Файл: Компьютерные технологии и моделирование при проектировании железных дорог.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 58
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Г.Л.Аккерман, д.т.н., А.Р.Исламов (Уральский государственный университет путей сообщения)
Результативность инвестиционных проектов в большей степени зависит от решений принимаемых при выполнении проектно-изыскательских работ.
Ранее пользовались нормами, которые обычно давались в определенных пределах. Но то, что план и профиль оказывают на поезд силовое воздействие, в нормах не указывалось.
Сокращение трудозатрат и сроков разработки проектно-сметной документации достигается за счет применения новых технических средств изысканий и систем автоматизации проектных работ (САПР).
Повышение качества проектных решений и снижение затрат труда особенно заметно при использовании современных информационных технологий, в частности: геоинформационных систем (ГИС), цифровых моделей местности (ЦММ). Они широко применяются при проектировании, строительстве и эксплуатации железнодорожных и автомобильных дорог. Исследования по разработке методов решения отдельных задач проектирования железных дорог на новой информационной базе ведутся в университетах путей сообщения и в проектных организациях РФ. Однако комплексной САПР, работающий на основе ЦММ для железных дорог, в настоящее полностью не разработан. Поэтому сейчас актуально адаптировать имеющиеся программные обеспечения к задачам проектирования железных дорог с использованием ЦММ, создания на их основе САПР и разработки метода выполнения проектных работ на новой информационной базе. Решение этой проблемы требует проведения многогранных исследований.
С появлением ПЭВМ с помощью технологических линий проектирования стали разрабатываться автоматизированные рабочие места (АРМ), но по ряду причин рассматриваемые задачи не получили комплексного решения в виде САПР.
Рассмотрим краткие характеристики наиболее распространенных программных продуктов.
«Топоматик Robur» – программный комплекс для автоматизированного проектирования транспортных сооружений. Сертификат Госстандарта России № РОСС RU.СП15.Н00014. Включает программы: «Robur – автомобильные дороги» (Robur-road); «Robur – геодезия»; «Robur – железные дороги» (Robur-rail); «Robur – дорожная одежда».
«Robur – железные дороги» – это совместная разработка научно-производственной фирмы «Топоматик» и Проектно-изыскательского института «Ленгипротранс».
Пакет для проектирования железных дорог Robur-rail включает в себя модули по геометрическому проектированию плана, продольного и поперечного профилей, модули выправки плана и расчета плана линии. Может быть использован при проектировании как для новой железной дороги, так и для реконструируемой; проектирование учитывает существующие нормы. Так, в Robur-rail 2.3 используются модули: геодезия, формирование планшетов, геология, визуализация и динамическое трассирование. Последние две функции удобны для визуального представления (рис. 1) и обоснования инвестиций при вариантном проектировании [1].Рис. 1
Этот комплекс совсем недавно появился для проектирования железных дорог. Он в настоящее время находится в стадии адаптации к применению в проектных организациях.
GeoniCS – программный комплекс для автоматизированного проектирования транспортных сооружений: «GeoniCS Топоплан – геомодель – генплан – сети – трассы»; «GeoniCS Изыскания»; «GeoniCS Желдор»; «GeoniCS Инженерная геология» [2].
Функциональные возможности «GeoniCS Желдор» включают поддержку принятия проектных решений при проектировании новых путей, реконструкции и капитальном ремонте существующих железных дорог.
Проектирование основано на пространственном моделировании объектов местности, проекта, а также их взаимосвязей. Объекты (геоны) характеризуются их представлением в модели, взаимодействием с другими объектами, оформлением и поведением. Модель динамическая: при изменении параметров объекта она автоматически перестраивается — это позволяет реализовать многовариантное проектирование и находить наилучшие решения.
Структура программы разбивает весь технологический процесс на логические блоки: «Трасса» (план); «Выправка»; «Профиль»; «Поперечники» (сечения); «3D-модель» (коридор); «Проектная документация и экспорт данных».
В функционал «GeoniCS Желдор» включены инструменты автоматического расчета объемов насыпей и выемок – как для целого коридора, так и для ограниченного контура (по пикетам, участкам и т.д.) [3].
«Kaprem» – программный комплекс, разработанный в Проектно-изыскательском институте «Иркутскжелдорпроект», предназначен для выполнения полного цикла проектирования капитального ремонта железнодорожного пути, а также изыскательских работ, связанных с содержанием пути.
«Kaprem» позволяет решать следующие задачи: проектирование плана линии (расчет параметров элементов плана с учетом скорости движения поездов); проектирование продольного профиля пути и спрямление (расчет элементов профиля, параметров вертикальных кривых); проектирование поперечных профилей (расчет проектного земполотна, балластной призмы, кюветов и нагорных канав); расчет плана раскладки плетей бесстыкового пути (обработка высокоточного промера, расчет плетей, расчет укорочений); построение чертежей планов пути, продольных и поперечных профилей, планов раскладки плетей бесстыкового пути; подготовка ведомостей; импорт и экспорт данных в/из проектов Kaprem (импорт данных в форматах САПР, XML и Kaprem Survey (Slavia), а также экспорт в CSV, САПР (только поперечные профили) и XML).
В качестве источников данных для программного комплекса Kaprem может использоваться современное оборудование, например, электронный тахеометр и GPS приемник.
Кроме того, «Kaprem» поддерживает традиционные способы съемки, что позволяет безболезненно перейти к новым технологиям [4].
