動態(tài)交互式路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件的研制開發(fā)

1、動態(tài)交互式路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件的研制開發(fā)：cw2112549 摘要：路線縱橫面設(shè)計(jì)是影響道路建設(shè)質(zhì)量的重要因素，本文介紹了研制開發(fā)的動態(tài)交互式路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件在道工程中的應(yīng)用，以及所具有的主要特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：道路縱斷面動態(tài)交互式設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用 路線縱斷面設(shè)計(jì)，關(guān)系到道路線形的優(yōu)劣、路基的穩(wěn)定性好壞、路基土石方及防護(hù)工程量的大小、路基路面排水是否順暢等諸多問題，對于道路建設(shè)質(zhì)量有著重要的影響。改革開放以來，我國公交通事業(yè)得到迅猛發(fā)展，現(xiàn)代科技特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到飛速進(jìn)步，如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)迅捷地完成技經(jīng)濟(jì)比較合理的路線縱斷面設(shè)計(jì)，對于道路建設(shè)質(zhì)量，尤其是對于道路立交、山區(qū)道路等地形較為復(fù)雜、高

2、程控制要求較高的工程設(shè)計(jì)來說，是一個很有意義的課題。目前，國內(nèi)外許多專家同行都在致力于道路設(shè)計(jì)軟件的研制和開發(fā)。 目前，國內(nèi)使用的路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件，大多為靜態(tài)交互式軟件。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者通過不斷地修改數(shù)據(jù)文件或通過鍵盤輸入命令或數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，使得設(shè)計(jì)不斷地得到完善，從而完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)的。這和手工設(shè)計(jì)相比，雖然有很大的進(jìn)步，但仍然不能令設(shè)計(jì)人員感到滿意。其主要缺點(diǎn)是：第一，修改數(shù)據(jù)工作量大。設(shè)計(jì)者往往要通過幾十次，甚至上百次地修改數(shù)據(jù)，才能完成設(shè)計(jì)。第二，輸入數(shù)據(jù)的合理性無法預(yù)料。即便是對一個有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者來說，在修改設(shè)計(jì)的過程中，對于輸入的數(shù)據(jù)可能會產(chǎn)生的相鄰曲線穿袖等不合理的情況也

3、往往無法預(yù)料。即使沒出現(xiàn)這種情況，設(shè)計(jì)者也不能保證其技術(shù)指標(biāo)就一定能得到滿足，等到發(fā)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)不合理時(shí)，設(shè)計(jì)者又要再次修改輸入數(shù)據(jù)，這無疑明顯地增加了設(shè)計(jì)者的工作量。 本人所作的路線縱斷面設(shè)計(jì)軟件的研制開發(fā)工作，是以實(shí)現(xiàn)動態(tài)交互設(shè)計(jì)功能為目標(biāo)。所謂動態(tài)交互設(shè)計(jì)功能，是設(shè)計(jì)者可通過鼠標(biāo)選擇命令和操作對象(變坡點(diǎn)、坡度線或豎曲線等)，然后通過鼠標(biāo)來拖動操作對象，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的人機(jī)對話，每一次人機(jī)對話都可以實(shí)現(xiàn)操作對象及其技術(shù)參數(shù)(坡長、坡度、豎曲線半徑、設(shè)計(jì)高程等)連續(xù)的動態(tài)顯示，設(shè)計(jì)者可以從計(jì)算機(jī)屏幕上動態(tài)地連續(xù)觀察到設(shè)計(jì)的修改動態(tài)、相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)和路線技術(shù)指標(biāo)的變化情況，直到比較滿意為止。這樣

4、，一次動態(tài)交互設(shè)計(jì)操作就相當(dāng)于幾次甚至于十幾次靜態(tài)交互設(shè)計(jì)操作，從而使設(shè)計(jì)人員感到非常方便，明顯地提高了設(shè)計(jì)效率。在程序研制過程中，本人結(jié)合參與山區(qū)公路和平原地區(qū)高等級公路及立交設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，盡量使程序功能貼近設(shè)計(jì)者的需要，通過幾項(xiàng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)的考驗(yàn)，證明該軟件具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣泛的適用性。 本軟件采用ADS-C語言編制，在AutoCADforWindows12.0版以上的環(huán)境下運(yùn)行。軟件的主要特點(diǎn)如下： 1充分利用AutoCAD軟件的強(qiáng)大功能 Aut0CAD是由美國的Autodes公司推出的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，是目前在各設(shè)計(jì)單位非常流行的應(yīng)用軟件。AutoCAD實(shí)質(zhì)上是一個圖形數(shù)據(jù)庫，它有

