管線綜合CAD的研究和開發(fā)

劉輝

【摘 要】管線綜合是各類管和線的綜合設(shè)計(jì)，對各類管和線做出基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，以便后期各專業(yè)設(shè)計(jì)，特別是避免管線的碰撞起到很大作用。管線綜合設(shè)計(jì)、計(jì)算工作量大，完全依靠手工設(shè)計(jì)，效率低下，為此，我們開發(fā)管線綜合CAD軟件幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。本軟件開發(fā)語言為C#2005，對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，無縫式接入CAD，實(shí)現(xiàn)了各類實(shí)體、各類數(shù)據(jù)的“捆綁”，操作簡單，易學(xué)易用。

【關(guān)鍵詞】市政設(shè)計(jì) 管線綜合 CAD

在城市的發(fā)展中，地下管線的種類越來越多，占用的空間也越來越大，對城市的建設(shè)發(fā)展起到了很重要的作用。管線綜合設(shè)計(jì)是整個(gè)市政管網(wǎng)設(shè)計(jì)中比較復(fù)雜的一部分，包含雨水管、污水管、給水管、電力電纜、電視電纜、電信電纜、熱力管道、煤氣管道、天然氣管道等等。管線綜合設(shè)計(jì)、計(jì)算工作量很大，利用手工進(jìn)行計(jì)算調(diào)整的過程，也更加的復(fù)雜、繁瑣。本軟件為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)高度整合的平臺(tái)，設(shè)計(jì)者可通過本軟件設(shè)計(jì)各類管線并查看交叉點(diǎn)的信息。

1 管線綜合CAD的研究

（1）管線圖形要素：包括管線對象、交點(diǎn)對象、交點(diǎn)垂距表對象。

（2）管線數(shù)據(jù)：包括管道名稱、標(biāo)高、坡度、規(guī)格形式、管線形式、管徑、材料、溝高、溝寬、壁厚、蓋板、底板、規(guī)格表示、占居高度、占居寬度。

（3）交點(diǎn)數(shù)據(jù)：包括交叉管1、交叉管2、交點(diǎn)坐標(biāo)、管1數(shù)據(jù)、管2數(shù)據(jù)、管底高程1、管底高程2、管頂高程1、管頂高程2、間距、路面高程。

（4）設(shè)計(jì)思路：建立基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按順序?qū)崿F(xiàn)以下功能，然后集成。

1）管線繪制，交互布管、包含管線、沿路布管；2）管線標(biāo)高設(shè)計(jì)；3）交點(diǎn)繪制與計(jì)算，計(jì)算交叉點(diǎn)數(shù)據(jù)，繪制交叉點(diǎn)；4）截取圖形；5）交點(diǎn)垂距表繪制；6）標(biāo)注，標(biāo)注管道代號、標(biāo)注管道規(guī)格、標(biāo)注管道符號、標(biāo)注交點(diǎn)等等；7）各種實(shí)體和數(shù)據(jù)的處理。

2 管線綜合軟件開發(fā)內(nèi)容

（1）初始化：設(shè)置繪圖環(huán)境，例如設(shè)置字體。

（2）基本設(shè)置（如圖1）：主要設(shè)計(jì)交點(diǎn)參數(shù)、交點(diǎn)垂距表參數(shù)、標(biāo)注參數(shù)等等，為后面的繪圖做準(zhǔn)備。

（3）材料數(shù)據(jù)（如圖2）：對材料數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括材料名稱、標(biāo)注前綴、管徑信息，用戶可以進(jìn)行編輯。

（4）井符號：實(shí)際是一個(gè)圖塊庫，用戶可以編輯這個(gè)圖塊庫，用戶可以將選中的圖塊插入CAD中。（如圖3）。

（5）管線系統(tǒng)數(shù)據(jù)（如圖4）。

1）管線系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括管線名稱、管道類型、簡稱、管道代號、顏色、線型、線寬、說明。

2）雨水管道、污水管道、給水管道、熱力管道、煤氣管道、天然氣管道、電力電纜、電信電纜、電視電纜是必須有的，不能刪除。

3）雙擊“管道符號”，彈出選擇管道符號窗口；

4）簡稱可以直接輸入；

5）管道代號可以直接輸入；

6）雙擊“顏色”，出現(xiàn)“選擇”顏色對話框：（如圖5）

8）線寬直接輸入；

9）點(diǎn)擊“增加”按鈕，表格會(huì)自動(dòng)增加一行，用戶可輸入數(shù)據(jù)；

10）點(diǎn)擊“刪除“按鈕，會(huì)刪除用戶選擇的那一行數(shù)據(jù)。

（6）包含管線。用戶手工在CAD中把管線畫好或利用已繪制好的直線、多段線，用此命令后，程序可以識(shí)別其為相應(yīng)的管線。（如圖7）

（7）交互布管。交互方式設(shè)計(jì)管線，輸入命令后（如圖11），輸入有關(guān)數(shù)據(jù)后，在CAD命令行出現(xiàn)以下提示：（如圖12）

