Автоматизированное проектирование

Автоматизированное проектирование предусматривает использование алгоритма, в основу которого положены основные идеи метода динамического программирования. В процессе автоматизированного проектирования соблюдаются ограничения по минимально допустимым радиусам выпуклых и вогнутых вертикальных кривых, максимально допустимым уклонам, высотам в контрольных точках и способам приближения к линии на уровне руководящей высоты насыпи или выемки. Меню «Автоматизированное проектирование» состоит из пунктов, представленных на рис. 4.5:

Рис. 4.5. Меню «Автоматизированное проектирование»

Контрольные отметки

Вводится исходная информация по опорным точкам, уклонам, руководящим отметкам. Существуют два взаимосвязанных способа ее ввода:

• Графическое редактирование;

• Редактирование таблицы.

Р екомендуется начать работу с редактирования таблицы, в которой достаточно закрепить начало и конец трассы и задать руководящие отметки (рис. 4.6.).

Рис. 4.6. Редактирование таблицы контрольных отметок

Графы "Пикет" и "Отметка черного профиля" заполняются вспомогательными программами по результатам обработки данных продольного и поперечного нивелирования.

Графа "Код" заполняется обязательно, где вводятся коды точек, определяющие положение проектной линии:

• 1= – фиксированная отметка точки на соответствующем пикете, через которую должна пройти проектная линия. Уклон в этой точке будет вычислен в процессе оптимизации проектной линии.

• 2= – фиксированная отметка, через которую проектная линия пройдет с заданным уклоном. Уклон для этой точки должен быть обязательно задан.

• 1< – проектная линия пройдет не выше заданной отметки. Уклон в этой точке будет вычислен в процессе оптимизации проектной линии.

• 2< – проектная линия пройдет не выше заданной отметки с фиксированным уклоном. Уклон для этой точки должен быть обязательно задан.

• 1> – проектная линия пройдет не ниже заданной отметки. Уклон в этой точке будет вычислен в процессе оптимизации проектной линии.

• 2> – проектная линия пройдет не ниже заданной отметки с фиксированным уклоном. Уклон для этой точки должен быть обязательно задан.

• 2\ – проектная линия в точке пройдет с заданным уклоном. Задавать отметку не обязательно.

• 3 – отметка начала прямой.

• 4 – отметка конца прямой.

• 5 – точка перелома прямой с заданной отметкой.

При редактировании таблицы обязательно закрепление начала и конца трассы, поэтому на первом и последнем пикетах указывается отметка и уклон, для чего используют коды « 2= » или « 3,4 ». При использовании кодов прямых (« 3, 4, 5 ») уклон не задается, а вычисляется программой автоматизированного проектирования.

В графе "Рабочая отметка" опорной точки вводятся отметки закодированных точек, т.е. проектные отметки верха дорожной одежды по оси дороги.

В графе "Уклон" вводятся уклоны для точек с соответствующими кодами. По ходу движения вниз уклон задается со знаком "минус", вверх – без знака.

В графе "Руководящая отметка" вводятся значения руководящих рабочих отметок, т.е. разница отметки опорной точки и отметки черного профиля. На пикетах между введенными руководящими отметками в последующих расчетах значения интерполируются из смежных. Значение руководящей отметки обязательно должно быть задано на первом и последнем пикетах проектируемого участка профиля.

В случае необходимости, можно на любом пикете ввести опорную точку с выбранным кодом, но нужно помнить, что большое количество фиксированных точек может лишить программу возможности конструировать профиль, соответствующий допустимым параметрам. Следует обратить внимание на правильность задания уклонов в начале и в конце трассы, так как это существенно влияет на результаты проектирования.

Рекомендуется, в первую очередь, отдавать предпочтение опорным точкам без жесткой фиксации уклона и (или) отметки. Это точки с кодами « 1>, 1< ». Опорные точки задаются в местах с фиксированными отметками, например, в местах примыканий, пересечений, исскуственных сооружений, в точках перелома элементов продольного профиля.

Для того, чтобы точнее представить линию руководящих отметок, этого недостаточно, так как программа стремится максимально приблизить к этой линии проектный продольный профиль. По той же причине следует обратить внимание на соответствие отметок опорных точек и руководящей отметки. Это удобно контролировать в "Графическом редактировании".

Графическое редактирование

В этом разделе можно графически корректировать опорные точки, но в первую очередь можно использовать эту функцию для оперативного просмотра правильности назначения руководящих отметок (белая пунктирная линия), что особенно важно для новых дорог.

