8 - 2001

«AutoCAD дороги CS» — новые решения для проектирования дорог

Андрей Кукушкин

«Мы ехали по белой железобетонной плите толщиной в одиннадцать дюймов. Эта идеально ровная поверхность была слегка шероховата и обладала огромным коэффициентом сцепления. Дождь не делал ее скользкой. Мы катились по ней с такой легкостью и бесшумностью, с какой дождевая капля пролетает по стеклу. Дорога на всем своем протяжении была разграфлена белыми толстыми полосами. По ней в обоих направлениях могли идти сразу четыре машины. Практически эти дороги, подобно дорогам древнего Рима, построены на вечные времена...»

Так Илья Ильф и Евгений Петров в начале прошлого века описали свои впечатления от путешествия по «Одноэтажной Америке». Сегодня рассказами о дорогах удивить трудно. Все мы знаем, какими они должны быть...

Строительство и модернизация автомобильных дорог в России идут ускоренными темпами. Правительству понадобилось меньше часа, чтобы одобрить проект представленной Минтрансом новой государственной программы «Дороги России XXI века». Тем не менее даже при полной реализации этой программы дорожная сеть страны не будет соответствовать потребностям экономики. Необходимо более 1,5 млн. км дорог, реально существует 925 тыс. — как правило, не очень высокого качества.

Разница — больше, чем расстояние от Земли до Луны!1

На рынке специализированных программных средств для проектирования дорог различного назначения появилось новое решение — «AutoCAD Дороги CS». Это AutoCAD 2000, базовое программное обеспечение AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) и специализированное приложение для проектирования дорог PLATEIA 5.0 (рус.). Подробнее на описании предлагаемого решения мы остановимся чуть позже, а пока рассмотрим начальный этап цепочки проектирования — изыскания.

Технологическая линия программных продуктов строится исходя из предстоящих задач. Многие проектные организации работают с бумажными топографическими планами, которые при помощи дигитайзера или сканера заносятся в компьютер. Точность положения объектов при сканировании, векторизации и ручной отрисовке плана значительно снижается.

Для создания планов по новой съемке есть смысл произвести компьютерную обработку геодезических измерений при помощи программы RGS (ПК «Румб»), которая позволяет получать данные из накопителей электронных приборов либо вводить данные вручную из полевых журналов, затем выполнять обработку данных планово-высотной тахеометрической съемки, расчет и уравнивание плановых и высотных сетей с учетом возможных ошибок измерений или ввода данных. RGS 5.0 — новая версия программы, которая должна появиться в ближайшее время, — имеет улучшенный интерфейс, расширенный список конверторов данных приборов различных производителей, удобные средства ведения каталогов. Применение программы RGS 5.0 в технологической цепочке с «AutoCAD Дороги CS» сохранит вам немало времени и сил при подготовке данных геоподосновы для построения цифровой модели местности.

Итак, после обработки полевых измерений и получения числовых значений координат данных точек, вычисленных в избранной системе координат, мы приступаем к работе над проектом с использованием «AutoCAD Дороги CS».

Что же такое «AutoCAD Дороги CS»? Это «синтетический» продукт, объединивший мощь и великолепие средств AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) с совершенством инструментов проектирования дорог PLATEIA 5.0 (рус.).

AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) представляет собой AutoCAD, адаптированный для специалистов в области землеустройства. Программа является основой всего пакета и располагает базовыми функциональными возможностями, которые необходимы инженерам по землеустройству, инженерам-строителям, картографам и другим специалистам в области управления земельными ресурсами, анализа проектов по землеустройству, проектирования и строительства автомобильных и железных дорог.

Для инженера-проектировщика работа с точками — основа и начало работы над проектом. Использование мощных инструментов AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) позволяет осуществлять запросы, импорт, экспорт, управление группами и редактирование точек, создавать модели рельефа, работать с неограниченным количеством поверхностей, выполнять сечения поверхностей, наносить горизонтали, разбивать строительные площадки, проводить анализ водостоков, рассчитывать объемы земляных работ…

Ввод данных в проект чаще всего производится путем импорта группы точек из файлов ASCII или файлов баз данных Microsoft Access.

Универсальность программы позволяет, в полном объеме используя данные геодезической съемки о координатах и отметках точек, построить на основе этих данных триангуляционную сеть — трехмерное представление определенного участка местности. Модуль цифрового моделирования содержит полный набор функций, необходимых для работы с поверхностями. С помощью триангуляционной модели мы можем формировать трехмерные поверхности, интерполируя отметки точек, для которых нет геодезических данных.

Для формирования поверхностей можно использовать и горизонтали, полученные путем оцифровки растровых изображений, но в этом случае точность будет зависеть от точности самих карт и расстояний между горизонталями.

AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) предоставляет богатый выбор средств визуализации проекта. Цвет 3М-граней поверхности может зависеть от отметки или уклона: в этом случае визуализация достигается путем задания цвета слоям различных интервалов отметок для участков поверхности. Неограниченный простор для визуализации проекта открывает наложение текстур на определенные области поверхностей — все зависит от возможностей вашего компьютера и времени, которое вы готовы уделить этому процессу.

В состав AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) входит AutoCAD Map — созданное на базе AutoCAD приложение, предназначенное для использования в ГИС и картографии. Эта программа предлагает современную компьютерную технологию составления высокоточных цифровых карт и анализа реальных объектов, дает эффективный способ хранения, представления и передачи географической информации. С использованием связанных технологий цифровые карты могут быть дополнены любой атрибутивной информацией: отчетными документами, таблицами, графиками, видеоизображениями.

