Учебное пособие 800234

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежскийгосударственныйархитектурно-строительныйуниверситет»

Т.В. САМОДУРОВА, О.В. ГЛАДЫШЕВА, К.В. ПАНФЕРОВ, А.В. АНДРЕЕВ

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Лабораторный практикум

Рекомендовано редакционно-издательским советом Воронежскогогосударственногоархитектурно-строительногоуниверситета вкачестве учебногопособиядлястудентов, обучающихсяпоспециальностям

270205 «Автомобильные дороги и аэродромы»,

270201 «Мосты и транспортные тоннели»

Воронеж 2011

УДК 625.72:004 ББК 39.311 О-751

Авторский коллектив:

Т.В. Самодурова, О.В. Гладышева, К.В. Панферов, А.В. Андреев

Основы автоматизированного проектирования транспортных

О-751 сооружений: лаб. практикум / Т.В. Самодурова [и др.]; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. - Воронеж, 2011. - 82 с.

Приводится последовательность выполнения лабораторных работ с использованием программных средств CREDO II, а также порядок проведения расчетов при построении цифровых моделей местности, проектировании плана и продольного профиля автомобильной дороги и подходов к искусственным сооружениям, построения геологической модели местности, оценки проектных решений.

Лабораторный практикум разработан на основе технической документации и методических материалов фирмы «Кредо-Диалог».

Предназначен для студентов всех форм обучения специальности 270205

– «Автомобильные дороги и аэродромы», изучающих дисциплины «Эконо- мико-математические методы проектирования транспортных сооружений», «Основы автоматизированного проектирования транспортных сооружений», «Геоинформационные системы в дорожном строительстве» для студентов специальности 270201 – «Мосты и транспортные тоннели», изучающих дисциплину «САПР мостов». Может использоваться при курсовом и дипломном проектировании, а также для самостоятельной работы студентов в компьютерном классе.

Ил. 8. Табл. 22. Библиогр.: 9 назв.

УДК 625.72:004 ББК 39.311

Рецензенты: кафедра информатики и вычислительной техники НОУ ВПО Международный институт компьютерных технологий (г. Воронеж); Н.Н. Мельничук, канд. техн. наук, начальник комплексного

дорожно-мостового отдела ООО «Центр-Дорсервис»

2

ВЕДЕНИЕ

Опыт применения систем автоматизированного проектирования (САПР) транспортных сооружений показывает, что они имеют исключительные возможности в части ускорения самого процесса проектирования, улучшения качества проектов и снижения стоимости строительства. Переход на системное автоматизированное проектирование транспортных сооружений предусматривает перестройку проектно-изыскательских работ и изменение методов проектирования, более широкое применение математического моделирования и оптимизации проектных решений.

Изучение основ автоматизированного проектирования и экономикоматематических методов проектирования транспортных сооружений вносит необходимый вклад в подготовку инженеров (дорожников и мостовиков) широкого профиля, владеющих современными техническими средствами и информационными технологиями проектных работ, а также современными принципами и методами системного проектирования. В процессе изучения этих дисциплин студенты получают необходимые знания и навыки автоматизированного проектирования на базе широкого использования вычислительной техники и специализированного прикладного программного обеспечения.

Лабораторные работы представляют определенный технологический цикл проектирования и выполняются в заданной последовательности, так как решения, полученные на предыдущем этапе проектирования, являются исходными данными для его продолжения.

Подбор лабораторных работ обусловлен требованиями Федеральных государственных образовательных стандартов и возможностями программного комплекса CREDO, а также программных средств CREDO II и не затрагивает отдельных задач CREDO (кроме программы TRANSFORM).

Предлагаемый лабораторный практикум содержит 14 лабораторных работ, которые используются при изучении ряда учебных дисциплин студентами 4-го и 5-го курсов. Каждая лабораторная работа сопровождается теоретическим материалом, который необходим для проведения расчетов в курсовом и дипломном проектировании, а также для самостоятельной работы студентов

спрограммным комплексом CREDO.

Вприложениях приведены необходимые исходные и справочные материалы для подготовки данных на проектирование и форма задания на выполнение лабораторных работ.

