8 - 2005

Технология комплексного автоматизированного  проектирования инженерных сетей с помощью технологической линии GEO+CAD

Л.И.Гавриляко, Г.А.Цветков, С.В.Гончаренко, А.Л.Калашников

CAD RELIEF

ПЛАНИКАД

ИНЖКАД

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 настоящей статье мы расскажем читателям о комплексной технологии сетевого автоматизированного проектирования инженерных сетей, включающей ряд организационных мероприятий, техническое и программное обеспечение (рис. 1).

Рис. 1. Технология сетевого  автоматизированного проектирования

Рис. 1. Технология сетевого автоматизированного проектирования

Основным условием внедрения комплексной технологии проектирования является организационное обеспечение. Его создание осуществляется руководством проектной организации и включает обучение персонала, разработку жестких графиков выполнения проектируемого объекта, создание авторского коллектива, проведение комплекса системных работ. Увеличение производительности труда в 3-4 раза вызывает у производственного персонала большую психологическую инерцию, страх перед внедряемой технологией и саботаж. Основной задачей руководства является создание условий по преодолению этих негативных психологических факторов.

В технологии предусматривается возможность поэтапного введения в промышленную эксплуатацию отдельных компонентов системы по мере освоения членами коллектива навыков работы с программным обеспечением.

Когда в организации появляются три-четыре сотрудника разных специальностей, владеющих навыками проектирования инженерных сетей, администрация может приступать к организации авторского коллектива для выполнения задачи комплексного проектирования объекта.

Для выполнения работ по проектированию объекта с использованием сетевых технологий в организации выделяется компьютер, выполняющий функции сервера. Создается папка общего доступа, координаты которой сообщаются всем разработчикам проекта. Все работы по проекту ведутся только в этой папке, которая подлежит ежедневному копированию для создания резервных копий.

Каждый участник проекта работает со своим паролем и может модифицировать только созданные им документы.

Рабочие места исполнителей проекта комплектуются компьютерами, удовлетворяющими техническим требованиям AutoCAD 2004/2005/2006, и объединяются в локальную сеть. Применяемые программные продукты не налагают ограничений на быстродействие сети. Защита от несанкционированного использования программного обеспечения осуществляется с помощью сетевых USB-ключей.

Для того чтобы создать в организации единую технологическую цепочку, необходимы базовые программы для построения трехмерных моделей рельефаCADRELIEF («ПЛАНИКАД»), входящие в комплекс GEO+CAD или в Autodesk Land Desktop.

CAD RELIEF

Программа позволяет выполнять построение трехмерных моделей рельефа поверхности в виде трехмерных граней и карт в изолиниях, решает задачи над моделями рельефа и задачи вертикальной планировки.

Основные функции программы

Главное — это построение максимально достоверной для данной входной информациитрехмерной поверхности. Программа обеспечивает высокое качество, отсутствие ограничений на объем (количество точек), быстродействие расчета триангуляции, построения горизонталей и решения инженерных задач. Исходные данные для построения трехмерной триангуляции можно получить из различных источников (текстовые файлы, чертежи, горизонтали) и применять их непосредственно либо создать на их основе базы геоточек. Кроме того, программа обладает возможностью получения пикетов по чертежам топоосновы из продукта «ТОПОКАД», что позволяет использовать эти чертежи для построения моделей рельефа.

Программа CAD RELIEF позволяет:

• определить отметку Z в любой точке в пределах модели рельефа;

• производить расстановку пикетов в узлах заданной регулярной сетки. При этом у пикетов автоматически интерполируются и проставляются их «черные», «рабочие» и «красные» отметки, если они расставляются в пределах моделей рельефа;

• осуществлять «натягивание» плоских 2D-линий на трехмерную модель рельефа с целью получения их реальных 3D-аналогов, например для получения трехмерной границы участка или трехмерных границ грунтовой дороги;

• выполнять построение трехмерной модели существующей застройки;

• производить расчет реальных, а не проектных площадей откосов;

• осуществлять расчет цветных картограмм. Интенсивность цвета и густота штриховки зависят от величины средней «рабочей» отметки квадрата (контура). Все параметры раскраски настраиваются пользователем;

• выполнять построение чертежей «черного» профиля по заданной ломаной оси трассы.

Программа предоставляет возможности не только для выполнения чертежей, но и для их оформления.