Геодезия как область науки включает в себя методологию определения формы и изображения земной поверхности, а AutoCAD Land Development Desktop R2 (рус.) является незаменимым инструментом практической работы.

Второй компонент «AutoCAD Дороги CS» — программа для проектирования автомобильных и железных дорог PLATEIA 5.0 (рус.), которая выполнена в виде приложения под AutoCAD R14 или AutoCAD 2000 и включает уникальные высокоэффективные инструменты проектирования дорог: специальные средства для работы с цифровыми моделями рельефа и картами, для построения продольных и поперечных профилей, работы с кривыми, средства создания и расстановки дорожных знаков, информационных указателей, нанесения разметки.

Программа имеет модульную организацию и может быть оптимальным образом сконфигурирована под индивидуальное рабочее место.

В состав «AutoCAD Дороги CS» вошли три основных модуля программы PLATEIA 5.0 (рус.): «Оси», «Продольные профили» и «Поперечные сечения».

Модуль «Оси» предназначен для создания горизонтальных элементов, трассировки осевых линий проектируемой дороги. Специальные средства «Горизонтальные элементы» обеспечивают параметрическую трассировку прямых, круговых и переходных кривых, а также клотоид. С помощью этого инструмента действительно легко, соблюдая правила геометрических построений и выбирая элементы сопряжений, описывать изгибы и повороты проектируемой дороги. В начале работы следует определить нормы проектирования с указанием категории дороги, типа рельефа, ширины трассы, расчетных скоростей. По заданным параметрам PLATEIA будет осуществлять построения, а встроенная библиотека стандартов отследит ошибки.

Процесс разбивки оси железной дороги основан на общих принципах, но, в соответствии с принятыми стандартами проектирования, имеет особенности отрисовки переходных кривых и стрелочных переводов.

Оси — основа для создания поперечных сечений. Вы можете расставить по трассе пикеты и указать расположение поперечных сечений, сделать проекцию трассы на трехмерную модель рельефа.

Другой метод, реализованный в PLATEIA 5.0, заключается в использовании траверсов и дополнительных точек съемки (данные теодолитного хода с заданной шириной), установленных в сечениях, что позволяет получить сечения без построения математической модели. Впоследствии сечения обрабатываются модулями «Продольные профили» и «Поперечные сечения», а полученные в этих модулях данные вы можете использовать для показа на чертеже обочин, продольного профиля дороги, линий выемки/насыпи. Модуль «Оси» позволяет визуализировать проект с построением перспективного изображения дороги.

Назначение модуля «Продольные профили» очевидно из его названия. Отрисовка «земли» на профиле осуществляется автоматически по цифровой модели местности и оси трассы. Включенные в модуль инструменты позволяют отрисовывать тангенсы и вертикальные радиусы, рассчитывать отметки дороги. Замечательно решена проблема шапки профиля: пользователь может задавать необходимое количество заполняемых строк и располагать их в произвольном порядке, то есть кроме типовых шаблонов таблиц делать и заказные. Шаблоны таблиц можно сохранить.

Тангенсы и вертикальные радиусы отрисовываются пользователем в интерактивном режиме, причем PLATEIA контролирует соответствие нормам и стандартам. Если последние нарушены, интеллектуальная система оповещения сообщит об этом пользователю. Вся информация, необходимая для правильного построения вертикальных кривых, показывается в командной строке.

Модуль построения продольных профилей позволяет приближенно рассчитать объемы земляных масс (выемки/насыпи), обозначить эти объемы на профиле и сохранить результаты в текстовом файле. PLATEIA способна учитывать осадки — производится расчет и простановка уклонов, требуемых для отвода ливневых вод, есть инструменты отрисовки и расчета уклонов водоотводящих канав.

Группа команд «Реконструкция» позволяет эффективно проектировать реконструкцию дороги с учетом существующих поперечных уклонов на протяжении всего участка (для максимально возможного использования этих уклонов в новом проекте), а также выбрать оптимальные вертикальные кривые при реконструкции дороги и рассчитать толщину новой дорожной одежды.

Широкий выбор инструментов и функций предлагает модуль «Поперечные сечения». Использование модулем данных местности и продольных профилей дает возможность в немалой степени автоматизировать построение поперечных сечений, а специально разработанные инструменты «Типовые элементы поперечника» делают простой и удобной обычно трудоемкую работу с поперечниками. С помощью этих инструментов производится параметрическая отрисовка откосов, канав, растительного слоя, слоя подсыпки и многого другого.

Проектировщик может создавать для поперечников любые шапки и сохранять их для дальнейшего использования. Имеются функции для работы с несколькими сечениями: если, к примеру, требуется расставить обозначения уклонов дороги на нескольких поперечниках или отрисовать откосы, сделать это для выбранной области сечений можно одной командой.

С помощью группы команд «Планиметрия» обеспечивается возможность точного расчета объемов, в том числе выемки и насыпи, гумуса и других элементов профиля. Аналогичным образом рассчитываются элементы балластной призмы в проекте железных дорог, а встроенная библиотека типовых элементов позволяет отрисовать верхнее строение пути.

Комплект «AutoCAD Дороги CS» полностью русифицирован, включая меню, диалоговые окна, командную строку и руководство пользователя.

И последнее. Для многих проектных организаций определяющим фактором при выборе программного обеспечения является его стоимость. «AutoCAD Дороги CS» не только направлен на реальную экономию денежных средств и переход на современные технологии проектирования, он доступен предприятиям с самыми скромными финансовыми возможностями.

«САПР и графика» 8'2001