Основное направление работы ЗАО «Транспроект» – проектирование автодорог всех технических категорий, аэродромов, объектов промышленного и гражданского назначения.
Еще в конце прошлого века нам стало ясно, что без применения современных программных средств невозможно достичь высокой производительности и точности проектных работ.
После тщательного анализа рынка программного обеспечения для решения задач изысканий, построения трехмерной модели рельефа, проектирования площадных (генпланов) и линейных (автодорог всех технических категорий) объектов наше внимание привлекла разработка компании Softdesk — Civil/Survey, приложение к AutoCAD Map. После того как компания-разработчик выпустила версии S7.5 и S8 этого программного продукта, она вошла в состав Autodesk — однако работа в выбранном перспективном направлении продолжалась. На базе Civil/Survey S8 был создана линейка программ для автоматизации проектирования в гражданском строительстве — Autodesk Land Desktop + Autodesk Civil Design + Autodesk Survey, — позволяющая эффективно решать задачи в области картографии, обработки топогеодезических изысканий, проектирования автодорог, генплана.
Autodesk Land Desktop обеспечивает возможность работы с единой базой данных в единой информационной среде. Проектировщики без проблем обмениваются графической информацией и имеют доступ к цифровым данным объекта даже при отсутствии графического отображения. Это позволяет специалистам разных подразделений в рамках одного проекта решать широкий спектр задач. Применение линейки Autodesk Land Desktop + Autodesk Civil Design + Autodesk Survey обеспечивает возможность качественного проектирования с минимальным влиянием человеческого фактора на всех этапах: от изыскательских работ до выноса в натуру проектных решений. Все проектные составляющие — точки цифровой модели рельефа, элементы плановой кривой, продольного профиля, поперечных сечений, вычисленные объемы земляных работ и т.д. — можно представить в текстовом формате.
Продукт динамично развивается, повышается эффективность его работы, появляются новые возможности.
Освоение продукта давалось с трудом. Обладая небольшим (как оказалось впоследствии) опытом работы в AutoCAD, надо было ломать сложившиеся стереотипы в подходе к проектированию объектов. К графике добавились цифровые базы данных, позволяющие работать более эффективно. Каждой дороге соответствует свой проект с принадлежащей только ей базой точек, поверхностей и осевых. Кроме того, появилась масса инструментов, необходимых при проектировании автодорог и генплана. А модуль построения цифровой модели рельефа — один из самых мощных среди представленных на современном рынке. К проектированию первого объекта, с которого началось освоение Autodesk Land Desktop, мы приступили в 1996 году. Это была реконструкция автодороги 1-й технической категории М-7 "Волга" от Москвы через Владимир, Нижний Новгород, Казань до Уфы на участке КМ829- КМ840. Как известно, любая реконструкция всегда сложнее нового строительства. Так было и в нашем случае, но, "набив шишек" на этом объекте, мы приобрели значительный опыт.
Изыскания Первые топогеодезические изыскания реконструируемого объекта, за неимением электронного тахеометра, проводились вручную оптическим теодолитом T-5, а максимальная частота процессора в то время не превышала 400 МГц. Данные полевых журналов набирались в текстовом редакторе, а затем через модуль Survey вводились в проект, организуя базу данных точек рельефа. С приобретением электронного тахеометра Sokkia обработка полевых данных значительно ускорилась. Специальный модуль программы позволяет скачивать данные практически с любого электронного носителя, а затем конвертировать их в полевой журнал (рис. 1).
Один из самых мощных модулей системы предназначен для обработки точек и построения цифровой модели рельефа (ЦМР), отражающей реальную ситуацию до начала строительства. Удобный интерфейс и широкие возможности этого модуля позволяют, во-первых, принимать более взвешенные проектные решения, а во-вторых, благодаря различным способам отображения поверхности, выполнять визуализацию проекта, наглядно подтверждающую или опровергающую принятые проектные решения (рис. 2).
Создание и редактирование плановой осевой автодороги осуществляется различными методами:
графическое построение осевой элемент за элементом, с вписыванием в вершины углов круговых и/или переходных кривых (рис. 3);
вписывание кривых при помощи таблицы скоростей, включающей информацию для различных значений скорости: угол кривой, радиус, коэффициент подъема виража, длину или коэффициент кривизны переходной кривой для двух или четырех полос движения. Можно использовать как поставляемые таблицы скоростей, так и вновь созданные со своими данными;
вписывание переходных кривых между прямым участком и круговой кривой (рис. 4);
сопряжение переходными кривыми различных элементов трассы (рис. 5).
