Технология комплексного автоматизированного проектирования инженерных сетей с помощью программного комплекса ИНЖКАД
С середины 80-х годов коллектив разработчиков института «Харьковпроект» занимается созданием программных комплексов проектирования инженерных сетей. Были разработаны методики, алгоритмы программ под ЕС, СМ-ЭВМ и ДОС-ПЭВМ. Поставка этих программ осуществлялась тогда под названием PROFi, они эксплуатировались во многих проектных организациях разных стран.
В настоящей статье будет рассмотрен программный продукт ИНЖКАД для комплексного проектирования инженерных сетей.
Проектирование инженерных сетей является одним из важнейших разделов проектирования гражданских, промышленных и сельскохозяйственных объектов. Программный комплекс проектирования инженерных сетей ИНЖКАД не только позволяет повысить качество технической информации по инженерным сетям и сооружениям проекта, но и обеспечивает оперативное ее предоставление по первому требованию в необходимом для конкретной ситуации объеме и с соответствующим уровнем детализации.
Проектирование объекта с помощью ИНЖКАД ведется на подоснове, представляющей собой геодезическую съемку с нанесенными на ней объектами.
ИНЖКАД, используя все функции AutoCAD и возможности построения поверхностей средствами GEO + CAD (CAD RELIEF), Autodesk Land Desktop или Autodesk Civil 3D и имея собственные нормативно-справочные базы, в значительной степени автоматизирует труд проектировщика и позволяет автоматически получать все виды необходимой документации (планы, профили, таблицы колодцев и спецификаций, объемы земляных работ).
При проектировании объектов необходимо решать задачи инженерных изысканий, вертикальной планировки и проектирования инженерных сетей. Проектирование этих разделов осуществляется большим числом специалистов, работающих в различных подразделениях или в разных организациях, и требует больших затрат по организации проектных работ.
В программе предусмотрено определение координат точек пересечения проектируемой сети с существующими и проектируемыми инженерными коммуникациями. При этом осуществляется автоматический взаимный обмен значениями отметок в точках пересечения коммуникаций.
В программном комплексе ИНЖКАД предусмотрена возможность коллективной работы над проектом. Для этого на предприятии формируется коллектив сотрудников, проектирующих различные инженерные сети.
Рабочие места исполнителей проекта комплектуются компьютерами, удовлетворяющими техническим требованиям AutoCAD 2004-2008, объединенными в локальную сеть. Для выполнения работ по проектированию объекта выделяется компьютер, выполняющий функуии сервера (рис. 1).На нем создается папка общего доступа, координаты которой сообщаются всем разработчикам проекта. Все работы по проекту ведутся только в ней. В результате совместной работы каждый сотрудник имеет оперативные данные по состоянию сетей своего смежника (координаты, диаметры, отметки в точках пересечения). Любое изменение параметров сети средствами системы ИНЖКАД автоматически передается всем участникам процесса проектирования. Защита информации осуществляется с помощью USB-ключей.
Рис. 1. Компьютер, выполняющий функции сервера
Для создания единой технологической линии проектирования на сервере устанавливается одна из базовых программ построения трехмерных моделей рельефа — CADRELIEF (входит в комплекс GEO + CAD), Autodesk Land Desktop или Autodesk Civil 3D, на рабочих местах — AutoCAD или MicroStation. Проектировщикам сетей не требуется знать особенности работы в Autodesk Land Desktop или Civil 3D
Технология проектирования инженерных сетей в среде AutoCAD выглядит следующим образом:
- подготовительные операции (открытие папки объекта, выбор или задание имени сети), сканирование, калибровка и склейка растровой подосновы;
- трассировка сети (на подоснове указываются все точки трассы, их отметки и характеристики, в том числе колодцы, камеры, углы поворота, точки подключения к существующим сетям);
- формирование исходных данных (программа автоматически осуществляет поиск координат и отметок точек взаимного пересечения сетей), проектирование продольных профилей, взаимная вертикальная увязка инженерных сетей, получение выходных документов.