3

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В КОМПЬЮТЕРНОМ КЛАССЕ

Лабораторные работы проводятся в компьютерном классе кафедры проектирования автодорог и мостов с использованием лицензионного программного продукта компании «КРЕДО-ДИАЛОГ».

При проведении всех лабораторных работ необходимо выполнять правила считывания информации, необходимой для выполнения лабораторной работы и сохранения результатов работы в памяти ПК.

Вся информация, необходимая для выполнения лабораторных работ и их результаты находятся в папке My documents на Рабочем столе всех рабочих компьютеров.

Перед тем, как приступить к выполнению лабораторных работ, каждому студенту нужно создать личную папку. Она необходима для хранения результатов выполняемых работ.

Откройте папку My documents, в новом окне откройте папку с названием курса, а затем папку с номером группы. Для сохранения результатов выполнения лабораторных работ создайте собственную личную папку с любым именем. Путь к папке с Вашими документами:

My documents \ Курс \ группа \ Личная папка.

Внимание!! Данное действие необходимо выполнить один раз на первом занятии. Никогда не удаляйте чужие папки с документами.

ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Проектирование автомобильной дороги, подходов к мостам – получение их описания в графическом, текстовом и табличном виде, достаточного для строительства.

Процесс проектирования транспортных сооружений делится на этапы. Каждый этап объединяет выполнение процедур по проектированию отдельных конструктивных элементов.

В настоящее время существует большое количество прикладных программ, используемых для автоматизированного проектирования транспортных сооружений. Основная задача любого прикладного программного продукта – оптимальное проектирование отдельных элементов дороги и всей дороги в целом, а также подготовка и выпуск проектной документации в соответствии с требованиями действующих нормативных документов. Практически все они имеют похожую структуру и предлагают одинаковую технологию проектирования [1]:

- получение цифровых моделей рельефа (ЦМР), ситуации (ЦМС);

4

-проектирование вариантов плана трассы на основе цифровой модели местности;

-проектирование водопропускных сооружений;

-определение основных проектных решений по транспортным развязкам; мостам, путепроводам через железные дороги и т.д.;

-проектирование дорожной одежды;

-проектирование продольного профиля;

-проектирование поперечных профилей земляного полотна;

-проектирование дорожного водоотвода;

-оценка проектных решений;

-оценка воздействия дороги на окружающую среду;

-проектирование элементов инженерного обустройства;

-оценка экономической эффективности принятых проектных решений;

-оформление проектной документации по объекту проектирования.

Вданном практикуме предлагается выполнение лабораторных работ с соблюдением технологической последовательности отдельных этапов проектирования транспортных сооружений. Выбор работ обоснован возможностя-

ми программных средств CREDO II.

Лабораторная работа № 1

Подготовка картографического материала в программе TRANSFORM для работы с CREDO

1.1.Цель работы

Ознакомление с технологией и особенностями подготовки картографического материала для его последующего использования в качестве растровой подложки в системах комплекса CREDO.

1.2. Приборы, оборудование и материалы

Для выполнения лабораторной работы используются персональный компьютер, сканер, программа TRANSFORM.

1.3. Теоретические сведения

Подготовка картографического материала для работы в системах комплекса CREDO в программе TRANSFORM состоит из сканирования фрагментов топографического плана, их трансформации, наложения контуров видимости и сохранения в виде растра, который будет использоваться в качестве подложки в других программах.

Растр – это двухцветный файл в формате BMP.

Растровая подложка BMP - неактивный, то есть недоступный для редактирования фрагмент топографической карты, который используется для ориентирования при проведении оцифровки картографического материала.

5

Процесс сканирования зависит от установленного в системе сканера, но основные его принципы для различных сканеров идентичны.

Трансформация отсканированных фрагментов осуществляется по заданным абсолютным и относительным опорным точкам. Для трансформации требуется как минимум три абсолютные точки, не лежащие на одной прямой.

Абсолютная опорная точка – точка, имеющая координаты. Относительная опорная точка – точка, не имеющая координат, но

определяющая положение характерных элементов.

Контур видимости – многоугольник произвольной формы, который накладывается на растровое изображение и скрывает часть карты, лежащую за его пределами.