Возможность изменения параметров плановой осевой (прямых участков, круговых и переходных кривых) в табличной форме существенно упрощает редактирование. Детальная информация по элементам трассы позволяет проектировщику проанализировать и при необходимости изменить данные (длину прямых участков и кривых, радиус кривых). Таблицы редактирования элементов плановой осевой представлены на рис. 6. Одновременно осуществляется динамическое изменение графической информации.
Переходная кривая может быть следующих типов: клотоида, синусоида, косинусоида, квадратичная.
Значительно упрощает работу по отрисовке плана команда Create off-sets (Создание подобий), при задании которой отрисовываются элементы автодороги (каждый на своем слое), параллельные осевой линии и расположенные на заданном расстоянии (до восьми элементов одновременно) (рис. 7). Приятно создать план одной командой!
Огромное подспорье — возможность выдачи параметров элементов осевой в текстовом виде (рис. 8).
Разбивка пикетажа осевой линии производится в автоматическом режиме с созданием отдельных слоев для отображения пикетажа и маркировки элементов трассы. Чтобы надписи соответствовали требованиям действующих норм, в таблице меток необходимо задать соответствующее обозначение (НКК, КПК и т.п.) (рис. 9, 10).
Предусмотрена возможность задания рубленого пикета — в общем, всё как у нас (кроме самих дорог).
Модуль для проектирования продольного профиля позволяет автоматически контролировать заданные параметры видимости. Варианты вписывания вертикальных кривых (не сплайнов!) могут быть следующими (рис. 11):
Предусмотрена возможность ввода (редактирования) проектного профиля в табличной форме (рис. 12). Отредактированный профиль можно сразу же отрисовать в чертеже. По заданным параметрам видимости и скорости программа производит расчеты кривой и выдает результаты, применимые к выбранному элементу. Проектировщику остается только контролировать параметры на соответствие требуемым нормам для заданной категории проектируемой дороги.
Для получения отчетных документов по элементам продольного профиля предусмотрена специальная функция в текстовом формате (рис. 13).
Свои обозначения можно задать не только плановой осевой, но и элементам вертикальной кривой (рис. 14).
Возможность использования Internet позволяет осуществлять совместные проекты, а также в презентабельном виде публиковать выбранные чертежи во всемирной сети.
Рамки статьи не позволяют описать все возможности программы. В частности, мы не будем подробно останавливаться на разделах, отвечающих за проектирование водоемов, назовем лишь наиболее важные возможности соответствующих инструментов.
Готовое проектное решение можно получить, задав контур водоема, его объем и уклоны откосов. Кроме того, перемещение спроектированной площадки по исходной поверхности позволяет наглядно увидеть изменение проектных откосов. При этом пересчитываются объемы земляных масс.
Специальный модуль позволяет рассчитать гидрологию, трубы и лотки различного сечения. Кроме того, предложен богатый выбор инструментов для работы по генплану: от возможности разбивки автомобильных стоянок по любой траектории до создания готовых спортивных полей и площадок.
Самым сложным для нашего понимания было проектирование поперечных сечений по реконструируемой дороге. Очень уж непостоянен характер такой трассы. Тем более что реконструируемая дорога — 1-й технической категории, поэтому к ней предъявляются повышенные требования, справиться с которыми мог бы не всякий программный комплекс. Но Autodesk Land Desktop это оказалось под силу. П
режде всего требовалось правильно определить основной шаблон поперечного сечения. Когда это удалось, всё остальное пошло значительно проще (рис. 15).
Некоторые исходные данные, определяющие параметры сечения, в Autodesk Land Desktop вычисляются исходя из заданных условий, — как, например, уклон откосов. Программа анализирует высоту насыпи или выемки и назначает уклону соответствующее значение.
Так же удобно и наглядно производится назначение кюветов (рис. 16). Их проектирование осуществляется отдельно для условий насыпи и условий выемки, хотя возможен вариант совместного использования данных независимо от условий прохождения трассы.
Существует несколько вариантов проектирования кюветов:
Эти варианты, а также возможность их применения в различных сочетаниях удовлетворят самых взыскательных проектировщиков.
Кроме того, хочется отметить, что проектировать кювет можно по уже имеющемуся продольному профилю. Это удобно, когда на трассе имеются участки с различными условиями. В этом случае профиль кювета проектируется отдельно, а затем полученные данные прикрепляются к проектируемой трассе. Причем Autodesk Land Desktop "знает", что это кювет.
Дорога на всем своем протяжении не бывает одинаковой. Где-то она шире, где-то уже. К ней примыкают другие дороги, существуют пересечения с различными коммуникациями… Механизм описания всех изменений характера дороги очень мобилен. Один и тот же прием может быть применен для различных ситуаций. Например, сужение или расширение полос движения, изменение их количества, во-первых, описывается в шаблоне поперечного сечения назначением направляющих, а во-вторых, к назначенным направляющим присоединяются линии, по которым осуществляется движение как в плане, так и по отметке (рис. 17).
