Автоматизированные системы проектирования железных дорог

Наиболее известна система Credo (Беларусь, Минск, НПО «Кредо -Диалог»), созданная для проектирования автомобильных дорог, но применяемая и при проектировании железных дорог.

Рис.11.5

Система Credo включает ряд программных комплексов, в том числе:

Credo _ TER для выпуска крупномасштабных топографи­ческих планов, представления результатов изыска­ний для автоматизи­рован­ного проектирования (создание ЦММ), про­ектиро­вания планового положе­ния линейных со­оружений, расчета объемов земля­ных работ;

Credo _ MIX для автоматизированного проектирования авто­мобильных, железных дорог и других транспортных со­оружений;

Cad_Credo для обработки материалов линейных изыска­ний, для детального проектирования вариантных решений при новом строительстве и рекон­струкции железных и автомобильных дорог с их оценкой и для подготовки проектной документации. В составе этого комплекса могут входить про­граммные средства для решения таких проектных задач как гидрав­лический расчет труб и малых мостов, проектирования водоотводных уст­ройств, рас­чета осадки насыпи на слабом основании, расчета устойчивости откосов зем­ляного полотна, оценки загряз­нения окружающей среды и др.

В системе Credo удачно организована работа по плановой компоновке проектных решений при проектировании станций, узлов, развязок и она широко применяется при раз­работке таких проектов.

Первый отечественный программный продукт для проектирования железных дорог и станций Robur-rail (Россия, Санкт-Петербург) создан на ос­нове пространственной цифровой модели, разработанной компанией ТОПОМАТИК (рис.11.6).

Robur-rail – это совместная разработка научно-производственной фирмы ТОПОМАТИК и проектно-изыскательского института ЛЕНГИПРОТРАНС.

Рис.11.6

Программный комплекс Robur-rail автоматизирует решение ряда задач проектирования железных дорог, в том числе:

· обработка материалов изысканий;

· проектирование железных дорог и станций, вынос проекта в натуру;

· контрольно-исполнительные съемки.

Функциональные возможности комплекса:

· создание исходной геодезической основы;

· создание цифровой модели рельефа и геологии;

· проектирование плана трассы железной дороги;

· проектирование продольного профиля новой и реконструируемой железной дороги;

· подсчет объемов работ земляного полотна и верхнего строения пути;

· работа с базовыми элементами проектирования соединений путей стан­ции;

· инструментарий по вертикальной планировке станций;

· план путевого развития новых и реконструируемых станций;

· проектирование поперечных профилей земляного полотна станций.

Функциональные возможности GeoniCS ЖЕЛДОР (Москва, CSoft) вклю­чают поддержку принятия проектных решений при проектировании новых, реконструкции и капитальном ремонте существующих железных дорог. В качестве платформы используется русифицированный AutoCAD (рис.11.7).

Рис.11.7

Программный комплекс Kaprem – система автоматизированного проектирования инже­нерных работ по капитальному ремонту и реконструкции железных дорог. Разработчик ком­плекса – проектно-изыскательский институт «Иркутскжелдорпроект» – региональный филиал ОАО «Росжелдорпроект». Комплекс создавался на основе опыта и с учетом требований ряда проектных институтов, работающих в отрасли.

Комплекс Kaprem состоит из нескольких модулей, охватывающих цикл проектных работ от обработки данных полевой съемки, до формирования выходной про­ектной документации в соответствии с действующими стандартами.

Среди задач, решаемых программным комплексом:

· обработка данных полевой топографической съемки;

· проектирование плана пути;

· проектирование продольного профиля пути;

· проектирование поперечных профилей;

· проектирование раскладки плетей бесстыкового пути;

· формирование геологических разрезов.

Рис.11. 8

В программном продукте РВПлан (Украина, Rail Brain Systems) реализован комплексный подход к решению большинства задач расчета, мониторинга и реконструкции плана железных дорог. Языки интерфейса и выходной документации: украинский, русский, английский.

