Рассмотрены современные способы автоматизации камеральных изыскательских работ на примере адаптации САПР AutoCADдля решения узкоспециализированных задач.
Ключевые слова:Изыскательские работы, камеральные изыскательские работы, AutoCAD, AutoLISP.
Изыскательские работы — это комплексное экономическое и инженерное (техническое) исследование района или площадки строительства. Изыскания разделяют по содержанию на экономические и технические. Перед проведением изыскательских работ происходит выбор площадки для строительства, такой выбор осуществляет генеральный проектирующий орган по поручению заказчика. Экономические изыскательские работы проводятся для выявления и обоснования вариантов обеспечения в строительства сырьем, материалами, энергией, водой, газом, транспортом и другими ресурсами, в свою очередь инженерные изыскания производятся с целью изучения природных условий района (строительной площадки) строительства на всех стадиях проектирования и включает следующие виды работ [1, с. 130–137]:
1. Топографогеодезические работы;
2. Геологические работы;
3. Гидрогеологические работы;
4. Гидрометеорологические работы;
5. Почвенногеоботанические работы;
6. Санитарно-гигиенические работы.
В результате выполнения изыскательских работ решается ряд задач, среди которых:
1. Развитие геодезической сети для строительства;
2. Обновление существующих топографических планов и масштабных схем;
3. Создание топографических планов в цифровом и графическом виде, поперечных и продольных профилей линейных объектов и других материалов, предназначенных для выполнения проектных работ;
4. Создание различных тематических карт, атласов и планов специального назначения;
5. Другие специальные задачи.
В дальнейшем на основании полученных в ходе изыскательских работ данных выполняются другие виды инженерных изысканий. Геодезические изыскания следует проводить в три основных этапа [1, с. 130–137]:
1. Подготовительный: включает в себя сбор и обработку существующей информации об объекте (сбор сведений о выполняемых ранее съемках, исходных данных и других материалов);
2. Полевые изыскательские работы: включают в себя все наблюдения, измерения и обмеры, выполняемые на объекте;
3. Камеральный: обработка полученных данных, составление чертежей, ведомостей и подготовка отчета.
Уменьшить трудоемкость выполнения камеральных изыскательских работ позволяют современные способы автоматизации.
Автоматизированное проектирование сопровождается большим объемом информации и расчетов не только при проектировании, но и при изыскательских работах. Современные автоматизированные программы не только значительно облегчают обработку информации и проведение расчетов, но и позволяют увеличить производительность труда проектировщиков, увеличить точность проводимых расчетов.
Автоматизация камеральных изыскательских работ в разных организациях происходит по разному: различаются программные продукты, степень автоматизации расчетов, построений, оформления отчетов, методики проведения работ. Некоторые организации используют стандартные функции и команды в прикладных программ и САПР. Другие же напротив, устанавливают дополнения, разработанные сторонними организациями или собственными специалистами внутри предприятия, что позволяет повысить скорость и качество выполнения изысканий. Для разработки дополнений используются различные языки программирования: C++, Lisp, Python, Visual Basic, Java Script,.Net, DIESEL. [3]
К наработкам, которые могут стать источником дополнения AutoCAD до новой специализированной системы с чертежно-графической основой, относятся [2, с. 51]:
1. Шаблоны чертежей (например, форматы со своими штампами);
2. DWG-файлы с графическими элементами схем, планов;
3. Файлы с пользовательскими штриховками, формами, шрифтами, типами линий;
4. Файлы сценариев:
5. Файлы справочной системы;
6. Меню с названиями пунктов, адаптированными для работы специалистов конкретных направлений;
7. Программы, написанные на языках AutoLISP, Visual Basic, C++, DIESEL и исполняемые в среде AutoCAD.
8. Программы, написанные на любых языках и оформленные как внешние приложения, которые не требуют среды AutoCAD, но исполняются параллельно с сеансом AutoCAD (например, готовят файлы с какими-то данными).
Адаптации или замене могут быть подвергнуты некоторые файлы поддержки программного обеспечения системы AutoCAD (acad.lin, acdiso.lin, acaddoc.lsp, acad.pgp и другие) [2, с. 499].