В целом программа позволяет дополнить цифровые модели местности (ЦММ) моделями рельефа (ЦМР), использовать эти модели для архитектурного моделирования и решать на них задачи САПР вертикальной планировки, построения профилей и картограмм.

Входные данные: точки, границы, структурные линии.

Выходные данные: трехмерные модели рельефа и карты в изолиниях в среде AutoCAD, результаты решения инженерных задач над рельефом.

В начало В начало

ПЛАНИКАД

Программа «ПЛАНИКАД» предназначена для проектирования генеральных планов и вертикальной планировки объектов промышленного назначения, городской застройки и специальных объектов в среде AutoCAD (Autodesk Map, Autodesk Land Desktop) 2000i/2002/2004/2005/2006. Получаемые с ее помощью чертежи полностью соответствуют требованиям ГОСТ 21.508-93 «Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов».

Основные функции «ПЛАНИКАД»:

• выполнение горизонтальной планировки;

• организация рельефа (вертикальная планировка и построение картограммы земляных работ);

• выполнение сводного плана инженерных сетей;

• выполнение проекта благоустройства и озеленения.

Что касается горизонтальной планировки, то«ПЛАНИКАД» позволяет быстро разбить улично-дорожную сеть, нанести на генплан здания и сооружения, лестницы, площадки и пешеходные дорожки, разбить строительную геодезическую сетку, проставить все необходимые координаты и размеры.

Организация рельефавключает все функции программы CAD RELIEF и, кроме того, возможности вертикальной планировки. При выполнении вертикальной планировки программа способна расставлять опорные точки планировки на осях проездов, внутри кварталов и в углах отмостки, а также в других характерных точках проектируемой площадки и связывать опорные точки стрелками уклоноуказателей. Программа легко и наглядно производит моделирование будущего «красного» (проектного) рельефа, редактируя получившуюся «опорную сеть», и при этом автоматически пересчитывает связанные с редактируемой точкой отметки и уклоноуказатели.

Входные данные: подоснова, «черный» рельеф.

Выходные данные: чертежи всех основных разделов генерального плана.

В начало В начало

ИНЖКАД

С середины 80-х годов коллектив разработчиков института «Харьковпроект» занимается созданием программных комплексов проектирования инженерных сетей. Были разработаны программы под ЕС, СМ и ПЭВМ в системе MS-DOS. Поставка этих программ осуществлялась тогда под названием PROFi.

В настоящее время предлагается Windows-версия программы, функционирующая в среде AutoCAD, Autodesk Land Desktop, GEO+CAD и Microstation.

На многих предприятиях, занимающихся проектированием наружных инженерных сетей, все еще применяются традиционные технологии проектирования. При использовании только AutoCAD проектирование инженерных сетей лишь немногим отличается от традиционного способа — все элементы чертежей и выходная документация создаются вручную.

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 Autodesk Land Desktop или GEO+CAD (CAD RELIEF) и имея собственные нормативно-справочные базы, в значительной степени автоматизирует труд проектировщика, позволяет автоматически получать все виды необходимой документации (планы, профили, таблицы колодцев, спецификаций и объемы земляных работ).

В настоящее время поставляются три варианта программного комплекса «ИНЖКАД» для работы в среде:

• AutoCAD;

• Autodesk Land Desktop;

• программного комплекса AutoCAD/ GEO+CAD.

В первом случае, при работе в среде AutoCAD, технология проектирования инженерных сетей выглядит следующим образом:

• подготовительные операции (открытие папки объекта), 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 Autodesk Land Desktop или AutoCAD/GEO+CAD (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).

Подготовительные операции

1. Открывается папка объекта, в которую в ходе проектирования записываются данные и результаты расчета всех сетей объекта. В этой папке происходит отслеживание изменений по всем сетям, осуществляются поиск и передача информации по точкам взаимного пересечения сетей.

2. Растровая подоснова сканируется средствами «ИНЖКАД», калибруется и вставляется в чертеж. 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.

3. Векторная подоснова готовится в среде GEO+CAD («ТОПОКАД»), AutoCAD или Autodesk Land Desktop.

Поверхности, образованные «черными» (натурными) и «красными» (проектными) отметками, создаются средствами GEO+CAD или Autodesk Land Desktop. При наличии поверхностей определение натурных и проектных отметок земли выполняется автоматически.

В версии «ИНЖКАД», работающей в среде обычного AutoCAD, отметки земли и характеристики пересекаемых коммуникаций вводятся вручную.

