綜合管廊設計軟件的研究和開發

劉輝

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北 武漢 430023）

綜合管廊設計軟件的研究和開發

劉輝

（武漢市政工程設計研究院有限責任公司,湖北 武漢 430023）

綜合管廊是近年國家重點發展的產業，有些方面處于探索、研究、試驗階段，為了解決綜合管廊設計中的困難，進行了綜合管廊設計軟件的研究和開發，并在多個項目中得到了應用，取得了良好的效果。

綜合管廊；CAD；BIM

1 概述

綜合管廊設計軟件由我院軟件開發人員和管廊設計人員經過不斷探索、研究，于2016年開發完成。本軟件很長時間是在“邊開發、邊應用”的過程中完成的，沒有市場化軟件參考，完全是在摸索過程中獨立完成。

（1）本軟件的特點

具有極強的交互性、靈活性，動態拖動方式設計非常直觀，所見即所得，無縫接入AutoCAD。實現了平面圖形和縱斷面圖形的互動，縱斷面節點更改時，平面圖形自動修改；平面節點移動后，可更新縱斷面圖，縱斷面節點自動對應于平面節點。能夠根據二維設計自動生成三維圖形，可導入有關BIM軟件中。本軟件融入了我院前期自主開發的道路、排水設計軟件，共用了同一個設計平臺，實現了專業內、專業間的協同設計。

（2）綜合管廊設計軟件包含以下內容：

a.協同：從我院獨立開發的道路專業設計軟件中處理有關數據，以后將處理排水專業數據。

b.基礎：一些基礎操作，例如數據文件的處理等。

c.道路：管廊和道路關聯，設計管廊之前，需要先處理道路數據。

d.平面設計：管廊軸線定義、標準斷面定義、邊線繪制等功能。

e.節點設計：平面節點的插入、移動、修改等功能。

f.縱斷面設計：縱斷面圖形的繪制，埋深設計，縱斷面節點尺寸的修改、節點移動。節點修改后，平縱圖形的一致性處理。

g.BIM:創建管廊三維模型、道路三維模型、剖面圖。

h.設計成果：平面標注、工程量計算等。

（3）本軟件的簡要體系結構見圖1。

圖1 軟件簡要體系結構

2 綜合管廊設計軟件需要注意并解決的幾個問題

（1）管廊軸線

a.管廊軸線可以是一條多段線，也可以是連續多條多段線，采用多條多段線的好處是便于軸線的修改，便于軸線設計；

b.每一條管廊有一條且只有一條管廊軸線；

c.管廊可以和道路中線平行，也可以不平行，應該盡量靈活；管廊的樁號由道路樁號確定，目的是便于施工，因為施工是以道路為基準的，如果沒有道路設計，則可將管廊軸線認為是道路中線；