При трансформации происходит привязка фрагментов к системе координат в соответствии с заданными координатами опорных точек. По завершении трансформации фрагменты блокируются, переместить их на другое место в используемой системе координат нельзя.

При создании и редактировании контуров видимости, а также при работе с другими подсистемами CREDO внешний вид курсора меняется автоматически или с помощью клавиатуры.

Внешний вид курсора и описание режимов работы приведены в табл. 1.1.

Внимание!! Переход от одного режима работы курсора к другому производится с помощью клавиши Пробел.

6

1.4. Задание

Для освоения работы с программой TRANSFORM предлагается выполнить задание, которое включает в себя решение следующих задач:

сканирование фрагментов топографического плана (карты);

загрузка отсканированных фрагментов плана;

координатная привязка и трансформация фрагментов;

создание контуров видимости;

экспорт результатов обработки в систему CREDO_MIX.

1.5.Исходные данные

Вкачестве исходных данных для выполнения лабораторной работы необходимы один или два фрагмента топографического плана на бумажном носителе, которые выдаются преподавателем.

1.6.Ход работы

Начало работы: запуск Transform, сканирование картографического

материала

Начало работы производится на преподавательском компьютере, где имеется сканирующее устройство. Поместите фрагмент карты в сканер.

Запустите программу Transform. Для этого дважды щелкните (левой) клавишей мыши на значке программы на рабочем столе

Создайте новый проект. В меню выполните команду:

Файл / Создать.

Программой создается проект с именем Map1.

Далее в меню Файл выберите команду: Сканирование / Сканировать.

На экране монитора откроется окно программы сканирования, в котором необходимо установить следующие параметры:

-разрешение карты (output resolution) – 150-300 dpi,

-цветовую схему (color mode) – черно-белый рисунок или текст,

далее нажмите кнопку Сканировать (Scan).

Сохраните проект с отсканированной картой на своем компьютере.

Выберите в меню Файл команду Сохранить как, укажите путь к папке на рабочем компьютере и задайте имя проекта (по умолчанию Map1).

В окне Сохранение проекта укажите путь к рабочему компьютеру:

Рабочий стол / Сетевое окружение / Общая на User_n.

(N - номер рабочего компьютера, указанный на системном блоке).

7

Далее выполните команды Открыть и Сохранить.

Внимание!! Последующая работа будет производиться на рабочем персональном компьютере студента, где создана личная папка.

Для продолжения работы необходимо переместить файл с отсканированным изображением из папки Общая в личную папку, запустить программу Transform и открыть файл из личной папки.

Указание опорных точек (координатная привязка)

Для удобства работы с картой необходимо масштабировать ее изображение на экране. Для этого в меню Вид выберите команду Увеличить, курсор приобретет вид увеличительного стекла со знаком плюс внутри, визуально выберите точку (пересечение координатных линий в левом нижнем углу карты), координаты которой собираетесь задать, и увеличьте ее изображение. Для этого подведите курсор к точке на карте и нажмите левую клавишу мыши, а при необходимости (если изображение увеличено недостаточно) повторите эту операцию.

Чтобы вернуться к первоначальному размеру изображения выберите в меню Вид команду Уменьшить или Показать все.

Для указания координаты точки в меню Трансформация вызовите команду Опорная точка (курсор перейдет в режим захвата, см. табл. 1.1). Захватите перекрестием точку на карте и нажмите левую клавишу мыши. В появившемся диалоговом окне выберите тип точки Абсолютная точка, поле Имя оставьте без изменений, а в поле Север и Восток введите значение 0.

Координаты следующих точек (пересечения координатных линий) необходимо указывать с учетом масштаба карты. Так как учебные карты для лабораторных работ имеют масштаб 1:25000 (в 1 сантиметре – 250 метров), шаг координатной сетки будет равен 1000 м. Координата точки указывается в по-

ле Север и Восток, где поле Север – ось Y, а поле Восток – ось X.

Для трансформации карты можно указать координаты всех точек сетки или трех, не лежащих на одной прямой.

