劉輝

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北 武漢 430023）

綜合管廊設計軟件的研究和開發(fā)

劉輝

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北 武漢 430023）

綜合管廊是近年國家重點發(fā)展的產業(yè)，有些方面處于探索、研究、試驗階段，為了解決綜合管廊設計中的困難，進行了綜合管廊設計軟件的研究和開發(fā)，并在多個項目中得到了應用，取得了良好的效果。

綜合管廊；CAD；BIM

1 概述

綜合管廊設計軟件由我院軟件開發(fā)人員和管廊設計人員經過不斷探索、研究，于2016年開發(fā)完成。本軟件很長時間是在“邊開發(fā)、邊應用”的過程中完成的，沒有市場化軟件參考，完全是在摸索過程中獨立完成。

（1）本軟件的特點

具有極強的交互性、靈活性，動態(tài)拖動方式設計非常直觀，所見即所得，無縫接入AutoCAD。實現(xiàn)了平面圖形和縱斷面圖形的互動，縱斷面節(jié)點更改時，平面圖形自動修改；平面節(jié)點移動后，可更新縱斷面圖，縱斷面節(jié)點自動對應于平面節(jié)點。能夠根據(jù)二維設計自動生成三維圖形，可導入有關BIM軟件中。本軟件融入了我院前期自主開發(fā)的道路、排水設計軟件，共用了同一個設計平臺，實現(xiàn)了專業(yè)內、專業(yè)間的協(xié)同設計。

（2）綜合管廊設計軟件包含以下內容：

a.協(xié)同：從我院獨立開發(fā)的道路專業(yè)設計軟件中處理有關數(shù)據(jù)，以后將處理排水專業(yè)數(shù)據(jù)。

b.基礎：一些基礎操作，例如數(shù)據(jù)文件的處理等。

c.道路：管廊和道路關聯(lián)，設計管廊之前，需要先處理道路數(shù)據(jù)。

d.平面設計：管廊軸線定義、標準斷面定義、邊線繪制等功能。

e.節(jié)點設計：平面節(jié)點的插入、移動、修改等功能。

f.縱斷面設計：縱斷面圖形的繪制，埋深設計，縱斷面節(jié)點尺寸的修改、節(jié)點移動。節(jié)點修改后，平縱圖形的一致性處理。

g.BIM:創(chuàng)建管廊三維模型、道路三維模型、剖面圖。

h.設計成果：平面標注、工程量計算等。

（3）本軟件的簡要體系結構見圖1。

圖1 軟件簡要體系結構

2 綜合管廊設計軟件需要注意并解決的幾個問題

（1）管廊軸線

a.管廊軸線可以是一條多段線，也可以是連續(xù)多條多段線，采用多條多段線的好處是便于軸線的修改，便于軸線設計；

b.每一條管廊有一條且只有一條管廊軸線；

c.管廊可以和道路中線平行，也可以不平行，應該盡量靈活；管廊的樁號由道路樁號確定，目的是便于施工，因為施工是以道路為基準的，如果沒有道路設計，則可將管廊軸線認為是道路中線；

d.設計過程中，局部軸線修改后，對整個管廊的設計影響要最小，節(jié)點能按原來的樁號歸位。

（2）節(jié)點

a.管廊平面圖上的節(jié)點圖形完全由用戶定義，用戶可以將節(jié)點詳細設計圖的俯視圖作為節(jié)點平面圖；

b.每一個節(jié)點圖是一個DWG圖形，放到坐標原點；節(jié)點圖的插入點在管廊軸線上；節(jié)點外輪廓需要設計一個遮擋；有管群連接的節(jié)點，需要定義管群起始線和管群類型；

c.當前工程的所有節(jié)點DWG圖形需要添加到當前工程圖庫，并設置有關參數(shù)，定義的尺寸參數(shù)將在縱斷面圖和三維模型中體現(xiàn)；

d.當節(jié)點原始圖形修改后，能夠將已經插入平面圖的有關節(jié)點更新；

e.節(jié)點可以進行單個插入，也可以批量插入，可以交互式插入，也可以按指定樁號插入，插入后的節(jié)點可以單個修改，也可以批量修改；可以移動，按指定點或者按指定樁號。

（3）縱斷面設計

a.埋深設計：管廊縱斷面可以和道路平行，也可以不平行，需要有快捷設計方法；

b.可以修改節(jié)點的尺寸，例如高度、總長度、前長度、后長度；可以指定參數(shù)，也可以采用動態(tài)拖動方式修改；

c.可以在縱斷面圖上移動節(jié)點，改變節(jié)點樁號，修改方式可以指定樁號，也可以是動態(tài)拖動方式；

d.平縱互動：縱斷面圖修改后，例如移動了節(jié)點，平面圖自動與其對應；

e.可以有多個縱斷面方案，由一個方案到另一個方案應該非常便捷。

（4）標注

a.平面標注節(jié)點形式多樣，標注完成后，如果更改了設計，可以更新標注；

b.縱斷面標注欄可以由用戶定義。

（5）設計完成后，軟件能夠自動生成三維模型，并能繪制剖面圖。

3 本軟件開發(fā)內容

3.1 協(xié)同

（1）導出道路測量數(shù)據(jù)；（2）導出道路平面中線；（3）導出道路縱斷面數(shù)據(jù)；（4）提取橫斷面設計數(shù)據(jù)。

3.2 基礎

（1）初始化；（2）導入或卸載管廊；（3）復制工程到指定文件夾；（4）復制文件到當前工程；（5）刪除數(shù)據(jù)。

3.3 道路

（1）定義道路和樁號；（2）標注道路樁號（批量）；（3）標注道路樁號(指定點)；（4）標注道路樁號(輸樁號)；（5）道路豎曲線數(shù)據(jù)；（6）道路橫斷面數(shù)據(jù)；（7）道路測量數(shù)據(jù)；（8）導入或卸載平面道路中線。