包含以下方式：A-指定一點(diǎn)；B-按上段管方向、指定長度；C-指定方向、指定長度；D-指定平行線、長度；E-指定垂線、長度；F-指定邊線、垂線。

（8）沿線自動(dòng)布管。管線綜合設(shè)計(jì)時(shí)，很多管線是沿著道路布置的，因此，軟件提供了同時(shí)沿路繪制多條管線的功能。

在CAD中選擇一條多段線，以此為基準(zhǔn)偏移。（如圖13）

“左右邊”有三種選擇，左邊、右邊、兩邊；

輸入偏距；雙擊“管線名稱”，彈出“管線數(shù)據(jù)”界面，用戶輸入數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)將返回到當(dāng)前界面。

（9）無縫斷管。將管線綜合的管道在需要的地方打斷，打斷后的管道保證管道的標(biāo)高和坡度不發(fā)生變化。

（10）修改管線數(shù)據(jù)。選擇管線，可多選，彈出“管線數(shù)據(jù)”界面，用戶修改數(shù)據(jù)后，點(diǎn)“確定”，管線數(shù)據(jù)就修改了。（如圖14）

（11）設(shè)置管線標(biāo)高：可以連續(xù)選擇多個(gè)管線，并設(shè)置各個(gè)選點(diǎn)的高程，程序自動(dòng)計(jì)算這些管線的高程。

（12）設(shè)置水平標(biāo)高：可以選擇多個(gè)管線，設(shè)置水平標(biāo)高。

2.13繪制交點(diǎn)：根據(jù)用戶要求繪制交點(diǎn)并編號。（如圖15）

（14）刷新交點(diǎn)（不改編號），可以改變圖面上交點(diǎn)的大小、交點(diǎn)編號的字高等等。

（15）刪除交點(diǎn)，通過框選刪除圖面上的交點(diǎn)。

（16）設(shè)置交點(diǎn)路面高程，選擇交點(diǎn)后，用戶輸入交點(diǎn)的路面高程。

（17）數(shù)字地形計(jì)算交點(diǎn)路面高程，如果存在數(shù)字地形圖，用戶選擇交點(diǎn)后，程序根據(jù)數(shù)字地形圖自動(dòng)計(jì)算路面高程。（圖16）

（18）繪制交點(diǎn)垂距表，在圖面上框選交點(diǎn)，系統(tǒng)將自動(dòng)繪制交點(diǎn)垂距表。（如圖17）

交點(diǎn)編號也能手工修改，交點(diǎn)編號可以任意重復(fù)。

交點(diǎn)垂距表、交點(diǎn)的特性：點(diǎn)擊一個(gè)交點(diǎn)垂距表，將彈出修改數(shù)據(jù)的窗體，修改數(shù)據(jù)后，有關(guān)數(shù)據(jù)和圖形同時(shí)變化。并且，自動(dòng)檢查碰撞情況，如果有碰撞，相關(guān)的交點(diǎn)垂距表的顏色發(fā)生改變，平面圖中的交點(diǎn)顏色也變化，提示設(shè)計(jì)人員修改。點(diǎn)擊一個(gè)交點(diǎn)，與點(diǎn)擊一個(gè)交點(diǎn)垂距表完全一樣。實(shí)現(xiàn)了交點(diǎn)和交點(diǎn)垂距表的“捆綁”。

母子圖的交互特性 ：（1）修改母圖數(shù)據(jù)，則有關(guān)子圖自動(dòng)修改，反之亦然；（2）可以由子圖繪制交點(diǎn)垂距表；（3）無論是由母圖繪制的交點(diǎn)垂距表，還是由子圖繪制的交點(diǎn)垂距表，二者是等同的；（4）修改交點(diǎn)垂距表時(shí)，母圖和子圖的交點(diǎn)實(shí)體和交點(diǎn)數(shù)據(jù)同時(shí)變化；（5）無論是修改母圖交點(diǎn)還是修改子圖交點(diǎn)，無論有多少個(gè)交點(diǎn)垂距表，其實(shí)體和數(shù)據(jù)同時(shí)變化；（6）子圖和子圖可以有重復(fù)部分，子圖可以有子圖（孫圖）；（7）實(shí)現(xiàn)了母圖、子圖、母圖交點(diǎn)、子圖交點(diǎn)、母圖產(chǎn)生的交點(diǎn)垂距表、子圖產(chǎn)生的交點(diǎn)垂距表的完全“捆綁”。

3 軟件的特點(diǎn)

（1）開放式設(shè)計(jì)：程序內(nèi)所有數(shù)據(jù)都可由用戶編輯；

（2）無縫式接入CAD：二次開發(fā)命令和CAD固有命令融為一體，所有設(shè)計(jì)對象都可使用CAD固有命令編輯（如復(fù)制、移動(dòng)、刪除等等），CAD固有命令繪制的管線可以讓程序識(shí)別；

（3）實(shí)現(xiàn)了各類實(shí)體、各類數(shù)據(jù)的“捆綁”。