基于測量數(shù)據(jù)的鐵路工程計算、數(shù)據(jù)處理及工程算量的工程計算解決方案
1.項目目標(biāo)
軌道工程技術(shù)智能集成系統(tǒng)建設(shè)總體目標(biāo)為:用戶根據(jù)項目實際情況,錄入項目設(shè)計數(shù)據(jù),構(gòu)建項目工程模型;根據(jù)項目工程模型,自動計算生成兩套項目工程量和物料量數(shù)據(jù),給計價和施工生產(chǎn)提供決策輔助;在完成工程量、物料量的前提下,盡可能完善人員、項目及項目數(shù)據(jù)資料的管理和標(biāo)準(zhǔn)文檔的輸出功能. 系統(tǒng)建設(shè)總體思路為:以項目工程模型為核心,充分利用計算機(jī)信息技術(shù), 集數(shù)據(jù)庫操作、工程量計算、物料量計算、標(biāo)準(zhǔn)文件輸出和輔助決策等功能于一體,實現(xiàn)項目施工技術(shù)與計價算量的信息化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和可視化.
2.項目數(shù)據(jù)管理
(1)新建并管理項目線路,線路平、豎、超高和斷鏈數(shù)據(jù)錄入,線型數(shù)據(jù)除了可以手動錄入外,也可實現(xiàn)導(dǎo)入功能(平曲線.txt、豎曲線.txt、超高.txt、斷鏈.txt);
(2)新建并管理項目車站信息,錄入每個車站的股道數(shù)據(jù)(類似于項目線路),可批量操作;
(3)新建并管理項目隧道信息,錄入隧道對應(yīng)工程量、物料量計算參數(shù),可批量操作;
(4)新建并管理項目橋梁信息,錄入橋梁對應(yīng)工程量、物料量計算參數(shù),可批量操作;
(5)錄入并管理道岔空間和屬性參數(shù),可批量操作;
(6)新建并管理道床類型參數(shù),用于構(gòu)建項目線路使用的各種道床類型,可批量操作;
(7)錄入枕木類型、枕木數(shù)量、鋼軌類型、扣件類型、道床類型等在線路上的區(qū)間分布信息,這直接關(guān)系到工程量和物料量的計算。但某些對象可通過其他對象的分布和管理規(guī)則,計算出其在線路上的區(qū)間分布信息,所以區(qū)間分布信息既要能手動輸入,也要能根據(jù)規(guī)則自動計算;
(8)每個項目基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對象的屬性需要根據(jù)算量數(shù)據(jù)要求,最終討論得出;
(9)需要對當(dāng)前界面錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存,防止出現(xiàn)界面不小心退出而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)消失情況;
(10)對所有錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行自檢,判斷是否規(guī)范,具有充足的容錯和反饋措施;
(11)執(zhí)行錄入數(shù)據(jù)的復(fù)核制度,數(shù)據(jù)通過技術(shù)員錄入,工程部復(fù)核,項目總工審批通過后,數(shù)據(jù)方可投入算量的使用。
3.數(shù)據(jù)后處理模塊
(1)根據(jù)錄入的JD數(shù)據(jù),計算JD對應(yīng)“平曲線參數(shù)組”(切線長T、外移距p、切曲差q、緩和曲線角β、轉(zhuǎn)角α等共計18個參數(shù)),詳見《軌道工程技術(shù)智能系統(tǒng)專業(yè)術(shù)語及計算說明書》;
(2)根據(jù)線路平曲線起終點數(shù)據(jù)和平曲線參數(shù)組,計算平曲線的主點數(shù)據(jù)(ZH、HY、YH、HZ點的里程和坐標(biāo)值);
(3)根據(jù)斷鏈信息,完成斷鏈前后里程的轉(zhuǎn)換,線型及坐標(biāo)計算過程中使用的均為連續(xù)里程(斷鏈前里程),顯示和文檔中均為斷鏈里程(斷鏈后里程);
(4)線型計算需要適用于對稱緩和曲線、不對稱緩和曲線、圓曲線等情況;
(5)根據(jù)線路豎曲線起終點和變坡點數(shù)據(jù),計算“豎曲線參數(shù)組”(變坡點里程、高程、前后坡率、外矢距e、豎曲線半徑、切線長T和豎曲線長度等8個參數(shù));
(6)根據(jù)超高和平曲線數(shù)據(jù),計算任意里程位置超高值,可提供計算流程和公式;
(7)輸入任意斷鏈后里程,自動計算其在線路上的三維坐標(biāo);
