公路路线辅助测设系统的研究与开发.pdf
收稿日期:2005-11-28作者简介:王中伟(1974-),男,湖南安乡人,湖南交通职业技术学院路桥工程系讲师,硕士,主要从事公路计算机辅助工程、公路测设技术。文章编号:1671-8976(2006)01-0022-04公路路线辅助测设系统的研究与开发王中伟(湖南交通职业技术学院,湖南 长沙410004)摘 要:在分析了公路常规勘测工作的现状基础上,提出开发贯穿于公路外业勘测、内业设计各阶段 的计算机辅助解决方案,阐述了系统各模块的主要功能、实现方法,并对其特点和开 发、运行环境进行了说明。关键词:公路工程;计算机辅助设计;常规公路勘测;公路设计;路线CAD中图分类号:U 412124 文献标识码:AResearch and development of highway survey&design assistant syste mWang ZhongweiAbstract:On the basis of analyzing the current condition of regular highwayreconnaissanc e work,a computer2aided solution for highway reconnaissance anddesign stages was suggested1The main functions of the systems each module weredescribed,and the systems realization methods were introduced concretely,and fi2nally,t he characteristics and the development and operation environment of thesystem w ere described1Key words:highway engineering;CAD;regular highway reconnaissance;highway design;route CAD当前,全球卫星定位系统、航空摄影、遥感、公路CAD集成技术等公路测设新技术已日趋成 熟,采用这些技术进行公路勘测所产生的整体效益,从勘测设计协同作业方式、工作人员节 省、野外作业减少、劳动强度降低、设计周期缩短、设计能力提高、设计质量与设计水平提 高等多方面得到了体现,这些技术的推广应用彻底改变了传统的勘测设计作业方式1。但是,由于这些技术的设备昂贵、使用费用高,对使用者的知识与技术要求高等原因,一般还局限在甲级勘测设计单位应用于高等级公路的勘测设计工作中。在低等级公路勘测设计领域,公路常规测设方法仍然是一种使用非常广泛的作业方式,为广 大基层设计单位的技术人员所熟悉。特别在当前,国家加大对县及农村公路(县乡公路)的改造力度,如何进一步改进和发展公路常规测设方法,继续保持其在低等级公路测设领域 内的生命力,是非常有意义的。从外业工作来看,随着社会发展和技术进步,公路常规勘测方法有了较大的改进和发展。电 子测距(EDM)以其方便、快捷、精确的特点已完全取代了费时费力的钢尺测距。在有条件 的地方,全站仪以其方便、高效、精确的特点也逐渐在公路常规勘测工作中普及使用,极大 地提高了公路外业测量的工作效率。公路外业测量存在大量的数据采集、整22工程建设Engineering construction第38卷 第1期2006年2月理、中间处理与计算、外业图表生成等外业设计工作,以往的手工计算(使用计算器)与绘图工作繁琐、劳动强度大、效率低,而且难于保证计算的的准确性。而当前,计算机已经普及使用,公路CAD技术也比较成熟,但目前主 流的公路路线CAD软件在外业测量的辅助计算方面,特别在公路常规测量方法的辅助计算方 面还有所欠缺,更缺乏应用于公路常规测设方法的内外业工作一体化的集成路线CAD软件。公路常规勘测设计的野外作业目前仍是公路设计中计算机应用水平较低的领域2。因此,结合当前公路CAD技术,研究与开发一套适合于公路勘测常规作业方式的公路路线计 算机辅助测设软件是非常有必要的。1 系统设计111 设计目标系统设计目标在于依据交通行业国家标准、部颁标准等,结合常规公路测设技术的实际 和最新发展,以公路测设工作流程为主线,使用先进的计算机软件开发技术和通用的计算机 开发平台,综合考虑常规公路测设内、外业阶段的工作特点和工作内容,特别是针对公路野 外勘测的计算机辅助工作,实现贯穿于低等级公路外业勘测、内业设计各阶段的计算机辅助 解决方案,并在此基础上开发一套实用的公路路线计算机辅助测设系统软件3。112 功能设计模块按照功能目标,将本系统分成以下五个大的模块3。功能模块组成见图1。(1)数据管理模块。实现对公路测设过程中的外业勘测数据、中间计算结果、设计成果数 据、标准及规范数据的输入、存储、调用、修改、导入导出等功能;(2)外业勘测计算模块。实现公路外业勘测期间的设计计算功能,包括测量导线的计算与 处理、自动批量生成桩号、中桩放样数据计算、路线定点求桩、平曲线计算等外业测量 中常见、实用的计算;(3)人机交互路线设计模块。实现路线的平、纵、横的交互设计与修改,以及路线透视图 的计算功能;(4)土石方计算与调配模块。实现土石方数量的计算、汇总及自动调配功能;(5)图表生成与输出模块。实现公路路线有关设计图(基于AutoCAD)的生成和打印输出,以及有关设计表格(基于AutoCAD或Ex2cel)的生成和打印输出。图1 系统功能结构322006年2月王中伟 公路路线辅助测设系统的研究与开发2 系统实现及开发、运行环境211 系统开发平台目前,凡采用二次开发的公路路线CAD系统几乎无一例外地采用图形软件AutoCAD作为支撑平 台来进行开发的。