3.4 平面設計

（1）定義管廊；（2）管廊橫斷面數(shù)據(jù)；（3）繪制偏置線；（4）管群設計；（5）管廊平面動態(tài)查詢；（6）管廊平面定點查詢；（7）保存邊線。

3.5 節(jié)點設計

（1）節(jié)點預處理；（2）定義管群起始線；（3）節(jié)點管理；（4）插入節(jié)點(指定樁號)；（5）插入節(jié)點(指定點)；（6）批量插入節(jié)點；（7）節(jié)點數(shù)據(jù)編輯；（8）等間距插入節(jié)點（按樁號間距）；（9）等間距插入節(jié)點（按曲線距離）；（10）移動節(jié)點(指定樁號)；（11）移動節(jié)點(指定點)；（12）修改節(jié)點；（13）節(jié)點對齊邊線；（14）更新節(jié)點圖形；（15）保存節(jié)點數(shù)據(jù)。

3.6 縱斷面設計

（1）沿線橫斷面數(shù)據(jù)；（2）變形縫數(shù)據(jù)；（3）縱斷面自定義標注數(shù)據(jù)；（4）縱斷面增加標注樁號數(shù)據(jù)；（5）繪制縱斷面圖；（6）設置管廊埋深(批量)；（7）設置管廊埋深(指定點)；（8）修改節(jié)點高度；（9）動態(tài)修改節(jié)點高度；（10）修改節(jié)點長度；（11）動態(tài)修改節(jié)點前后長度(固定總長度)；（12）移動縱斷面節(jié)點；（13）動態(tài)移動縱斷面節(jié)點；（14）更新縱斷面圖；（15）保存縱斷面設計數(shù)據(jù)。

3.7 BIM

（1）繪制管廊三維圖形；（2）創(chuàng)建道路三維模型；（3）剖面圖。

3.8 設計成果

（1）批量標注平面節(jié)點；（2）批量標注平面節(jié)點2；（3）批量標注平面節(jié)點坐標；（4）在管廊上標注樁號；（5）在管廊上標注兩點間長度；（6）節(jié)點坐標表；（7）工程量計算；（8）管廊橫斷面繪制；（9）圖面整理。

3.9 工具

（1）平面分圖；（2）縱斷面分圖；（3）數(shù)字地形圖。

4 軟件的幾個界面介紹

（1）管廊橫斷面數(shù)據(jù)

管廊標準斷面可以是一個艙室，也可以是多個艙室，各艙室可以不同，見圖2。

圖2 管廊橫斷面數(shù)據(jù)

（2）插入節(jié)點

選擇軸線后，彈出“節(jié)點”窗口，用戶選擇要插入的節(jié)點，可以交互式指定插入點或輸入樁號，系統(tǒng)將所選節(jié)點插入圖形中，角度自動調整好，見圖3。

圖3 插入節(jié)點

（3）節(jié)點數(shù)據(jù)編輯

采用表格方式，用戶寫入樁號和節(jié)點，程序一次插入大量節(jié)點，并自動調整角度，見圖4。

圖4 節(jié)點數(shù)據(jù)編輯

（4）設置管廊埋深

在縱斷面設計中，批量設置埋深，見圖5。

圖5 設置管廊埋深

（5）動態(tài)修改節(jié)點高度

以動態(tài)拖動方式修改節(jié)點高度，鼠標所在Y坐標，就是節(jié)點最大高度位置，拖動過程中，可通過在命令行輸入關鍵字i指定節(jié)點高度。動態(tài)拖動過程中，程序會顯示有關信息，見圖6。

圖6 動態(tài)修改節(jié)點高度

（6）創(chuàng)建管廊三維圖形，見圖7。

圖7 創(chuàng)建管廊三維圖形

5 應用情況

我院已承接多個綜合管廊項目的設計，例如武漢光谷中心城綜合管廊、馬鞍山綜合管廊等等，這些項目的設計全部使用本軟件做設計，軟件開發(fā)過程中，我們積極與設計人員溝通，目前，本軟件得到了設計人員的好評。

圖8是綜合管廊和管道的一個組合圖，管道設計使用了我院自主開發(fā)的管道設計軟件。

圖8 綜合管廊和管道組合圖

TP311

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1009-7716（2017）04-0247-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.073

2017-02-08

劉輝（1974-），男，湖北武漢人，高級工程師，從事市政軟件開發(fā)工作。