黃偉敏，張金蒼

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術學院，陜西渭南 714000;2.中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

鐵路中間站設計中，平面設計是基礎，目前大部分設計工作仍采用人機對話方式完成，由于地形復雜、相互約束條件豐富，計算統(tǒng)計多而復雜，往往牽一發(fā)而動全身，占用了設計人員大量時間和精力，因此急需一個實用的中間站輔助設計軟件，減少設計工作量，提高工作效率。

1 系統(tǒng)任務分析

本系統(tǒng)用于鐵路各設計階段的站場平面設計，能夠輔助用戶進行車站咽喉設計、線路連接、信號機計算與插入、圖面與數(shù)據(jù)庫一致性處理、數(shù)據(jù)檢查、車站輔助設施繪制、相關報表輸出、其他輔助工具等［1，2］如下。

(1)站場勘測、勘探資料的收集

用專業(yè)數(shù)據(jù)庫的模式將所有的項目資料集合在一起，便于設計中的調用和共享，以及設計、復核、審核工作中的數(shù)據(jù)同步。

(2)相關規(guī)范、標準庫的建立與維護

在設計過程中，需要大量的規(guī)范、標準信息，這些信息需要利用專門的管理和維護工具，為設計、檢算、報警等提供依據(jù)。

(3)鐵路站場平面設計［3，4］主要內(nèi)容

站線設計，包括到發(fā)線、編發(fā)線、牽出線、安全線、貨物線等站場線路的設計。

站場設備設計，包括水鶴、油鶴、加強設備、倉庫、貨運設備等。

信號機、警沖標自動計算與標注;站房、站臺位置設置與計算;曲線超高、加寬計算工具;線間距、基線閉合計算工具。

站場平面設計所需的主要參數(shù)及其默認值設置;平面圖標注及圖表自動處理。

平面圖編輯工具:用戶移動交點、道岔等實體，系統(tǒng)自動計算和繪制相關的實體變化，并改變原來的圖形。

圖面標注:包括坡度、坐標、曲線要素、有效長、道岔編號、交點編號、站線編號、線間距等內(nèi)容的計算與標注。

圖面輔助工具:圍墻、欄桿、用地界、排水溝、道路、平過道、房屋、平交道、橋涵等輔助繪制工具。

復核工具:檢查道岔、信號機、曲線因素、警沖標、相關設備的限界等是否滿足設計規(guī)范的要求，并提示用戶進行修正。

(4)既有站平面設計

既有站處理，包括既有站外業(yè)測量數(shù)據(jù)處理、既有站成圖、既有站改建設計等，同時包括新建鐵路站場設計的所有內(nèi)容。

(5)相關的表格輸出

主要包括道岔表、股道表、道岔坐標表、曲線交點坐標表、信號機警沖標表、排水溝槽表等的自動提取填寫。

2 系統(tǒng)模塊設計

2.1 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)開發(fā)關鍵要確定站場設計的基本參數(shù)格式，以及道岔岔心、曲線、警信、配軌、貨場等模型的建立、分析、計算和整合;總結道岔布置、縮短連接、各種設備設置的規(guī)律［5］，以方便靈活地完成中間站設計;實現(xiàn)平面圖與工程數(shù)量同步修改;完成站場平面坐標與CAD系統(tǒng)坐標的相互轉換;進行曲線車站的設計［6-8］模塊如下。

(1)規(guī)范管理模塊:包括單開道岔、對稱道岔、菱形交叉、復式交分、交叉渡線、兩道岔間最短距離、道岔與曲線間最短距離、軌道規(guī)范、軌枕規(guī)范、信號機規(guī)格數(shù)據(jù)管理模塊。

(2)系統(tǒng)全局配置信息管理模塊:包括圖層、車站實體、線型、數(shù)字精度、站線類型配置模塊。

(3)項目信息管理模塊:主要負責項目的添加、修改、刪除。

(4)車站信息管理模塊:包括車站初始化，車站的添加、修改、刪除，默認道岔、軌道標準管理模塊和選擇設計車站、選擇設計時態(tài)模塊。

(5)勘測資料管理模塊:包括曲線數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)、水平單數(shù)據(jù)、車站表數(shù)據(jù)等管理功能。

(6)平面設計模塊:包括基線定義、基線選擇、道岔插入、股道繪制、終端式連接、縮短式連接、渡線連接、信警計算與插入、線路連接模塊、車擋插入及站臺、站房、倉庫、雨棚、龍門吊、走行軌等繪制模塊。

(7)平面標注模塊:包括里程、線間距、引線、有效長、進路符、拆除符、岔心和曲線交點、坡度標注模塊。

(8)線型處理模塊:主要進行線型轉換:把用戶選擇的多義線轉換成指定的線型，并根據(jù)圖形比例進行處理。輔助畫線:用戶選擇線型后，能夠引導用戶繪制該線型的多義線。線型處理過程中，需要同時自動轉變線的層、顏色等屬性。線型處理主要針對圍墻、柵欄、電纜、地下管道等線型處理。