При работе в среде AutoCAD/GEO + CAD, Autodesk Civil 3D, Autodesk Land Desktop или (при условии наличия построенных в этих пакетах «черной» и «красной» поверхностей) программа считывает отметки с них. В среде GEO + CAD возможна предварительная подготовка растровой подосновы средствами CAD RTR (или RTR).
По каждому виду инженерной сети программа решает следующие задачи:
- создание плана сети;
- проектирование и вычерчивание продольных профилей;
- получение спецификации оборудования;
- формирование и получение таблиц колодцев;
- нанесение геологических скважин;
- определение объемов земляных работ.
На автоматически сформированные чертежи наносятся надписи футляров, труб, оснований и покрытий, примечания, а также оформляется штамп. В получаемые чертежи можно вносить любые дополнения и изменения с помощью средств AutoCAD.
Технология проектирования инженерных сетей предусматривает следующие этапы:
1. Подготовительные операции:
- выполняется открытие рабочего каталога объекта, в который будут сохранены данные и результаты расчета всех сетей объекта, производится выбор имени сети. Предусмотрено проектирование сетей промышленных предприятий (рис. 2);
Рис. 2. Проектирование сетей промышленных предприятий
- средствами ИНЖКАД реализована возможность работы с растровой и векторной подосновой:
- растровая подоснова сканируется и калибруется средствами ИНЖКАД, для версии ИНЖКАД; работающей в среде GEO + CAD; такую основу можно подготовить средствами CAD RTR. Для других версий основа создается с помощью заложенных в ИНЖКАД возможностей для работы с растровыми изображениями,
- векторная подоснова готовится в среде AutoCAD, GEO + CAD («ТОПОКАД»), Autodesk Land Desktop или Autodesk Civil 3D,
- поверхности, образованные «черными» (натурными) и «красными» (проектными) отметками, создаются средствами GEO + CAD, Autodesk Civil 3D или Autodesk Land Desktop. При наличии поверхностей определение натурных и проектных отметок земли выполняется автоматически.
В версии ИНЖКАД, работающей в среде AutoCAD, отметки земли и характеристики пересекаемых коммуникаций вводятся вручную;
- определяются запретные зоны прохождения сетей. Указываются запретные зоны для прохождения проектируемой сети в соответствии с действующими СНиП;
- выполняется задание существующих сетей. Этот модуль необходим для автоматического определения пространственных координат точек пересечения проектируемой сети с существующими инженерными коммуникациями.
2. Проектирование инженерных сетей. На данном этапе проектирования производятся следующие действия:
- разметка выполняется средствами AutoCAD проектируемой инженерной сети;
- осуществляются задание и выбор сечения трубы;
- выполняется трассировка инженерной сети на плане (рис. 3);
- задаются реквизиты точек проектируемой сети, точки выпусков, подключений, колодцев, углов поворота, камер, существующих пересекаемых коммуникаций на плане;
- на подоснове указываются координаты колодцев, углов поворота, входы в здания, места подключения к существующим сетям (информация о точках пересечения с другими сетями автоматически передается в исходные данные по смежным сетям). При наличии построенных в GEO + CAD, Autodesk Land Desktop или Autodesk Land Desktop поверхностей натурные и проектные отметки земли берутся автоматически.
Рис. 3. Трассировка инженерной сети на плане
3. Технология проектирования профиля в программе ИНЖКАД предусматривает:
- задание минимальной глубины заложения сети в точке строительства и в колодце, а также масштаб вычерчивания профиля по горизонтали;
- задание сечений инженерных сетей (выбор трубы, футляра, диаметров и толщин стенок);
- задание и коррекция (по необходимости) характеристик точек сети трассы (изменение существующих точек и добавление новых);
- вычисление отметок трассы. Отметки трассы определяются исходя из критерия минимума земляных работ. При соблюдении условий по минимальной глубине заложения, величинам и направлениям уклонов, минимальным расстояниям по вертикали между пересекаемыми коммуникациями и выполнении подключений к существующим и проектируемым сетям на заданных отметках.
