В статье рассмотрены существующие программные комплексы для проектирования автомобильных дорог. Проведён их сравнительный анализ, оценены достоинства и недостатки каждой из них.
Ключевые слова : автомобильные дороги, САПР, проектирование .
The software systems for the design of roads are considered. Their comparative analysis was carried out, the advantages and disadvantages of each of them were evaluated.
Keywords : highways, CAD, design.
Перед тем как начать строительства любого инженерного сооружения происходит проектирование, а строительство и инженерные сооружения необходимо запроектировать согласно техническому заданию, ГОСТ, ЕНИР и ЕСКД. ЕСКД — это комплекс стандартов, который формирует и регулирует правила, требования по разработке, оформлению основной конструкторской и сопроводительной документации, необходимой в процессе проектирования от начала до конца проекта [1]. Каждый этап работы включает расчеты, которые опираются на другие, а на и основании расчетов строятся чертежи. Ошибка может привести к переделыванию огромного количества работы.
Благодаря компьютеризации мы можем всю рутинную работу по расчётам и чертежам предоставить ЭВМ. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) (Computer-aided design (CAD)) опирается на прочную научно-техническую базу. Это организационно-техническая система, входящая в информационную структуру организации, осуществляющей работу над проектом при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП) [2]. Основное назначение САПР заключается в автоматизации проектирования, как на отдельных этапах и их составных частей, так и процесса в целом. Новым импульсом в развитии автоматизированных систем проектирования стала технология BIM (англ. Building Information Model или Modeling) — информационная модель (или моделирование) зданий и сооружений. САПР применяемые для автомобильных дорог: в России используют такие программы как Robur, CREDO. Зарубежом используют Plateia (CGS plus, Словения), Novapoint Road (VIANOVA Systems AS, Норвегия), SierraSoft Roads (SierraSoft, Италия), RoadEng (Softree, Канада), Anadelta Tessera (Anadelta Software, Греция). Все системы работают на базе платформы AutoCAD, AutoCAD Civil 3D, AutoCAD Map 3D и BricsCAD.
Рассмотрим и сравним программы Robur, наиболее продвинутую выпускаемую в России, и Plateia (CGS plus, Словения). Зарубежная программа «GeoniCS Автомобильные дороги» распространяется группой компаний CSoft, программа поддерживает стандарты проектирования автомобильных дорог разных стран: Германии, Австрии, России, Польши, Греции, Болгарии, Румынии, Турции, Хорватии, Сербии, Словении. Учтём AutoCAD Civil 3D, как наиболее широко распространённую программу в разных сферах и большинство систем работают на её базе.
Robur — это программа от Научно-производственной фирмы «ТОПОМАТИК». Выпускают несколько вариантов программы: «Изыскания», «Автомобильные дороги», «Железные дороги», «Искусственные сооружения», «Инженерные сети» и «Дорожная одежда». Комплекс программ Robur «Автомобильные дороги» используется для разработки проектов загородных дорог и городских улиц. «Топоматик Robur — Автомобильные дороги» позволяет провести полный технологический процесс, начиная от обработки геологический и геодезический изысканий, и заканчивая инженерным сопровождением [3].
Программа обладает удобным интерфейсом, имеется возможность удобно переключаться между окнами, расположить окна так, чтобы одновременно были видны план, профиль, поперечник и окно «3D Вид», в котором динамически отображаются все трехмерные модели. Существует возможность «Динамического продольного профиля», что позволяет при изменении геометрии дороги получать сразу готовый продольный профиль с учётом всех изменений.
При работе с продольным профилем есть возможность детального проектирования продольного профиля и выполнения специфических функций. Поперечные профили возможно посмотреть непосредственно на продольном профиле. Программа поддерживает быстрое внесение любых корректив на любом участке и, при необходимости, вручную.
Один из самых сложных разделов проектирования дороги — транспортные развязки, особенно многоуровневые, с которые Robur не только позволяет спроектировать, но и представить 3D модель. В результате получаем набор геометрически увязанных подобъектов, по которым считаем объемы и формируем чертежи. Необходимую разметку, знаки и автобусные остановки есть возможность запроектировать, при необходимости вручную.
Автоматически формируется документация по каждому разделу и этапу, согласно ГОСТам, сохранением внесённых изменений. Реализована возможность импорта в программу кадастровых данных [4].
В последних версиях добавили возможность визуализации транспортных потоков с помощью технологии BIM.
Рассмотрим Plateia (CGS plus, Словения), которая на территории России представлена под названием «GeoniCS Автомобильные дороги», возможности которой включают: разработку проектов строительства, реконструкции, ремонта автомобильных дорог, городских улиц всех технических категорий, при этом полностью учитываются отечественные нормы и стандарты.
Программа использует простой, удобный интерфейс, имеются все необходимые инструменты для выполнения типичной последовательности проектирования и предварительной детальной проработки проекта. Система может сформировать полноценную трёхмерную модель дороги с учётом всех требований, в том числе подготовить планы местности и шаблонов. Данные могут поступать с геодезических приборов (Geodimeter, Huskey, Leica, Sokkia и др.), и сохраняются в готовой табличной документации.
Созданные планы обрабатываются в двумерном и в трехмерном пространстве. Усовершенствованные инструменты позволяют работать в 2D, преобразовывать точки и связи в трехмерные чертежи, являющихся основой для расчетов моделей рельефа местности.
