Комплексная технология изысканий и проектирования на земле

Олег Рухлов

Одними из первопроходцев внедрения компьютерных технологий в производство были инженеры-изыскатели, и сегодня их по праву можно считать лидерами в этой области среди представителей других специальностей в проектных институтах. Однако, несмотря на имеющиеся достижения, в области создания комплексной технологии проектирования на земле сейчас наблюдается некоторый застой. Изыскатели могут выдавать цифровые карты и планы, могут создавать цифровые модели земли и профили, но проектировщики не способны в полной мере их использовать. Образовался определенный разрыв в технологии, и снова встал извечный вопрос: что делать?

Можно, конечно, оставить все как есть и решать задачи имеющимися средствами, но лучше найти принципиальное решение этой проблемы. Все зависит от постановки вопроса, от потребностей и ресурсов предприятия, от воли руководства. Если все вышеперечисленное присутствует, то следует решить первоочередные задачи: подобрать руководителя проекта, ответственного за внедрение технологии, выбрать базовую систему в соответствии с разработанными требованиями и найти партнера, который будет отвечать за внедрение технологии и развивать ее. Выбор ответственного лица или партнера всегда субъективен, поэтому на этом останавливаться не будем, а рассмотрим, что можно выбрать в качестве базовой системы.

Под термином «базовая система» понимается программа (семейство программ), включающая большой набор системных инструментов, который является основой для прикладных программ и может быть достаточно просто адаптирован к задачам пользователя. В качестве примера базовой графической системы можно привести AutoCAD или MicroStation. Почему же выбор базовой системы (или платформы) так важен? Во-первых, мы сразу получаем комплексную технологию; во-вторых, поддержка такой системы обходится дешевле, чем отдельных программных модулей, в третьих, упрощается переход с одной версии на другую.

Лидерами среди разработчиков комплексного решения для проектирования на земле являются компании Autodesk и Bentley Systems. (В России к ним по праву можно добавить компанию СП «Кредо-Диалог», однако в связи с закрытостью указанной системы мы не рассматриваем ее в качестве базовой.) Компания Autodesk предлагает базовую систему Land Desktop, к которой могут подключаться дополнительные модули. Все продукты обладают современным инструментарием для создания и моделирования цифровой модели местности. (Будучи недостаточно знакомым с примерами успешного использования данных продуктов и с уровнем их адаптации к российским нормам, автор, чтобы не вводить в заблуждение читателей, предлагает обратиться за информацией к дилерам Autodesk.) Компания Bentley Systems для построения комплексной технологии предлагает несколько продуктов примерно одинаковой функциональности, но нацеленных на разные географические рынки — InRoads (Европа, Азия, Америка), Geopak (США), MOOC (Европа).

Далее речь пойдет о семействе продуктов InRoads, которые в настоящее время русифицированы и на базе которых предлагаются несколько адаптированных решений: изыскания, генплан, проектирование трубопроводов, дороги. Историческая справка: разработчик системы — компания Intergraph; начало продаж — 1992 год; графические платформы — AutoCAD и MicroStation (равноценная функциональность). В 2001 году вся линейка продуктов была куплена Bentley Systems, и с этого времени началась активная локализация и адаптация под требования российских пользователей.

Линейка продуктов включает следующие функциональные модули:

• «Обработка данных изысканий» (InRoads Survey) — загрузка исходных данных с приборов или из текстовых файлов; обработка геодезических данных по методу наименьших квадратов; построение цифровых планов и цифровой модели местности. В комплект поставки включаются топографические классификаторы, в том числе условные знаки, стили линий и штриховки;
• «Проектирование площадных и линейных объектов» (InRoads Site) — моделирование объектов на земной поверхности; построение горизонтальных и вертикальных трасс с использованием инструментов координатной геометрии (для задания тангенсов, радиусных кривых и клотоид); построение продольных и поперечных профилей, расчет объемов земляных работ;
• «Проектирование автодорог» (InRoads) — построение оси трассы и ее разбивка в плане; контроль соответствия нормам при работе с радиусными кривыми и спиралями; построение продольных профилей и вписывание вертикальных кривых; расчет поперечных уклонов, подъемов виража, приблизительных объемов земляных масс; проектирование реконструируемых участков дорог; создание и настройка типовых поперечников (поперечные сечения сохраняются в библиотеках типовых решений); определение параметров для построения откосов на основе различных методик; автоматическое моделирование дороги на основе заданных поперечников и откосов; разметка дорог, расстановка дорожных знаков, проектирование щитов; проверка движения по спроектированной дороге любых транспортных средств с заданными параметрами движения (при этом рассчитываются заносы как по передней, так и по задней части автотранспорта, производится отрисовка опасных зон); расчет объемов земляных масс, растительного слоя, подсыпки, слоев дорожной одежды, бордюрного камня и других элементов дороги; оформление продольных и поперечных профилей (подвал заполняется автоматически при внесении изменений в профиль);
• «Проектирование железных дорог» (InRoads Rail) — построение плана трассы с использованием метода регрессионного анализа; построение продольных профилей и вписывание вертикальных кривых (вписывание кривых возможно как вручную, так и в автоматическом режиме); проектирование наклона виража трассы внутрь дороги; проектирование стрелочных переводов; разработка таблицы решений для всей трассы или для отдельных участков; определение параметров для построения откосов на основе различных методик; автоматическое моделирование дороги на основе заданных поперечников и откосов; расчет объемов земляных масс; оформление продольных и поперечных профилей (подвал заполняется автоматически при внесении изменений в профиль);
• «Проектирование мостов» (InRoads Bridge) — построение внешней границы моста, создание и размещение опор и береговых устоев; создание и размещение балок; проектирование и размещение каркаса под балки; генерация и оформление документации; трехмерная визуализация объекта;
• · «Инструмент разработчика» (InRoads SDK) — разработка прикладных приложений с использованием внутренних функций InRoads.
• Компания CAD House, официальный интегратор Bentley Systems в России и СНГ, совместно с рядом ведущих комплексных проектных институтов в 2002 году разработала на базе InRoads следующие функционально законченные рабочие места:
• АРМ инженерные изыскания — загрузка данных после съемки; обработка бумажных карт и планов; оцифровка по точкам или растру; построение цифровой модели местности; построение план трасс и профилей;
• · АРМ генплана — анализ проектной или исходной поверхности (определение уклона между точками, определение градиента стока воды, определение оптимального баланса земляных масс); решение задач вертикальной планировки (заложение откоса, посадка объектов на топооснову, проектирование котлованов, проездов, обваловок); вычисление объемов земляных работ и построение картограммы; оформление выходной документации по ГОСТ 21.508-93 «Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов».

Практика показала, что InRoads удовлетворяет требованиям, предъявляемым к базовой системе для комплексной технологии обработки данных изысканий и проектирования на земле. В связи с этим было принято решение разработать следующие функциональные места, которые планируется закончить в текущем году:

• АРМ проектирование технологических трубопроводов;
• АРМ проектирование внутриплощадочные сетей (технология, ВиК, ОВ, теплоснабжение);
• АРМ автомобильные дороги;
• АРМ проектирование ЛЭП.

Практическое выполнение проектов совместно с заказчиками выявило следующие преимущества данной системы:

• возможность использовать на входе любые данные: растровую подложку, данные с приборов, существующие графические файлы в любом формате;
• быстрая подготовка исходной модели площадки даже для застроенной территории или при реконструкции;
• неограниченные размер проектных файлов и число объектов;
• простота стыковки с комплексной технологией проектирования зданий, промышленных предприятий и технологических установок (PlantSpace/AutoPlant).

Следует особо подчеркнуть, что данный программный комплекс позволяет пользователям работать как в среде AutoCAD, так и в среде MicroStation, легко переходя из одной системы в другую, поскольку внутренние данные не зависят от формата графической системы.

«САПР и графика» 3'2003