(8)輸入任意平面坐標(biāo),自動計算其在線路上對應(yīng)的里程及偏距;
(9)將計算結(jié)果存入數(shù)據(jù)表,每次更改輸入數(shù)據(jù)后,需要進(jìn)行重新計算更新;
(10)根據(jù)設(shè)計要求,可輸入枕木類型或數(shù)量與平曲線半徑、坡度、地段要素(路基、車站、隧道和橋梁)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則,自動計算枕木類型或數(shù)量在線路里程上的區(qū)間分布情況,結(jié)果寫入數(shù)據(jù)表;
(11)道床類型、鋼軌類型和扣件類型的區(qū)間分布,能夠錄入其與其他要素的關(guān)聯(lián)規(guī)則,自動計算得出區(qū)間分布情況;
(12)以線路里程作為唯一維度,將多種要素的區(qū)間分布情況,在里程疊加維度上進(jìn)行疊加和相交操作,自動分割構(gòu)建多屬性要素區(qū)間單元,便于后續(xù)不同鋪軌環(huán)境的計價或其他計算。
4.工程量計算模塊
(1)根據(jù)城市軌道專業(yè)與市域鐵路中遇到的不同道床類型參數(shù)進(jìn)行自動計算,計算其鋼筋、混凝土方量。
(2)根據(jù)線路減振地段設(shè)置及減振要求,自動計算任意里程范圍內(nèi)的長軌枕、短軌枕、普通扣件、減振扣件、橡膠墊、鋼彈簧系統(tǒng)等材料數(shù)量。
(3)統(tǒng)計各種地段類型的鋪軌長度以及道岔鋪設(shè)(含交叉渡線與單渡線)數(shù)量;
(4)同樣的一段線路可能會受施工方法不同的影響,導(dǎo)致計算的工程量、物料量存在差異,具體流程和計算方法需要后續(xù)討論決定;
(5)地鐵板塊中涉及調(diào)線調(diào)坡情況的,具體等調(diào)線調(diào)坡后,根據(jù)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理或重新建模,并重新生成輸出相關(guān)資料。
5.工程量計算模塊
(1)根據(jù)道床類型區(qū)間分布和道床類型參數(shù),自動計算并統(tǒng)計線路任意里程范圍的道砟量(底砟和面砟分開)或混凝土鋼筋用量;
(2)根據(jù)線路枕木類型和數(shù)量區(qū)間分布數(shù)據(jù),自動計算并統(tǒng)計任意里程范圍各類枕木數(shù)量以及錨固材料數(shù)量(錨固孔數(shù)量直接與枕木數(shù)量相關(guān),錨固材料具有固定配比);
(3)根據(jù)線路扣件區(qū)間分布,計算任意里程范圍各類扣件需求量; (4)統(tǒng)計各種地段類型的鋪軌長度以及道岔鋪設(shè)(含交叉渡線與單渡線)數(shù)量;
(5)同樣的一段線路可能會受施工方法不同的影響,導(dǎo)致計算的工程量、物料量存在差異,具體流程和計算方法需要后續(xù)討論決定;
(6)地鐵板塊中可能會由于設(shè)計原因,不僅僅存在枕木、鋼軌、扣件等通用物料,扁鋼、絕緣頭等其余物料,需要討論并考慮怎么建立數(shù)學(xué)模型,便于計算。
6.數(shù)據(jù)輸出模塊
(1)實現(xiàn)技術(shù)匯編文件的輸出,技術(shù)匯編文件主要包括Excel表格(斷鏈表、坡度表、曲線表、道岔表、車站表、橋梁表和工程量匯總表等)、CAD圖紙(車站簡圖、線路平面圖等),表格數(shù)據(jù)均已在數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和工程量物料量計算模塊得出,我們會給出固定表格樣式;
(2)技術(shù)匯編文件中圖紙樣式主要表現(xiàn)為折線、曲線、標(biāo)注和文字構(gòu)成的絕對定位圖和相對位置圖,自動生成表格和生成CAD圖的C#第三方庫分別為NPOI和netDXF;
7.貫通系統(tǒng)掛接模塊
(1)計算的工程量、物料量能同步到信息貫通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫;
(2)自動生成符合信息貫通要求的CAD圖模型,將CAD圖直接同步到局信息貫通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,并能掛接貫通系統(tǒng)的各級工號,并自動輸出對應(yīng)的句柄信息Excel表,減少人員繪圖上傳和手動掛接操作;
(3)實現(xiàn)本系統(tǒng)與局信息貫通系統(tǒng)數(shù)據(jù)掛接功能,局信息貫通系統(tǒng)開發(fā)方會提供對應(yīng)API,但其提供的時間不確定,所以在平臺登錄模塊需要編寫一個簡易的登錄界面,用于測試使用。