d.設計過程中，局部軸線修改后，對整個管廊的設計影響要最小，節點能按原來的樁號歸位。

（2）節點

a.管廊平面圖上的節點圖形完全由用戶定義，用戶可以將節點詳細設計圖的俯視圖作為節點平面圖；

b.每一個節點圖是一個DWG圖形，放到坐標原點；節點圖的插入點在管廊軸線上；節點外輪廓需要設計一個遮擋；有管群連接的節點，需要定義管群起始線和管群類型；

c.當前工程的所有節點DWG圖形需要添加到當前工程圖庫，并設置有關參數，定義的尺寸參數將在縱斷面圖和三維模型中體現；

d.當節點原始圖形修改后，能夠將已經插入平面圖的有關節點更新；

e.節點可以進行單個插入，也可以批量插入，可以交互式插入，也可以按指定樁號插入，插入后的節點可以單個修改，也可以批量修改；可以移動，按指定點或者按指定樁號。

（3）縱斷面設計

a.埋深設計：管廊縱斷面可以和道路平行，也可以不平行，需要有快捷設計方法；

b.可以修改節點的尺寸，例如高度、總長度、前長度、后長度；可以指定參數，也可以采用動態拖動方式修改；

c.可以在縱斷面圖上移動節點，改變節點樁號，修改方式可以指定樁號，也可以是動態拖動方式；

d.平縱互動：縱斷面圖修改后，例如移動了節點，平面圖自動與其對應；

e.可以有多個縱斷面方案，由一個方案到另一個方案應該非常便捷。

（4）標注

a.平面標注節點形式多樣，標注完成后，如果更改了設計，可以更新標注；

b.縱斷面標注欄可以由用戶定義。

（5）設計完成后，軟件能夠自動生成三維模型，并能繪制剖面圖。

3 本軟件開發內容

3.1 協同

（1）導出道路測量數據；（2）導出道路平面中線；（3）導出道路縱斷面數據；（4）提取橫斷面設計數據。

3.2 基礎

（1）初始化；（2）導入或卸載管廊；（3）復制工程到指定文件夾；（4）復制文件到當前工程；（5）刪除數據。

3.3 道路

（1）定義道路和樁號；（2）標注道路樁號（批量）；（3）標注道路樁號(指定點)；（4）標注道路樁號(輸樁號)；（5）道路豎曲線數據；（6）道路橫斷面數據；（7）道路測量數據；（8）導入或卸載平面道路中線。

3.4 平面設計

（1）定義管廊；（2）管廊橫斷面數據；（3）繪制偏置線；（4）管群設計；（5）管廊平面動態查詢；（6）管廊平面定點查詢；（7）保存邊線。

3.5 節點設計

（1）節點預處理；（2）定義管群起始線；（3）節點管理；（4）插入節點(指定樁號)；（5）插入節點(指定點)；（6）批量插入節點；（7）節點數據編輯；（8）等間距插入節點（按樁號間距）；（9）等間距插入節點（按曲線距離）；（10）移動節點(指定樁號)；（11）移動節點(指定點)；（12）修改節點；（13）節點對齊邊線；（14）更新節點圖形；（15）保存節點數據。

3.6 縱斷面設計

（1）沿線橫斷面數據；（2）變形縫數據；（3）縱斷面自定義標注數據；（4）縱斷面增加標注樁號數據；（5）繪制縱斷面圖；（6）設置管廊埋深(批量)；（7）設置管廊埋深(指定點)；（8）修改節點高度；（9）動態修改節點高度；（10）修改節點長度；（11）動態修改節點前后長度(固定總長度)；（12）移動縱斷面節點；（13）動態移動縱斷面節點；（14）更新縱斷面圖；（15）保存縱斷面設計數據。

3.7 BIM

（1）繪制管廊三維圖形；（2）創建道路三維模型；（3）剖面圖。

3.8 設計成果

（1）批量標注平面節點；（2）批量標注平面節點2；（3）批量標注平面節點坐標；（4）在管廊上標注樁號；（5）在管廊上標注兩點間長度；（6）節點坐標表；（7）工程量計算；（8）管廊橫斷面繪制；（9）圖面整理。

3.9 工具

（1）平面分圖；（2）縱斷面分圖；（3）數字地形圖。

4 軟件的幾個界面介紹

（1）管廊橫斷面數據

管廊標準斷面可以是一個艙室，也可以是多個艙室，各艙室可以不同，見圖2。

圖2 管廊橫斷面數據

（2）插入節點

選擇軸線后，彈出“節點”窗口，用戶選擇要插入的節點，可以交互式指定插入點或輸入樁號，系統將所選節點插入圖形中，角度自動調整好，見圖3。

圖3 插入節點

（3）節點數據編輯

采用表格方式，用戶寫入樁號和節點，程序一次插入大量節點，并自動調整角度，見圖4。

圖4 節點數據編輯

（4）設置管廊埋深

在縱斷面設計中，批量設置埋深，見圖5。

圖5 設置管廊埋深

（5）動態修改節點高度

以動態拖動方式修改節點高度，鼠標所在Y坐標，就是節點最大高度位置，拖動過程中，可通過在命令行輸入關鍵字i指定節點高度。動態拖動過程中，程序會顯示有關信息，見圖6。

圖6 動態修改節點高度

（6）創建管廊三維圖形，見圖7。

圖7 創建管廊三維圖形

5 應用情況

我院已承接多個綜合管廊項目的設計，例如武漢光谷中心城綜合管廊、馬鞍山綜合管廊等等，這些項目的設計全部使用本軟件做設計，軟件開發過程中，我們積極與設計人員溝通，目前，本軟件得到了設計人員的好評。

圖8是綜合管廊和管道的一個組合圖，管道設計使用了我院自主開發的管道設計軟件。

圖8 綜合管廊和管道組合圖

TP311

B

1009-7716（2017）04-0247-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.073

2017-02-08

劉輝（1974-），男，湖北武漢人，高級工程師，從事市政軟件開發工作。