(9)排水溝(槽)繪制模塊:包括排水溝數(shù)據(jù)錄入、自由繪制、解釋模塊(線轉水渠)、標注、排水橫坡處理模塊。排水溝的設置是比較復雜的，既要根據(jù)路基斷面，還要根據(jù)實際地形進行設計，在橫斷面暫時不做的情況下，需要做好與橫斷面數(shù)據(jù)的接口，并完成一些輔助設計的工具，以參數(shù)的方式進行繪制，待以后進行完善。

(10)車站道路繪制模塊:包括道路繪制、道路解釋、道路標注三項功能。

(11)橋涵，平、立交道繪制模塊:完成站內(nèi)橋涵的數(shù)據(jù)、繪制。

(12)報表輸出模塊:輸出道岔、股道、道岔坐標、曲線交點坐標、信號機警沖標、排水溝槽表。

(13)計算工具模塊:提供曲線超高和曲線加寬計算工具。

(14)實體編輯模塊:實現(xiàn)實體移動和實體屬性修改。

(15)復核檢查模塊:實現(xiàn)設計復核與檢查，包括自動檢查道岔、信號機、曲線因素、警沖標、相關設備的限界等是否滿足設計規(guī)范的要求，并提示用戶進行修正。對于出錯的實體，可以標記的形式提示用戶進行校正，也可輸出檢查復核結果清單，供用戶參考;對設計者的所有輸入數(shù)據(jù)均需要打印成表，以便復核者使用。同時在系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)中，隨時對中間數(shù)據(jù)進行檢算，并提示用戶調整輸入數(shù)據(jù)。

(16)圖例、簽署欄繪制模塊:實現(xiàn)圖例繪制、圖框和簽署欄繪制。

2.2 系統(tǒng)模塊結構

根據(jù)系統(tǒng)需求調研，設計的系統(tǒng)主要模塊結構如圖 1 所示［9］。

圖1 系統(tǒng)主要模塊結構

3 系統(tǒng)體系結構

系統(tǒng)基于 ObjectARX2007平臺，使用 Microsoft Visual Studio C++.NET 2005開發(fā)的程序、由Access2003作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、AutoCAD2007/2008集成，作為AutoCAD的一部分，由AutoCAD平臺調用與管理，完成系統(tǒng)的目標［10-13］。系統(tǒng)的體系架構如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)體系結構

4 系統(tǒng)使用流程

系統(tǒng)為客戶機獨立運行模式，需啟動AutoCAD軟件，加載程序文件后使用，使用流程如圖3所示。

5 結語

本系統(tǒng)的用戶界面友好，交互過程完全在屏幕顯示的圖上進行，直觀明了，操作方便靈活，輸出成果滿足有關圖式、標注的要求，經(jīng)過相關的鐵道勘察設計院所的測試和試運行，為相關鐵路勘察設計院站場設計人員提供了鐵路中間站平縱面的輔助設計工具，減輕了勞動負擔，取得了顯著的成效，有較強的實用意義。

圖3 系統(tǒng)使用流程

［1］何再瑜，易思蓉.鐵路中間站輔助設計系統(tǒng)［J］.鐵道勘察，2008(1):51-53.

［2］李雪婷.鐵路站場計算機輔助設計系統(tǒng)的研究［D］.成都:西南交通大學，2004.

［3］馬玉珍.客運專線站場設計技術研究［J］.鐵道標準設計，2005(5):25-27.

［4］文東，胡健.復雜地形地質條件下的山區(qū)鐵路站場設計研究——以大瑞、大麗、麗香等山區(qū)鐵路為例［J］.鐵道標準設計，2012(3):4-9.

［5］羅法水.鐵路站場平面一體化應用的研究及開發(fā)［J］.鐵道標準設計，2005(6):18-20.

［6］中華人民共和國鐵道部.TB10044—98 鐵路工程CAD技術規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［7］中華人民共和國鐵道部.GB 50090—2006 鐵路線路設計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［8］中華人民共和國鐵道部.GB50091—2006 鐵路車站及樞紐設計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［9］黃偉敏，張金蒼.基于ARX的隧道施工進度輔助設計系統(tǒng)開發(fā)［J］.鐵路計算機應用，2008，17(9):53-54.

［10］何亮.基于ObjectARX的CAD系統(tǒng)開發(fā)若干關鍵技術的研究［D］.合肥:合肥工業(yè)大學，2008.

［11］張偉，劉偉濤，許云華.利用ObjectARX對AutoCAD2006進行二次開發(fā)及其應用［J］.機械研究與應用，2007，20(2):110-111.

［12］徐斐.基于VC++和ObjectARX的選線系統(tǒng)的設計與開發(fā)［J］.蘭州交通大學學報，2010，29(4):53-57.

［13］劉小龍，程耀東.基于Object ARX的鐵路縱斷面自動出圖系統(tǒng)的研究［J］.鐵路計算機應用，2009，18(1):9-11.