Рис.11.9

В отечественной проектной практике используется и ряд зарубежных разработок – системы MX Rail (Великобритания) (рис.11.10), Card /1 (Германия) которые позволяют выполнять трассирова­ние новых железных дорог в интерак­тивном режиме на экране монитора по цифровой модели местности, а также чертежные работы в информаци­онном взаи­модействии с програм­мами Auto CAD и MicroStation (MX Rail). Возможности анализа проектных реше­ний ограничиваются определением объемов земляных работ, расчетом по­требности материалов и элементов верхнего строения пути.

Рис.11. 10

Автоматизированная система проектирования AutoCAD Civil 3D (Autodesk, США) – программный комплекс нового поколения, работающий на платформе AutoCAD и предназначенный для проектирования различных ин­женерных сооружений, обладающий широким функционалом для обработки данных инженерных изысканий, работы с поверхностями, профилями, сече­ниями и т.д. Это позволяет проектировать в Civil и линейные объекты, в т. ч. автомобильные и железные дороги.

Отличительные особенности AutoCAD Civil 3D:

·  работа с 3 D моделью проектируемого объекта с автоматическим полу­чением требуемых проекций, разрезов, профилей и т.п. (рис.11.11);

Рис.11. 11

· наличие механизма создания стилей, обеспечивающего возможность на­стройки внешнего вида объектов проектирования в соответствии с национальными стандартами;

· наличие динамической связи между объектами;

· возможность использования ГИС-технологий при проектировании;

· широкие возможности 3D визуализации и анимации (рис.11.12).

Рис.11.1 2

Функционал AutoCAD Civil 3D позволяет проектировщику заниматься в основном именно проектированием, а не черчением и вычислениями, разрабатывать более качественные проекты, повышает производительность его труда.

В стандартный комплект поставки входят:

· AutoCAD графическая платформа со всеми стандартными функ­циями;

· AutoCAD Civil 3D – с полным набором специальных функций, инструментов и библиотек для автоматизированного проектирования генплана, вер­тикальной планировки, линейных объектов (железных и автомобильных до­рог, трубопроводов, инженерных сетей);

· AutoCAD Map – инструментальная геоинформационная система с функ­циями анализа, моделирования и прогнозирования пространственных и семантических данных;

· Autodesk Vault – система электронного архива и организации коллектив­ного доступа к данным проекта;

· Viz Render – визуализатор.

Во всех перечисленных системах под трассированием понимается рас­чет геометриче­ских параметров элементов трассы, формируемой проекти­ровщи­ком в интерактивном режиме на экране монитора. Различие между ними состоит в более или менее удачной организации пользовательского интерфейса. Функ­ции анализа принимаемых проектных реше­ний, выходящие за рамки обес­печения корректности геометрических параметров объекта про­ектирова­ния и опреде­ления объемов земляных работ, потребности мате­риа­лов верх­него строения пути, не поддерживаются и должны вы­полняться за пределами данных САПР с использованием других программ­ных средств. Основная за­дача, решаемая САПР данного типа – автоматиза­ция подготовки проектных данных для чертежных работ, массовых и трудоемких.

Научным Агентством Правительства Австралии около десяти лет назад была разработана система Quantm. Это, вероятно, первая разработка информационных технологии и методологии (запатентованная), специально ориен­тированная на автоматизацию выбора направления трассы линейных со­оружений.

Система Quantm предназначена для поддержки принятия управленческих решений в процессе выбора полосы варьирования и направлений проек­тируемых линейных сооружений (железных и автомобильных дорог, трубо­проводов и т.п.) с учетом мер по охране окружающей среды, параметров проектирования, пересечений с другими сооружениями.

Варианты направления трассы генерируются в пределах заданной полосы варьирования (между начальным и конечным пунктами) случайным об­разом. Число рассмотренных вариантов измеряется многими десятками мил­лионов (используются мощный сервер и суперкомпьютер, находящиеся в Австралии). Связь с сервером устанавливается через Интернет. Лучшие вари­анты  (коридоры, в пределах которых целесообразно проложить трассу варианта) определяются методом статистических испытаний.

Рис.11.13

Выбранные конкурентоспособные варианты направления трассы затем корректируются в пределах намеченных коридоров также методом статистических испытаний (рис.11.13). В качестве критерия оптимальности проектного решения по трассе линейного сооружения принимается стоимость его строительства.

Система Quantm является инструментом планирования и не заменяет систем автоматизированного проектирования на стадии детальной проработки проекта.