После запуска задачи "Графическое редактирование" появляется рабочая среда, которая несколько отличается от среды остальных задач системы CAD_CREDO (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Рабочая среда "Графическое редактирование"

Большую часть экрана занимает рабочее окно, в котором отображаются проектная линия, информация об уклонах и закруглениях, а также процессы, происходящие при работе с объектом.

Вертикальные кнопки рабочего окна предназначены для реализации некоторых сервисных возможностей, что позволяет управлять визуализацией объекта проектирования в любой момент работы. Они доступны в процессе текущего построения. Есть возможность:

• Перемещать рабочее окно по объекту.

• Выбирать масштаб изображения в рабочем окне.

• Обновлять, перерисовывать изображение в рабочем окне и так далее.

В окне навигации отображается весь объект, а также прямоугольник, в границах которого проектная линия отображается в данный момент в рабочем окне. Окно навигации помогает ориентироваться на объекте, определить расположение рабочего окна. Для того, чтобы выбрать участок просмотра, установите курсор на нужный пикет и нажмите клавишу [Enter]. Прямоугольник перемещается на выбранный участок, и он отображается в рабочем окне.

В информационном окне отображается текущая информация о масштабе, пикете, отметках.

Перемещение курсора по экрану осуществляется клавишами-[cтрелками] или при помощи мыши. Комбинацией клавиш [Shift] +клавиши-[стрелки] курсор передвигается попиксельно в выбранном направлении.

Верхний ряд кнопок определяет процедуру: "Справка", "Вид работ", "Условия работы", "Выход".

После активизации процедуры "Справка" Пользователь получает подсказку (Help).

После активизации процедуры "Ввид работ" появляется выпадающее меню функций.

Система предлагает: "Просмотр", "Руководящие отметки", "Опорные точки", "Прямые".

После активизации процедуры "Условия работы" есть возможность настроить рабочую среду: определить те элементы, которые будут отображаться в рабочем окне, установить их цвет, выбрать вид курсора.

В меню «Вид работ» «Руководящие отметки» чтобы изменить линию руководящих отметок необходимо захватить курсором линию руководящих отметок в том месте, где Вы желаете ее изменить – цвет линии изменится на черный. Переместите курсор по вертикали в ту точку, через которую должна проходить линия руководящих отметок, и нажмите левую клавишу мыши. Создается точка и вся линия изменится. Повторите подобные действия для изменения линии слева и справа от созданной точки, а также, при необходимости, по всей трассе.

Позиционирование курсора в точку выполняется следующим образом: [Левой] клавишей мыши сделайте активным данный участок линии. Нажмите клавишу [F7]. В появившемся окне запроса укажите номер пикета, затем руководящую отметку, после чего нажмите клавишу [Enter]. Курсор будет установлен на указанный пикет.

Созданные точки не являются опорными и передаются автоматически в таблицу «Контрольные отметки» в графу «Руководящая рабочая отметка». Так как руководящие отметки назначались в графическом режиме чисто визуально в местах с незафиксированным при съемке пикетным положением, то в таблице появляются интерполированные «черные» отметки, заключенные в скобки.

В меню «Вид работ» «Опорные точки» можно создать новую опорную точку, переместить, удалить существующую опорную точку, задать или изменить условие прохождения линии профиля.

Порядок корректировки опорной точки следующий:

Установите курсор на существующую опорную точку и нажмите [левую] клавишу мыши или [Enter]. Точка подсветится другим цветом. Далее возможны два варианта.

1. Если Вы хотите изменить местоположение опорной точки, то переместите курсор в нужное место и нажмите еще раз [левую] клавишу мыши или клавишу [Enter].

После этого на экране появляется выпадающее меню. Выберите условие прохождения линии профиля и задайте уклон, если это необходимо. Нажмите [Enter] – и на экране отобразится новое положение существующей опорной точки.

2. Если Вы хотите только изменить условие прохождения линии профиля, то нажмите еще раз [левую] клавишу мыши или клавишу [Enter]. Дальнейшие действия аналогичны первому способу.

Для создания новой опорной точки:

• Установите курсор в нужное место и нажмите [левую]клавишу мыши или [Enter].

• Нажмите [F7]и в окне запроса задайте местоположение будущей точки и ее отметку, а затем нажмите два раза на [левую]клавишу мыши или на [Enter].

• Дальнейшие действия аналогичны работе с существующей опорной точкой.

Для удаления существующей опорной точки сделайте ее активной и нажмите [Delete] или соответствующую графическую кнопку. После этого следует перерисовать экран.

