторим, поскольку становится неотъемлемой и взаимодействующей частью (элементом) конкретного ландшафта. Экономичность и оптимальность принимаемых проектных решений по автомобильным дорогам достигается как за счет творческого потенциала инженера-проектировщика, так и благодаря методам математического моделирования и оптимизации, применение которых возможно лишь в ус ловиях системной автоматизации проектных работ. Этап системной автоматизации проектных работ начался в 80-х годах. В этот период работы по созданию и внедрению САПР на базе единой системы (ЕС) ЭВМ были начаты во всех ведущих отраслях народного хозяйства. Одной из важнейших систем автоматизированного проектирования АД является система GIP, разработанная в ГИПРОДОРНИИ на основе многолетнего успешного опыта проведения инженерных изысканий и проектирования дорог, которая и по сей день используется многими организациями дорожного хозяйства, при этом постоянно совершенствуется, модернизируется, тем самым удовлетворяя самые взыскательные требования, предъявляемые к процессу проектирования автомобильной дороги. Список использованной литературы 1)Бойков В.Н. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог (на примере IndorCAD/Road)./ В.Н. Бойков, Г.А. Федотов, В.И. Пуркин – М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2005. – 223 с. 2) Бокарев С.А. Инструкция пользователя «Автоматизированная Информационная системауправления содержанием искусственных сооружений на автомобильных дорогах» (АСИССО)./ С.А. Бокарев, Ю.В. Рыбалов. – Новосибирск, 2001. – 76 с. 3) Комплекс автоматизированного проектирования профиля автодорог , 2003.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.kappasoft.narod.ru 4)Официальный сайт ГИПРОДОРНИИ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.giprodor.ru 5) Официальный сайт компании «Кредо-Диалог» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.credo-dialogue.com 6) Официальный сайт НПФ «ТОПОМАТИК» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.topomatic.ru 7) GeoniCS Трассы 2005 [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.plant4d.ru/press/news/news,-2009-03-14_10892.html 8)Официальный сайт ГП РосДорНИИ [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.rosdornii.ru 9) Скворцов А.В. Разработка геоинформационных и инженерных систем на факультете информатики и в ООО «ИндорСофт» // Вестник Томского государственного университета. –2011. – № 280. - С. 346-349. |