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基于测量数据的铁路工程计算、数据处理及工程算量的工程计算解决方案

1.项目目标

轨道工程技术智能集成系统建设总体目标为:用户根据项目实际情况,录入项目设计数据,构建项目工程模型;根据项目工程模型,自动计算生成两套项目工程量和物料量数据,给计价和施工生产提供决策辅助;在完成工程量、物料量的前提下,尽可能完善人员、项目及项目数据资料的管理和标准文档的输出功能. 系统建设总体思路为:以项目工程模型为核心,充分利用计算机信息技术, 集数据库操作、工程量计算、物料量计算、标准文件输出和辅助决策等功能于一体,实现项目施工技术与计价算量的信息化、系统化、标准化和可视化.

2.项目数据管理

(1)新建并管理项目线路,线路平、竖、超高和断链数据录入,线型数据除了可以手动录入外,也可实现导入功能(平曲线.txt、竖曲线.txt、超高.txt、断链.txt);

(2)新建并管理项目车站信息,录入每个车站的股道数据(类似于项目线路),可批量操作;

(3)新建并管理项目隧道信息,录入隧道对应工程量、物料量计算参数,可批量操作;

(4)新建并管理项目桥梁信息,录入桥梁对应工程量、物料量计算参数,可批量操作;

(5)录入并管理道岔空间和属性参数,可批量操作;

(6)新建并管理道床类型参数,用于构建项目线路使用的各种道床类型,可批量操作;

(7)录入枕木类型、枕木数量、钢轨类型、扣件类型、道床类型等在线路上的区间分布信息,这直接关系到工程量和物料量的计算。但某些对象可通过其他对象的分布和管理规则,计算出其在线路上的区间分布信息,所以区间分布信息既要能手动输入,也要能根据规则自动计算;

(8)每个项目基础数据对象的属性需要根据算量数据要求,最终讨论得出;

(9)需要对当前界面录入数据进行缓存,防止出现界面不小心退出而导致的数据消失情况;

(10)对所有录入数据进行自检,判断是否规范,具有充足的容错和反馈措施;

(11)执行录入数据的复核制度,数据通过技术员录入,工程部复核,项目总工审批通过后,数据方可投入算量的使用。

3.数据后处理模块

(1)根据录入的JD数据,计算JD对应“平曲线参数组”(切线长T、外移距p、切曲差q、缓和曲线角β、转角α等共计18个参数),详见《轨道工程技术智能系统专业术语及计算说明书》;

(2)根据线路平曲线起终点数据和平曲线参数组,计算平曲线的主点数据(ZH、HY、YH、HZ点的里程和坐标值);

(3)根据断链信息,完成断链前后里程的转换,线型及坐标计算过程中使用的均为连续里程(断链前里程),显示和文档中均为断链里程(断链后里程);

(4)线型计算需要适用于对称缓和曲线、不对称缓和曲线、圆曲线等情况;

(5)根据线路竖曲线起终点和变坡点数据,计算“竖曲线参数组”(变坡点里程、高程、前后坡率、外矢距e、竖曲线半径、切线长T和竖曲线长度等8个参数);

(6)根据超高和平曲线数据,计算任意里程位置超高值,可提供计算流程和公式;

(7)输入任意断链后里程,自动计算其在线路上的三维坐标;

(8)输入任意平面坐标,自动计算其在线路上对应的里程及偏距;

(9)将计算结果存入数据表,每次更改输入数据后,需要进行重新计算更新;

(10)根据设计要求,可输入枕木类型或数量与平曲线半径、坡度、地段要素(路基、车站、隧道和桥梁)之间的关联规则,自动计算枕木类型或数量在线路里程上的区间分布情况,结果写入数据表;

(11)道床类型、钢轨类型和扣件类型的区间分布,能够录入其与其他要素的关联规则,自动计算得出区间分布情况;

(12)以线路里程作为唯一维度,将多种要素的区间分布情况,在里程叠加维度上进行叠加和相交操作,自动分割构建多属性要素区间单元,便于后续不同铺轨环境的计价或其他计算。

4.工程量计算模块

(1)根据城市轨道专业与市域铁路中遇到的不同道床类型参数进行自动计算,计算其钢筋、混凝土方量。

(2)根据线路减振地段设置及减振要求,自动计算任意里程范围内的长轨枕、短轨枕、普通扣件、减振扣件、橡胶垫、钢弹簧系统等材料数量。

(3)统计各种地段类型的铺轨长度以及道岔铺设(含交叉渡线与单渡线)数量;

(4)同样的一段线路可能会受施工方法不同的影响,导致计算的工程量、物料量存在差异,具体流程和计算方法需要后续讨论决定;

(5)地铁板块中涉及调线调坡情况的,具体等调线调坡后,根据提供的数据进行二次处理或重新建模,并重新生成输出相关资料。

5.工程量计算模块

(1)根据道床类型区间分布和道床类型参数,自动计算并统计线路任意里程范围的道砟量(底砟和面砟分开)或混凝土钢筋用量;

(2)根据线路枕木类型和数量区间分布数据,自动计算并统计任意里程范围各类枕木数量以及锚固材料数量(锚固孔数量直接与枕木数量相关,锚固材料具有固定配比);

(3)根据线路扣件区间分布,计算任意里程范围各类扣件需求量; (4)统计各种地段类型的铺轨长度以及道岔铺设(含交叉渡线与单渡线)数量;

(5)同样的一段线路可能会受施工方法不同的影响,导致计算的工程量、物料量存在差异,具体流程和计算方法需要后续讨论决定;

(6)地铁板块中可能会由于设计原因,不仅仅存在枕木、钢轨、扣件等通用物料,扁钢、绝缘头等其余物料,需要讨论并考虑怎么建立数学模型,便于计算。

6.数据输出模块

(1)实现技术汇编文件的输出,技术汇编文件主要包括Excel表格(断链表、坡度表、曲线表、道岔表、车站表、桥梁表和工程量汇总表等)、CAD图纸(车站简图、线路平面图等),表格数据均已在数据预处理模块和工程量物料量计算模块得出,我们会给出固定表格样式;

(2)技术汇编文件中图纸样式主要表现为折线、曲线、标注和文字构成的绝对定位图和相对位置图,自动生成表格和生成CAD图的C#第三方库分别为NPOI和netDXF;

7.贯通系统挂接模块

(1)计算的工程量、物料量能同步到信息贯通系统数据库;

(2)自动生成符合信息贯通要求的CAD图模型,将CAD图直接同步到局信息贯通系统数据库中,并能挂接贯通系统的各级工号,并自动输出对应的句柄信息Excel表,减少人员绘图上传和手动挂接操作;

(3)实现本系统与局信息贯通系统数据挂接功能,局信息贯通系统开发方会提供对应API,但其提供的时间不确定,所以在平台登录模块需要编写一个简易的登录界面,用于测试使用。