Программа позволяет работать с большими проектами длиной более 100 км и объектами с количеством поперечных профилей более 1000. Инструмент Autosign автоматизирует процесс проектирования дорожных знаков разметки, формирует их трёхмерную визуализацию, создает знаки индивидуального проектирования. Проработан анализ проектных решений, формируется полная и цельная 3D-модель дороги [5]. Функция Plateia Ultimate 4D является «BIM- совместимой», даёт возможность формирования чертежей, ведомостей для последующего составления смет. Набор инструментов Autopath Swept используется для компьютерного моделирования перемещения транспортных средств и анализа траектории движения транспортных средств и потока как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.
Программы от компании Autodesk универсальны строительства и поэтому имеют наиболее широкий функционал. Универсальность, удобство, поддержка, развитие, которое компания Autodesk осуществляет для своих продуктов, дает отличную базу для проектирования. Все другие программы используют AutoCAD как базовую программу, а с появлением AutoCAD Civil 3D, построенной на собственной версии BIM, многие задачи выполняются лучше, чем в специализированных программах.
Система автоматизированного проектирования объектов инфраструктуры AutoCAD Civil 3D построена на хорошо известной и широко используемой платформе AutoCAD. Инструменты, используемые в среде AutoCAD Civil 3D, позволяет выполнить трассировку трассы любым из доступных способов; преобразовывать в объекты Civil 3D из обычного AutoCAD; прокладывать трассы оптимального вписывания по данным топографической съемки, что удобно при выполнении проектов ремонта и реконструкции. Инструменты компоновки, позволяют и быстро создать трассу с корректной геометрией, проводится автоматическая проверка на соответствие нормативным критериям. AutoCAD Civil 3D строит профиль поверхности рельефа, который будет динамически обновляться с изменением трассы. Имеется библиотека элементов конструкций и искусственных сооружений. При отсутствии необходимого элемента, его можно создать и сохранить в библиотеку.
Программный комплекс позволяет создать динамическую гибкую модель «Коридор» [6]. Необходимые конструкции распределяются вдоль трассы в плане и в продольного профиля по высоте. При соединении точек конструкция с одноименными кодами формируются линии — края проезжих частей, обочин и другие.
Коридоры могут состоять из нескольких базовых линий (нескольких трасс и профилей), так и для моделирования сложных транспортных объектов: магистралей с разделенными полосами, развязок. Разработан удобный модуль «Мастер создания перекрёстков», в котором автоматически формируются трехмерные пересечения в одном уровне.
В результате работы в динамической среде программы, строится единая модель автомобильной дороги. Любые изменения, вносимые в составляющие проекта, обновляют общую модель коридора, и всех связанных с ним объектов, а также выходные чертежи и расчеты. Механизм автоматизированного формирования выходных чертежей позволяет осуществить нарезку листов плана и продольного профиля трассы по шаблонам.
Сравнение САПР представим в виде таблицы по пятибальной шкале, где 1 — плохо, 2 — ниже среднего,3 — средний,4 — выше среднего,5 — отличный результат.
Таблица 1
Сравнение САПР
|
Robur «Автомобильные дороги» |
Plateia «GeoniCS Автомобильные дороги» |
AutoCAD Civil 3D |
|
|
Страна разработки |
Россия |
Словения |
США |
|
Лицензионная защита |
еТокен |
Лицензионный ключ |
Лицензионный ключ |
|
Интерфейс |
3 |
2 |
5 |
|
BIM совместимость |
2 |
4 |
5 |
|
Техническая поддержка |
4 |
3 |
5 |
|
Удобство анализа проекта |
4 |
3 |
5 |
|
Соответствие Российской ЕСКД |
5 |
4 |
2 |
|
Стоимость за год |
5 |
3 |
4 |
|
Сумма баллов |
23 |
19 |
26 |
Результат показывает, что почти по всем критериям AutoCAD Civil 3D оказывается лучшим, но в нем отсутствует такая важная функция, как соответствие российским ЕСКД, в связи с чем для проектирования в России нам больше подходит Robur, который хоть и уступает AutoCAD Civil 3D, но имеет базу ЕДСК, которая регулярно обновляется.
Литература:
- ГОСТ 2.001–2013. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Общие положения (с Поправками). [Текст]. — Москва: Стандартинформ, 2018. — 6 с.
- ГОСТ 23501.101–87. Системы автоматизированного проектирования. Основные положения (с Изменением N 1). — Москва: Издательство стандартов, 1988. — 11 с.
- НПФ «ТОПОМАТИК»: официальный сайт. — Санкт-Петербург. — URL: http://www.topomatic.ru (дата обращения 01.11.2022).
- Список основных изменений и дополнений в третьем поколении продуктов программного комплекса Топоматик Robur // НПФ «ТОПОМАТИК»: [сайт]. — 2021. — URL: http:// www.topomatic.ru/download/revisions.pdf (дата обращения 02.11.2022).
- Пожидаев, Д. GeoniCS Автомобильные дороги (Plateia) 2014 / Д. Пожидаев // САПР и графика. — 2014. — № 3(209). — С. 43–44. — EDN QMSXRG.
- Autodesk Ink: официальный сайт. — URL: https://www.autodesk.ru (дата обращения 05.03.2022).