Определив все исходные данные для проектирования поперечных сечений, можно приступать к назначению их конкретным участкам проектируемой дороги.
Просмотр результатов всех назначений осуществляется в интерактивном режиме. Шаг просмотра поперечников задается при расчете исходных данных, причем он может быть различным для прямых участков трассы и тех, которые проходят по круговым и переходным кривым. При просмотре результатов проектирования имеется возможность внести коррективы в каждый конкретный поперечник, если он по каким-либо причинам не вписывается в заданные условия (рис. 18).
Как уже сказано, к проектированию дорог 1-й технической категории предъявляются повышенные требования. Одним из таких требований является назначение виражей на поворотах для кривых определенного радиуса. Расчет параметров отгона виража осуществляется в табличной форме (рис. 19).
Исходные данные по параметрам вписанных круговых и переходных кривых, по которым осуществляется расчет, передаются автоматически. Единственное, что надо задать, — это метод отгона виража и расстояния, на которых осуществляется отгон до полного виража. В Autodesk Land Desktop определены пять методов расчета:
В нашем случае вираж рассчитывался относительно центральной (осевой) точки сечения.
Вся информация о проектировании поперечных сечений хранится в базе проекта, к которой в любой момент имеют доступ специалисты, занятые проектированием данного объекта. Всем знакомы неприятные "житейские" проблемы, когда что-то следует изменить, от чего-то отказаться. Однако нам они не доставили много хлопот. Все изменения вносятся исключительно просто, а динамическое изображение всех произведенных изменений можно получить в любой момент. Кроме того, проектировщику всегда доступен и текстовый документ с описанием параметров каждого запроектированного поперечника (рис. 20).
Ну вот и настал долгожданный момент — проект дороги в цифровом описании готов. Наступает следующий этап: все цифровые данные требуется перевести в "твердый" вид — на бумажные носители. Здесь главную роль сыграл Sheet Manager — специальное приложение для формирования листов чертежей проекта. С помощью этого средства были получены планы запроектированной дороги и осуществлен вывод поперечных сечений. Пришлось потрудиться над созданием настроек формирования листов в соответствии с текущими требованиями, предъявляемыми к оформлению чертежей, — но терпение и труд всё перетрут. Это мы осознали в полной мере, когда как по мановению волшебной палочки 11 километров дороги легли на листы заданного формата. Одновременно мы получили и схему раскладки листов (рис. 21).
Вывод на печать поперечных сечений потребовал больше времени — не удавалось получить все данные по поперечному сечению в нужном виде. Но здесь свое слово сказал заказчик: мы выработали форму представления данных, которая несколько отличалась от нормативной, содержала все нужные данные, но в понятной форме (рис. 22). После окончания проектирования всей трассы следует рассчитать объем земляных масс, определить требуемое количество материалов. Эти данные можно вывести в рисунок или в текстовый файл и сформировать отчет в нужном виде; кроме того, существует возможность вывести график баланса земляных масс (насыпь/выемка) (рис. 23).
Прошло время, когда нам казалось, что мы не сможем освоить Autodesk Land Desktop. Все страхи и сомнения, к счастью, улетучились. Сейчас не вызывает сомнения, что Autodesk Land Desktop будет "на всю катушку" использоваться в проектировании.
Наглядным примером высокой производительности и качества программного продукта может служить проект реконструкции Международного аэропорта "Бегишево" (Татарстан, г. Набережные Челны). За трое суток были выполнены топогеодезические изыскания и картограмма укладки асфальтобетона взлетно-посадочной полосы длиной 2500 м и шириной 42 м. Взлетно-посадочная полоса аэропорта была закрыта на реконструкцию в июне 2003-го, а в сентябре того же года уже сдана в эксплуатацию.
К сожалению, в одной небольшой статье мы не смогли описать все возможности Autodesk Land Desktop. А между тем эти возможности чрезвычайно широки: гидрология, проектирование водоемов, ливневой канализации, водоотводных лотков различного сечения, автодорог в городской зоне, спортивных полей (от футбольного до площадок для прыжков в высоту), моментальная отрисовка автомобильных стоянок, пешеходных дорожек и еще много интересного для проектировщиков различных специальностей.
Ни одна современная компания не обходится в своей работе без использования компьютеров. Но само по себе наличие компьютера в проектной организации не решает всех проблем. Технология проектирования — вот ключ к успеху. Необходимо комплексное решение, включающее в себя наиболее подходящие технические средства и программное обеспечение для решения определенных задач. И мы такое решение нашли.
Эл. версия "CADmaster" 29/4, 2005 г.
вернуться к
списку