5、非常完善的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖形算法。設(shè)計(jì)者所作的每一次圖形建立或修改操作，實(shí)際上就是通過AutoCAD的各項(xiàng)功能來修改圖形數(shù)據(jù)庫，而屏幕上所看到的圖形只不過是數(shù)據(jù)庫的一種圖形反映而已。因此，AutoCAD軟件實(shí)際上是采用事件型應(yīng)用程序的開發(fā)來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的。所謂事件型程序就是各應(yīng)用程序分別從圖形數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)，然后又將計(jì)算結(jié)果放回到圖形數(shù)據(jù)庫中去，使圖形數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)記錄得到修改，從而使屏幕上的圖形同時(shí)得到修改。各應(yīng)用程序只對某一個事件即某一項(xiàng)功能負(fù)責(zé)，而各應(yīng)用程序相對獨(dú)立，它們之間不發(fā)生直接的聯(lián)系，這就使應(yīng)用程序的開發(fā)只需考慮如何從圖形數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)，如何修改圖形數(shù)據(jù)，而不受其他應(yīng)用程序的影響，給

6、軟件開發(fā)工作帶來很大的便利。AutoCAD軟件還允許用戶采用Autolisp語言和C語言等開發(fā)應(yīng)用程序，允許用戶在圖形數(shù)據(jù)庫的記錄中寫入用戶外部數(shù)據(jù)，進(jìn)行二次開發(fā)工作，正是由于AutoCAD軟件具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此，全世界有數(shù)以萬計(jì)的用戶在AutoCAD平臺上進(jìn)行專業(yè)CAD軟件的開發(fā)工作。 ：cw2112549 2較強(qiáng)的設(shè)管理能力 本軟件能在同一圖形文件中同時(shí)設(shè)計(jì)多條道路及其立交匝道，每一條道路或匝道都由設(shè)計(jì)者賦予一個道路名稱，并且可根據(jù)需要隨時(shí)改名。每條道路的設(shè)計(jì)互不干擾，并且每一個圖形文件可隨時(shí)存盤，下一次設(shè)計(jì)時(shí)只需將圖形文件調(diào)入AutoCAD即可繼續(xù)進(jìn)行。每一個圖形文件同時(shí)能設(shè)計(jì)的道路長度

7、及道路條數(shù)只和計(jì)算機(jī)內(nèi)存大小有關(guān)，和軟件本身無關(guān)。為此，曾在一臺具有32M內(nèi)存的普通586微機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，軟件能處理一條具有1萬個變坡點(diǎn)和10萬個地面高程點(diǎn)的道縱斷面設(shè)計(jì)，這相當(dāng)于一條1000公里以上長度的道路縱斷面設(shè)計(jì)，完全能滿足各種道路工程設(shè)計(jì)的需要。 3靈活的動態(tài)交互功能 軟件充分體現(xiàn)了動態(tài)交互的特點(diǎn)，凡修改設(shè)計(jì)的命令均采用選取操作對象，然后用動態(tài)拖動操作對象的方式進(jìn)行。動態(tài)拖動可以沿任意方向或沿設(shè)計(jì)者指定的樁號、高程或縱坡方向拖動，并可以按照設(shè)計(jì)者指定的樁號、曲線半徑或縱坡的變化及步長進(jìn)行拖動。操作對象的拖動幅度相對于鼠標(biāo)移動距離的比例也可任意調(diào)整，從而使設(shè)計(jì)者可以精確地進(jìn)行

8、設(shè)計(jì)的微調(diào)，直到滿意為止。拖動方式及步長的調(diào)整可以在拖動過程中利用熱鍵和對話框的方式進(jìn)行，非常方便。為適應(yīng)不同設(shè)計(jì)者和不同場合的需要，在拖動過程中也可以利用熱鍵方式完成設(shè)計(jì)參數(shù)的鍵盤交互輸入。當(dāng)設(shè)計(jì)者對所作的設(shè)計(jì)修改不滿意時(shí)，使用程序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的撤消功能，可以很方便地撤消前一次修改，直到恢復(fù)原有設(shè)計(jì)為止。 4比較完善的動態(tài)數(shù)據(jù)檢查和動態(tài)高程控制檢查功能 在拖動設(shè)計(jì)過程中，程序隨時(shí)檢查數(shù)據(jù)(坡度、坡長或豎曲線半徑)的合理性，自動防止相鄰豎曲線出現(xiàn)穿袖等不合理情況，并作相應(yīng)的提示。 設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需要，在任意樁號設(shè)置高程控制點(diǎn)。在拖動過程中，可通過熱鍵動態(tài)顯示拖動范圍內(nèi)各控制點(diǎn)樁號的設(shè)計(jì)高程、控制高程及它們之間的差值，使設(shè)計(jì)者很快作出滿足高程控制點(diǎn)要求的設(shè)計(jì)。高程控制點(diǎn)可采用拖動方式進(jìn)行移動，不需要時(shí)可隨時(shí)刪除。 5內(nèi)容豐富的信息查詢功能 程序還具備了豐富的信息查詢功能，其內(nèi)容有設(shè)計(jì)線要素表、技術(shù)指標(biāo)查詢、控制點(diǎn)查詢表，設(shè)計(jì)高程、地面高程和填挖高度等內(nèi)容的動態(tài)查詢，查詢指定樁號之間的路基土石方數(shù)量等。 6適應(yīng)能力強(qiáng)的繪圖功