Рассмотрим некоторые программы, используемые для проектирования автомобильных дорог, и программы комплексного проектирования, так как именно они стали основоположниками используемых программ для проектирования железных дорог: Robur-road, Credo, Plateia, GEO+CAD, AutoCAD Civil 3D, IndorCAD, Pythagoras, LISCAD, MX ROAD, GIP, Intergraph, Bentley, Consistent Software.
CREDO – это комплекс, состоящий из нескольких крупных систем и ряда дополнительных задач, объединенных в единую технологическую линию обработки информации в процессе создания различных объектов от производства изысканий и проектирования до эксплуатации объекта. Каждая из систем комплекса позволяет не только автоматизировать обработку информации в различных областях (инженерно-геодезические, инженерно-геологические изыскания, проектирование и другие), но и дополнить своими данными единое информационное пространство, описывающее исходное состояние территории (модели рельефа, ситуации, геологического строения) и проектные решения создаваемого объекта.
Для сохранения у пользователей сложившейся технологии обмена данными в цепочке «изыскания – проектирование – строительство – эксплуатация», выпускается одновременно четыре многофункциональных продукта. Это стало возможным благодаря разработке новых продуктов на единой информационно-инструментальной платформе CREDO III [
5].
«GEO+CAD» – это программный комплекс представляет собой открытый набор совместимых программных продуктов для платформы AutoCAD, предназначенных для решения задач инженерных изысканий, геоинженерного проектирования и ГИС инженерного назначения [6].
PLATEIA – программа предназначена для разработки проектов строительства, реконструкции, ремонта автомобильных дорог и городских улиц всех технических категорий. Российская версия PLATEIA разработана с учетом двух основных нормативных документов: СНиП 2.05.02 – 85 «Автомобильные дороги» и ГОСТ Р21.1701 – 97 «Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог».
Программный комплекс PLATEIA состоит из пяти модулей: «Местность», «Оси», «Продольные профили», «Поперечные сечения», «Транспорт». В последнем модуле реализованы возможности моделирования процессов движения автотранспорта [7].
AutoCAD®Civil 3D 2009 – это программа нового поколения, базирующаяся на платформе AutoCAD®2009 и предназначенная для землеустроителей, проектировщиков автомобильных дорог, генплана, проектировщиков линейных сооружений. Ключевой особенностью программы является интеллектуальная связь между объектами, позволяющая динамически обновлять все связанные объекты при внесении изменений в результаты изысканий или проектные решения. Области применения: проектирование генеральных планов, земельный кадастр, проектирование дорог, ландшафтное проектирование и благоустройство, геодезия, трубопроводные канализационные сети, охрана окружающей среды.
В новой версии программы появилась возможность компоновать чертежи проекта, реализован также удобный интерфейс для подбора нужного представления сводки планов [8].
IndorCAD – это системы автоматизированного проектирования предназначенные для линейных объектов, генеральных планов и землеустройства; они интегрируют возможности обработки материалов геодезических изысканий, построения и обработки цифровых моделей местности, трассирования линейных объектов, проектирование рельефа, насыпей и выемок произвольной сложности, автомобильных дорог, зданий, инженерных сетей и прочей инфраструктуры. IndorCAD – это: система проектирования автомобильных дорог (IndorCAD/Road); комплексное решение для эксплуатации электрических сетей (IndorPower); подготовка топопланов (IndorCAD/Topo); проектирование генеральных планов (IndorCAD/Site); составление лоцманских карт (IndorCAD/River).
Результаты проектирования дороги в САПР IndorCAD/Road могут быть переданы в информационную систему. Туда же могут поступить результаты исполнительной съемки. Эта информационная система отображает спроектированные и реальные дороги на плане местности с использованием ГИС IndorGIS [9].
Pythagoras – программа позволяет быстро и эффективно обрабатывать данные полевых измерений, проектировать, создавать чертежи, выполнять различные измерения и расчеты, вычислять объемы выемки/насыпи, разрабатывать модули автоматизации, производить контроль исполнительной съемки и выводить готовую документацию на печать. Чертежные возможности программы позволяют вычерчивать практически любые графические объекты.
Программа поддерживает работу со связными и несвязными таблицами. Все поля в таблицах могут быть проиндексированы, позволяя выполнять быстрые запросы, анализы и создание отчетов. Можно получать доступ к внешним базам данных, используя встроенный интерпретатор Pythagoras VBA и драйвер ODBC [10].
LISCAD – это программное обеспечение предназначенное для геодезистов и изыскателей; её основные функции: ввод и вывод данных, обмен данными с не менее чем 40 различными типами приборов. Возможен обмен данными с другими программными системами, включая AutoCAD DWG/DXF и Microstation DGN; вычисления (COGO), создание, редактирование и работа с точками, линиями, сплайнами, полигонами, текстом и трассами; уравнивание линейно-угловых сетей любой конфигурации, импорт данных из полевого файла или ввод вручную; вычисление объемов, ограниченных двумя поверхностями, расчет объемов выемок и насыпей; построение продольных и поперечных профилей, полный набор данных для вывода в CAD; преобразование координат из одной системы в другую.
Редактор ресурсов LISCAD Plus – прикладная программа, позволяющая создавать и редактировать ресурсы для использования в других программах (модулях) LISCAD.
Leica LISCAD CAD – это система автоматизированного проектирования LISCAD – чрезвычайно мощная и одновременно простая в освоении автоматизированная система черчения, специально разработанная для применения при изысканиях и картографировании. Предназначена для окончательного оформления и подготовки планов и профилей к печати. Поддерживает импорт-экспорт в форматах DXF и DGN. Обеспечивает удобный интерфейс для редактирования информации на экране монитора, представленной в графическом виде [11].