Проверка правильности ввода координат

После того, как будут заданы координаты точек, вызовите в меню Вид команду Показать все. Затем в меню Трансформация выполните команду Список опорных точек. В открывшемся окне проверьте правильность введенных координат. Если координаты какой-либо точки были заданы неверно, то их можно исправить или вовсе удалить точку.

Чтобы исправить координаты точки выберите ее в списке, нажмите кнопку Редактировать, в открывшемся окне введите новые координаты и нажмите кнопку ОК. Для удаления неверно заданной точки выберите ее в

8

списке и нажмите кнопку Удалить. В появившемся окне подтвердите команду – кнопка Да или откажитесь от ее выполнения – кнопка Нет.

После проверки и внесения исправлений закройте диалоговое окно

Список опорных точек нажатием кнопки Отмена или Закрыть.

Трансформация карты

Для дальнейшей работы с картой необходимо выполнить ее трансформацию. Для этого в меню Трансформация выполните команду Трансформировать. В открывшемся окне из выпадающего списка задайте масштаб карты (1:25000) и нажмите кнопку ОК. Во время трансформации на экране отображается окно с индикатором выполнения процесса.

После выполнения задачи на экране будет отображаться трансформированная карта с новой координатной сеткой.

Измените параметры координатной сетки. Для этого в меню Вид выполните команду Параметры координатной сетки. В открывшемся окне из выпадающего списка Шаг сетки в масштабе съемки выберите значение 1000 (для масштаба 1:25000), значение списка Режим отображения оставьте без изменений и нажмите кнопку ОК.

В том случае, если все было выполнено правильно, новая координатная сетка должна совпасть с существующей на растре.

Создание контуров видимости

Для придания карте законченного вида необходимо обрезать ее края, оставив только изображение картографического фрагмента, т.е. создать контур видимости.

В меню Вид выполните команду Показать все. Активизируйте фрагмент карты, для этого в меню Инструменты вызовите команду Выбрать и щелкните левой клавишей мыши по вашему фрагменту.

Далее в меню Контуры видимости выполните команду Создать (курсор перейдет в режим указания). Нажимая левую клавишу мыши, последовательно укажите на фрагменте карты вершины создаваемого контура. Для завершения операции необходимо замкнуть контур, для этого подведите курсор к первой точке (курсор перейдет в режим захвата), и нажмите левую клавишу мыши.

В результате выполненной операции на экране будет отображаться только нужный фрагмент карты.

При замыкании контура происходит автоматическое применение контуров видимости. То есть сам контур, а также те части растра, которые нахо-

9

дятся за его пределами, становятся невидимыми. Их видимость автоматически включается при активизации команды создания нового или редактирования существующего контура.

Сохранение результатов работы и экспорт карты в CREDO

Чтобы результаты работы не пропали, сохраните их. Для этого выполните в меню Файл команду Сохранить.

Для того, чтобы в дальнейшем с картой можно было работать, необходимо экспортировать данные в систему CREDO.

Выберите в меню Файл команду Экспорт / Проект. В открывшемся окне укажите путь к личной папке и задайте имя файла (можно оставить без изменения). В выпадающем списке Тип файла выберите – Растровая подлож-

ка CREDO для DOS (*.bmp), нажмите кнопку Сохранить.

Работа с картой в программе Transform завершена, в меню Файл выполните команду Выход.

1.7.Отчет о выполнении работы

Врезультате выполнения лабораторной работы образуются три файла с одним именем, но разными расширениями: *.bmp, *.tie, *.tmd. Файл с расширением *.tie содержит координаты привязки растра к использующейся системе координат.

Контрольные вопросы

1Что такое растр?

2Что такое абсолютная и относительная отметка?

3Как производится «привязка» проекта к системе координат?

4Что такое контур видимости и для чего он создается?

5Для чего необходима трансформация карты?

6Какие файлы образуются в результате работы в программе

TRANSFORM?

Лабораторная работа № 2

Пользовательский интерфейс CREDO,

загрузка карты в подсистему CREDO_MIX

2.1. Цель работы

Ознакомление с основным меню CREDO и интерфейсом программы CREDO_MIX, технологией загрузки растрового картографического материала в систему CREDO_MIX для его последующего использования.

10