第十二章国内外优秀道路CAD软件介绍

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第十二章国内外优秀道路CAD软件介绍计算机在道路工程领域的应用始于20世纪六十年代。近20年以來,进入高速发展阶段, 世界各发达国相继开发道路CAD软件,并且功能更加完善,目前已商品化在市场上可见销售 的有10多种,比较箸名的有英国的MOSS系统、美国的INROADS、德国的CARD/1等。我国 公路CAD的研究始于70年代后期,虽然起步较晚,但发展迅速。80年代以來。随着我国公 路建设的高速发展,大大促进了我国公路CAD系统的开发与应用。许多院、交通设计院相 继开发了公路路线微机辅助设计系统、公路中小桥CM)系统、涵洞CAD系统、立交CM)系 统等公路设计软件,这些系统在使用和推广过程中不断完善。本章将介绍几种比较著名的国内外优秀的道路CAD软件,包括:德国的CARD/1、国内 的集成化公路CAD系统、纬地道路辅助设计系统等。第一节德国CARD/1软件德国IB&T有限公司出品的CARD/1软件系统是一款道路(公路和铁路)勘测设计一体 化软件系统。CARD/1的原意是计算机辅助道路设计(Computer Aided Road Design)。经过 了十多年的发展,原先的CARD/1系统是一个从运用屮发展起来的专门适用于道路测量和 设计的软件包,现在的CARD/1系统已广泛应用于测绘、道路、铁路(磁悬浮列车)和管 道的规划、设计和施工。目前CARD/1系统已经发展到8.0版本,除德文版外,还被译成英 文版、小文版、俄文版、波兰文版和匈牙利文版。一、软件的主要特点1. 高度集成CARD/1覆盖测绘、道路、铁路、管道设计及施工的全过程。CARD/1是不依赖于其它 任何软件(除操作系统外)就可完成基础数据采集、设计、绘图全过程的软件系统。避免了 传统的使用五、六个不同公司的软件分别解决不同的问题,最后合起来完成一个项目的弊端。 使用CARD/I软件,数据在应用系统内部高效传递,避免了不同软件之间数据转换的繁琐和 出错可能性。而且用户面对的服务供应商单一,技术服务容易得到保障。2. 全面开放可接受所有来源的数据:已有的平、纵、横断面地面线及设计资料;全站仪数据;航测 数据;GPS数据;既有图扫描数据;激光测量仪数据和其它软件数据。并提供有国内常用 道路工程设计软件数据接口,使设计单位各专业间的协同工作更加方便快捷。设计参数自由 输入,不受国别或地区差异的限制;嫱伎刂莆募捅砀裆沙绦蛞栽创敕绞教峁└没, 可以满足用户的个性化需求,国际招标文件的编制也是轻而易举:岫厦嫔杓剖且钥⑽募男问浇,可以完成任意形式的横断面设计。CARD/1为用 户提供常用的横断面设计源程序,用于整体式、分离式和台阶式路基设计及截排水沟和挡墙 的设计等。3. 设计与绘图分开CARD/1的工作过程是将设计与绘图分开,设计时只显示与设计相关的信息,设计完成 后可通过控制文件产生所需的绘图,设计过程将永久保留。设计调整后,通过绘图控制文件 可对绘图进行及时刷新,无需删除原来的图形。4. 智能化与个性化CARD/1系统基于数字地面模型,融合了许多模拟、回归分析、自动设计等智能化功能, 可使工程师的方案更优、更合理。CARD/1为工程师提供了充分发挥自己智慧和才能的强有 力的工具,工程师完全可以按自己的想法设计和出图,使其设计成果更加得心应手、独具一 格。5. 功能精细可靠严谨、精确是德国人的一贯作风,这一点也充分体现在CARD/1软件中,经过多年的 使用,CARD/1已得到了广大用户的普遍认可。CARD/1整个系统有大小功能1000多项, 能满足现今公路、市政道路和铁路设计各阶段的各种要求,其中包扌舌高速铁路和磁悬浮设计。6. 设计思想先进CARD/1采用了当前国际上最流行的全站仪野外数据采集、建立地面模型进行道路设计 的思想和方法,它对使复杂条件下的多方案比选设计轻而易举,使设计的合理性和效率显著 提高。CARD/1路线设计方面采用的是曲线法,兼容传统的积木法和交点法设计思想,它对 以使工程师们合理、快速、灵活、轻松地达到设计目的。二、CARD/1软件的功能1. 测绘领域完成测绘工作的三大模块是测星模块、地形图处理模块及数字地面模型处理模块。测量 模块、地形图处理模块和数字地面模型模块相互配合集中处理测量数据,构成了一个完整的 数字地图管理数据库,能够产生出多种工程领域所需的地形图。测量模块:该模块完成勘测屮最基本的工作,负责传输处理野外勘测数据。以图形交互 方式进行工程测量计算,它包含的主要处理程序有:① 放样程序一一根据已有的点位及测站坐标计算放样参数。② 定向及高程传递程序一一用一个或儿个联测点的角度或角度的三维坐标。距离计算出 被联测点③ 基本元素计算程序一一根据弧上二点计算弧的圆心、弧长等基木元素的垂直坐标计算 各多边形或圆的面积,计算两点Z间的斜距和水平距离。④ 后方交会程序一一进行后方交会计算。⑤ 前方交会程序一一进行前方交会计算。地形图处理模块:建立并管理CARD/1数字地图数据库,它是CARD/1系统其它模块 的基础。该模块与测量模块在内部交换数据,建立点、线数据库。模块屮的点、线、文木等 地形图数据编辑工具,可将全部测量点按其代表的地形地物及相互Z间的连接关系分类,并 进行髙效管理。模块屮含有丰富的线型库、符号库及宏定义符号线线型库,同时也提供了构 造线型库、符号库的工具,用户可定义各种特殊符号及线型。这些功能可轻松满足各领域对 地形图的特殊需求。地形图屮等高线来源于数字地面模型(三角网),等高线间距密度可任意 选定,并可进行光滑计算,等高线的标注也方便口如。模块还提供了既有地形图处理功能, 它可接收各种比例的光栅扫描图,计算处理后口动跟踪线条,矢量化成CARD/1数字地图, 如果需要还可与数模交换数据,形成数字地面模型,计算出新的等高线。数字地面模型模块:建立、处理三角网数字地面模型,进行工程量计算。该模块为地形 图处理模块提供等高线计算基础,具有地面高程内插计算功能,能为设计模块提供路线的纵 断面与横断面地面线。CARD/1数字地而模型的处理是开放的,它能够接收设计数据,形成 含有设计道路的数字地面模型。2. 道路设计领域以三维数字地图数据库为基础,进行道路的三维设计。模块与基本测绘模块的有机结合, 使得工程师能够利用CARD/1系统在数字化地图上进行道路设计o CARD/1系统将道路设计 所需的各种平面线形、纵断面坡度组合、横断面形式、超高方式等设计要素归纳为符合工程 师设计习惯和思维的“设计目标”概念,进行目标化设计,而不是单纯的绘制线、点等几何 图素。设计者是在三维数据模型中进行平面、纵断面及横断面设计的,其中各种地形信息、 轴线线位、超高控制、数模数据可相互传递、参考,辅助工程师设计出合理的平、纵、横断 面组合。设计完成后,CARD/1系统能够口动绘出所需任意比例的平面图、纵断面图、横断 面图。再一次修改设计或增加路线方案时,不需手工修改绘图,CARD/1系统能方便的重新 口动生成新的设计图纸。3. 铁路设计领域铁路设计模块除包扌舌道路设计模块的全部功能外
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