Поиск решения осуществляется методом динамического программирования. Программа строит вариант прохождения трассы, проверяет условия выполнения ограничений, определяет целевую функцию и выбирает вариант, удовлетворяющий минимуму объема земляных работ. Решение представляет собой многошаговый оптимизационный процесс.
В результате получается вариант прохождения сети, который должен откорректировать проектировщик. При этом, с согласия проектировщика, допускается нарушение минимальной величины заглубления инженерной сети.
Коррекция результатов расчета принципиальной схемы продольного профиля производится методами коррекции линии или уклонов (рис. 4 и 5). При нарушении охранных зон коммуникаций и минимального заглубления трассы в нижнем окне программы появляется диагностическая информация о величине и нарушении. При записи результатов проектирования профиля происходит обмен отметок точек взаимных пересечений со всеми проектируемыми сетями.
Рис. 4. Метод коррекции линии
Рис. 5. Метод коррекции уклонов
4. Получение выходных документов.
Программа ИНЖКАД автоматически формирует чертежи по выбранной пользователем инженерной сети. Технология получения выходных документов в программе ИНЖКАД отражена в пунктах меню и включает:
- получение выходных документов на разных языках;
- выбор различных макетов оформления подпрофильной шапки чертежа и вида оформления чертежа (меню «Выбор подпрофильной шапки);
- заполнение подпрофильного штампа. Данные для основного штампа вводятся с помощью формы и передаются во все выходные документы;
- получение сводного плана и плана инженерной сети;
- вычерчивание продольного профиля в автоматическом режиме (рис. 6);
- нанесение геологических скважин (указываются точки расположения скважины и отметки уровня грунтовых вод, вводятся отметки и наименования инженерно-геологических грунтов);
- по заданному проектировщиком типу грунта автоматически подсчитываются и формируются таблицы объема земляных работ;
- получение деталировки колодцев водопроводной сети;
- получение таблиц колодцев для водопроводной и канализационной сетей;
- получение спецификации оборудования водопроводных, газопроводных и канализационных инженерных сетей.
Рис. 6. Вычерчивание продольного профиля в автоматическом режиме
5. Расчет ливневой канализации.
В системе ИНЖКАД предусмотрен расчет ливневой канализации. В процессе расчета определяются расчетные расходы, а затем подбираются диаметры, дается гидравлическая характеристика выбранного сечения коллектора. Расчет производится для одного коллектора или сети коллекторов. Для расчета составляются схема водосборных бассейнов и расчетная схема. На схеме водосборных бассейнов показываются площади, длины коллекторов и уклоны.
Расход дождевых вод определяется по методу предельных интенсивностей по формуле.
Технология работы с приложением предусматривает:
- задание общих данных участка проектирования ливневой канализации;
- задание характеристик участков (рис. 7);
- редактирование исходных данных;
- гидравлический расчет ливневой канализации;
- просмотр результатов расчета.
Рис. 7. Задание характеристик участков
Опыт эксплуатации системы ИНЖКАД доказал ее эффективность при визуализации процесса проектирования. Кроме того, она позволяет упростить процесс проектирования, быстро оценить ситуацию и принять решение относительно прокладки сетей. Возможна ее интеграция с системами автоматизированного проектирования (САПР), такими как ACAD.
Программа ИНЖКАД предоставляет широкие возможности для проектирования наружных инженерных сетей и получения полного комплекта выходной документации в соответствии с государственными стандартами и принятыми на предприятии нормативными документами. Разработчики программы постоянно учитывают пожелания и замечания пользователей. Программа проста в эксплуатации и освоении.
В организациях, занимающихся проектированием наружных инженерных сетей, ИНЖКАД позволила значительно повысить производительность труда проектировщиков и обеспечила получение единообразной, соответствующей стандартам предприятия выходной документации.
Получить подробные консультации по упомянутым в статье программным продуктам вы можете у специалистов «Русской Промышленной Компании» (www.cad.ru).