本系统采用了另一通用应用软件平台Microsoft Excel作为二次开发的支 撑平台,使用其自带的VBA程序开发环境进行开发,这是本系统的另一独特之处,其出发点 在于:(1)Excel基本功能实用,操作容易上手,在公路工程技术领域内应用非常广泛,普及程度高,在Excel基础上进行二次开发的软件界面简洁明了,容易被基层工程技术人员所接受;(2)同AutoCAD一样,Excel可涉及的技术层面很深,可作为深度开发和应用的平台;(3)能够同时充分利用Excel本身的组织和存储数据的特点;(4)采用Excel内置的VBA开发环境能完全满足软件系统开发的需要,包括数值计算、调用A utoCAD绘图、交互式修改、图表输出等功能。212 数据管理方法数据管理是公路路线CAD系统的重要功能之一,目前常用的方法是使用数据文件和数据库两 种。本系统采用Excel文件形式进行路线项目的数据管理,这是有别于其它主流路线CAD软件 的独特之处。采用Excel文件的方法管理工程数据,其特点在于:(1)Excel文档是由多张不同的工作表(work sheet)所组成的,一个Excel文档本身可以 说是一个平面数据库(flat database)。本系统按路线数据的特点定制了Excel项 目模板,一个路线项目采用一个Excel文件,不同类型的数据,包括原始数据、中间数据及结果数据,均存放在该Excel文档下的不同的工作表中;(2)在Excel的界面下录入与浏览数据要比使用文本数据更清晰、比使用窗口界面 更方便;(3)同大型数据库相比,虽然Excel只适合存储相对少量的数据,但这已基本满足路线项目 数据存储的需要;(4)Excel是使用广泛的应用软件,使用Excel存储和管理数据不需要较高的、专门的数据 库知识,且数据操作简洁、清晰,易于被用户接受;(5)与数据库相比,Excel的安全机制较弱,且对并行使用的支持有限,这是它的不足之处。213 系统图形平台图形编辑平台是系统的关键部分之一,在很大程度上还决定了系统的开发方法和最后的系统 结构。通常,CAD软件的图形编辑平台的选择可以采用两种方式:自主开发和选用商用软件4。本系统的图形编辑平台采用目前最通用的图形软件AutoCAD,但在路基横断面逐桩查看和交 互修改部分则使用了Microsoft的编程系统Visual Basic,利用其图形功能,以提高设计响 应速度(图2)。图2 横断面逐桩查看界面214 系统开发使用的关键技术系统使用的关键技术包括:(1)面向对象编程技术;(2)系统集成技术;(3)使用ActiveX Automation技术对Excel及AutoCAD进行二次开发等。215 系统开发环境与运行环境操作系统:Microsoft Windows 2000/XP中文版。开发平台:Microsoft Excel 2003(二次开发平台),Visual Basic 610,Visual Basic for Ap2plication。运行环境:Microsoft Excel 2003,Auto2CAD 2004。42工程建设第38卷 第1期3 系统特点与界面笔者根据以上思路,并结合多年的路线勘测实践,开发了“ExcelRoad公路路线辅助测设系 统”,该系统有别于其它主流路线CAD系统,其特点主要有3:(1)系统开发平台、数据管理及操作界面均基于Excel应用程序,无繁杂的弹出窗 口,仅辅 以简洁的浮动式命令按钮或选择项目,整个系统操作简单,界面简洁,易于使用(图3)。图3 系统典型界面(2)系统针对常规公路外业测设工作的特点,加强了对外业工作中的计算机辅助功能,提 供了尽可能多的外业辅助计算与设计,特别针对作者采用的测量导线支距法(另文发表)进 行公路中桩放样提供了计算支持;(3)公路设计图表均以AutoCAD图形形式输出,并通过程序控制可实现在AutoCAD图形系统下的图表连续输出,提高了工作效率(图4)。图4 设计图表连续打印输出界面4 结 语本系统的建立旨在提高采用常规公路测设作业方式人员的工作效率、降低其外业劳动强度,进而改善公路CAD技术在公路常规勘测外业工作中应用程度较低的现状。系统在多条三、四 级公路勘测设计工作中得到了应用。实践表明,系统操作简单、功能全面,具有较高的 实用价值。参考文献:1 郑家庆,赵喜安.公路勘察设计方式的重大变革A.中国公路学会计算 机应用学会2002年年会学术论文集C.北京:人民交通出版社,2002.3-10.2 刘苏.VB语言在公路勘测平面线形计算机辅助设计中的算法.公路,2004,(1):36-42.3 王中伟.公路计算机辅助勘测系统的研究与开发D.长沙:长沙理工大学,2005.9-10,17-18,67-69.4 朱照宏,等.道路勘测设计软件开发与应用指南M.北京:人民交通出版社,200 3.149-154.5 符锌砂.公路计算机辅助设计M.北京:人民交通出版社,1998.6 刘培文.现代公路勘测设计实用技术(修订版)M.北京:人民交通出版社,20 01.行业动态陕西以建筑面积为基数计费 建设工程质监收 费调整为了加强建设工程质量监督收费管理,进一步规范陕西省建设工程质量监督收费行为,陕西 省物价局日前发出通知,将省建设工程质量监督收费由现行以工程造价为基数按比率计费收 取,改按以建筑面积为基数定额计费收取。新标准自2006年1月1日起试行。通知 要求,建设工程质量监督机构(含各专业工程质量监督机构)依据国家有关规定,对各类建设工程实施质量监督时可收取建设工程质量监督费。在全省试行建设工程质量监督 费按照实施质量监督建设项目的建筑面积计收后,具体收费标准为:砖混结构依据大、中、小的城市类别分别为1.4元/m2,1.9元和2.3元。八层以下框架结构依据大、中、小的城市 类别分别为1.8元/m2,2.1元和2.5元;八层以上(含八层)框架结构依据大、中、小的城 市类别分别为2.0元/m2,2.3元和2.7元。此外,不宜以面积计收的建设工程按建安工作量(不含设备)的1.4 收取;单位工程的质量监督费低于400元的,按400元收取。(田 芯)522006年2月王中伟 公路路线辅助测设系统的研究与开发