Трассировка инженерных сетей

Трассировка инженерных сетей предусматривает:

1. Определить запретные зоны прохождения сетей. Программа показывает запретные зоны для прохождения проектируемой сети в соответствии со СНиП (рис. 2).

2. Выполнить предварительную разметку трассы в одну линию. После нанесения запретных зон рекомендуется провести трассировку проектируемой сети в одну линию (отметить координаты колодцев, углов поворота, входы в здания, места подключения к существующим сетям).

3. Задать точки входа, колодцев, углов поворота, камер, существующих пересекаемых коммуникаций на плане. В форме задаются реквизиты точек проектируемой сети.

На подоснове задаются 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 или в Autodesk Land Desktop поверхностей натурные и проектные отметки земли берутся с них автоматически (рис. 3). А из «ПЛАНИКАДа» (GEO+CAD) дополнительно берутся коды, отметки и диаметры пересекаемых коммуникаций.

Рис. 2. Запретные зоны для прохождения проектируемой сети

Рис. 2. Запретные зоны для прохождения проектируемой сети

Рис. 3. Трассировка и задание реквизитов точек сети

Рис. 3. Трассировка и задание реквизитов точек сети

Технология проектирования профилей

1. Задать общие данные для проектирования профилей (минимальная величина заглубления по трассе и в колодце и масштаб вычерчивания профиля по горизонтали).

2. Задать сечения сетей водоснабжения, газоснабжения и канализации (материал трубы или футляра, диаметр и толщина стенки) и теплотрасс.

3. Задать и скорректировать характеристики точек сети (изменение существующих точек и добавление новых).

4. Вычислить отметки трассы. Отметки трассы определяются исходя из критерия минимума земляных работ при условии выполнения ограничений по величинам и направлениям уклонов, минимальной глубины заложения, соблюдения минимальных расстояний по вертикали между пересекаемыми коммуникациями и выполнения подключений на заданных отметках. Поиск оптимального решения осуществляется методом динамического программирования, представляющим собой многошаговый оптимизационный процесс (рис. 4).

5. Просмотреть и скорректировать результаты проектирования профиля (корректировка линии и корректировка уклонов) (рис. 5).

При нарушении охранных зон коммуникаций и минимального заглубления трассы в нижнем окне программы появляется диагностическая информация о нарушении.

Рис. 4. Коррекция линий

Рис. 4. Коррекция линий

Рис. 5. Коррекция уклонов

Рис. 5. Коррекция уклонов

Текстовое оформление чертежа профиля

В программе можно внести текстовые надписи оформления чертежа. «ИНЖКАД» содержит базу текстовых заготовок для оформления чертежей профилей. Есть возможность до начала работы откорректировать базу текстовых надписей в соответствии с требованиями организации пользователя.

Необходимо нанести геологические скважины — указываются точки расположения скважины и отметки уровня грунтовых вод, вводятся отметки и наименования инженерно-геологических слоев.

Получение выходных документов

Для проверки результатов проектирования предусмотрен режим визуализации трехмерной модели раскладки инженерных сетей (рис. 6).

В автоматическом режиме происходит вычерчивание продольных профилей (водопровод и канализация, сети теплоснабжения, сети газоснабжения), оформление плана инженерных сетей, формирование текстовых документов (спецификации оборудования, таблицы колодцев, упоров, объемов земляных работ, лист общих данных) (рис. 7).

Рис. 6. Трехмерная модель инженерных сетей объекта

Рис. 6. Трехмерная модель инженерных сетей объекта

Рис. 7. Выходные документы

Рис. 7. Выходные документы

По нашему мнению, для нормального функционирования САПР проектной организации необходима установка приложений на 35-40 компьютерах и возможность одновременной работы не менее чем на 6-8 рабочих местах.

Численность персонала и потребность в программных средствах по подразделениям для средней проектной организации гражданского профиля приведена в таблице.

Технологическая линия GEO+CAD, включающая программные продукты «ИНЖКАД», «Инвент-Град», «ТОПОКАД»,  CAD RELIEF, «ПЛАНИКАД»,  CAD RTR, «ЗЕМКАД», предоставляет прекрасные возможности для проектирования наружных инженерных сетей. При разработке очередной версии учитываются пожелания и замечания пользователей, сохраняется дружественный интерфейс.

 

По вопросам приобретения программного обеспечения, а также за консультациями обращайтесь к специалистам «Русской Промышленной Компании».

В начало В начало

САПР и графика 8`2005