Минимальные радиусы и максимально допустимый уклон

В таблицу (рис. 4.8.) вносят минимально допустимые радиусы выпуклых и вогнутых кривых, максимально допустимый продольный уклон, минимальную длину кривой (шаг проектирования) и диапазон варьирования отметками. По необходимости эти параметры можно менять на разных участках трассы. Минимальные радиусы вертикальных кривых (выпуклых и вогнутых) принимаются в соответствии с нормами проектирования в зависимости от категории дороги [Прил. 1.].

Минимальная длина кривой определяет расстояние между узлами проектной линии продольного профиля, которые являются границами составляющих ее элементов. Так как сплайн – это кубическая кривая, и она может иметь выпуклую и вогнутую часть, то расстояние между узловыми точками проектной линии будет равным удвоенной минимальной длине кривой. Чем больше значение минимально допустимых радиусов, тем больше должна быть минимальная длина кривой. Рекомендуемые значения для лесовозных дорог 50м. Шаг проектирования существенно влияет на конфигурацию проектной линии. Можно сделать несколько вариантов продольного профиля с разным шагом проектирования и таким образом подобрать оптимальный.

Рис. 4.8. Диалог Минимальные радиусы и уклоны

Диапазон варьирования отметками – это отклонение проектной линии от линии руководящих отметок или от предыдущего проектного решения. Он определяет начальную ширину полосы варьирования отметками и влияет на скорость и качество проектирования. При первом запуске задачи рекомендуется задать диапазон равным: при равнинном рельефе: 0,5 - 1,0 м; при пересеченном рельефе: 1,0 – 2,0 м; при горном рельефе с большим перепадом высот: > 2 м.

Условия приближения к руководящей отметке

В этом пункте есть возможность определить условия приближения проектной линии к линии продольного профиля на уровне руководящей отметки и коэффициенты весомости этих условий.

Так как в задаче автоматизированного проектирования определяющей является линия руководящих отметок, то в этой таблице возможно по клавише [Пробел] выбрать способ приближения к ней проектной линии.

• «Сверху и снизу» – на участках, где допускается отклонение от линии руководящих отметок в обе стороны.

• «Не ниже» – на участках, где нежелательно проектировать ниже этой линии.

• «Не выше» – на участках, где нежелательно проектировать выше линии руководящих отметок.

Коэффициент весомости предусмотрен для выделения более важных (весомых) участков трассы. Если такие участки есть, то на них коэффициент весомости должен быть на 2–3 порядка выше, чем на других участках. В случае, когда условия по руководящей отметке заданы на одном участке (по всей длине трассы), коэффициент весомости не имеет значения.

Оптимизация проектной линии

Основная цель задачи оптимизации – приблизить проектную линию к линии руководящих отметок, заданных Пользователем, выполнив при этом все условия по допустимым значениям радиусов и уклонов. На экране отображается текущее состояние проектной линии продольного профиля (рис. 4.9.), и Пользователь имеет возможность наблюдать и контролировать процесс оптимизации на каждой итерации.

Рис. 4.9. Текущее состояние проектной линии на экране в процессе оптимизации

После запуска задачи "Оптимизация проектной линии" на экране появляется выпадающее меню, и система предлагает:

1. Учитывать предыдущий вариант. Для ускорения задачи оптимизации можно использовать предыдущие варианты профиля в качестве начальных приближений.

2. Без учета предыдущего варианта. Если предыдущее проектное решение Вас не устраивает или отсутствует, то следует запускать задачу оптимизации, не учитывая предыдущий вариант.

3. Масштаб. Вы можете выбрать один из предлагаемых системой масштабов или задать произвольный.

4. Границы просмотра. Процесс оптимизации можно наблюдать не по всему профилю, а только на интересующем Вас участке.

5. Радиусы и уклоны. Не выходя из задачи оптимизации, можно просмотреть и, при необходимости, внести изменения в таблицу, содержащую ограничения, накладываемые на параметры проектной линии продольного профиля.

6. Условия по руководящей. Не выходя из задачи оптимизации, вы можете уточнить условие приближения к линии руководящих отметок и коэффициенты весомости.

Если необходимо изменить проектное решение на участке (участках) продольного профиля по уточненным исходным данным или ограничениям, не следует перепроектировать весь объект целиком. Для этого из предыдущего варианта продольного профиля выпишите пикеты, отметки и уклоны на границах перепроектируемого участка (из таблицы «Опорные точки и результаты расчетов») и занесите их в таблицу «Контрольные отметки» с кодом « 2= ». После остальных корректировок выполнять программу оптимизации продольного профиля необходимо с использованием предыдущего проектного решения. В ходе расчетов участки, не требующие перепроектирования, нужно пропустить, используя пункт меню «Выход с сохранением результатов».