Рассмотрим подробнее некоторые из перечисленных выше способов адаптации, которые активно используются в процессе выполнения камеральной обработки данных.
Динамические блоки предоставляют возможность сохранения в одном блоке часто используемых наборов графических примитивов (например, штампов, условных знаков, символов). Активное использование динамических блоков позволяет значительно ускорить выпуск рабочей документации посредством сохранения стандартных блоков оформления чертежей [3].
Макрокоманды (Action Macros) в AutoCAD являются одним из простейших средств адаптации, доступных большинству пользователей: пользователь просто выполняет необходимую последовательность команд, которая записывается с помощью инструмента Action Recorder и может быть повторно воспроизведена [3].
DIESEL (Direct Interprietively Evaluated String Expression Language, Направленный Интерпретируемый Оценочный Строковый Язык Выражений) — язык оперирования строками с небольшим количеством функций. Язык DIESEL позволяет формировать строки переменного текста, зависящего от установленных условий. Результат выводится в виде строки, которая интерпретируется системой AutoCAD как команда. В основном язык DIESEL используется для создания сложных макрокоманд, которые сложно описать с помощью других средств [3].
ObjectARX SDK является дополнением к среде разработки Microsoft Visual Studio. Оно содержит различные библиотеки, вспомогательные инструменты и примеры кода, с помощью которых можно создавать собственные команды, аналогичные стандартным командам AutoCAD. Особенностью ARX-приложений является возможность напрямую обращаться к геометрическому ядру или базам данных чертежа. Недостатком является то, что программы, созданные для одной конкретной версии AutoCAD, несовместимы с другими версиями, если не проводить их перекомпиляцию [3].
Отдельно можно выделить способ адаптации и расширения среды AutoCAD с помошью Visual LISP. Иногда под названием Visual LISP подразумевают язык AutoLISP, дополненный расширениями ActiveX, но их нужно различать: Visual LISP является средой разработки, а не языком программирования. Язык программирования AutoLISP — это вариант языка LISP, в который добавлены функции доступа к объектам, таблицам и словарям системы AutoCAD.
Основой языка LISP является работа со списками, которые могут иметь произвольную длину и включать элементы разной природы (числа, текстовые строки, указатели файлов и т. д.). В то же время в языке доступны обычные арифметические и логические операции, работа с файлами и другие, свойственные развитым языкам программирования, возможности. Программы или выражения, написанные на языке AutoLISP, можно водить в командную строку, система AutoCAD вычисляет автоматически. Это возможно потому, что для разбора выражений и чтения программного кода прямо из консоли в систему AutoCAD встроен интерпретатор AutoLISP. Расширения ActiveX значительно увеличивают функциональность AutoLISP, добавляют возможности работы с файлами, реестром, а также связи с другими приложениями. Дополнительные расширения работают напрямую с объектной моделью AutoCAD посредством функций ActiveX. Впервые технология ActiveX была внедрена в AutoCAD R14 [2, с. 53–54] [4].
Наиболее доступными и часто используемыми средствами адаптации AutoCAD являются такие инструменты программирования, как Visual LISP — на основе языка LISP, Visual Basic for Applications — на основе языка Basic, и ObjectARX — на основе языка C++.
В качестве примера предприятия, разрабатывающего собственные программные продукты и пакеты расширения для САПР, можно назвать такое, как ОАО «ВНИПИгаздобыча» и разработанные отделом геоинформационных систем управления инженерных изысканий пакеты дополнений для AutoCAD: 3DСервис и SomeTools.
Программный продукт 3DService предназначен для использования в среде AutoCAD (версии 14 и выше). В нем предоставляется возможность манипулирования объектами AutoCAD — блоками, полилиниями, текстом и т. д. В пакете широко представлено решение узких задач по оформлению материалов инженерных изысканий:
1. Вывод съемки;
2. Разбивка пикетажа по трассам;
3. Трассировка и расчет характеристик дорожных кривых;
4. Оформление чертежей согласно условных знаков различных масштабных рядов;
5. Построение геологических профилей и разрезов;
6. Гидравлические, геологические, геофизические расчеты.
В основном предполагается использование пакета в изыскательских организациях для камеральной обработки материалов инженерных изысканий.
Набор инструментов SomeTools является дополнением к AutoCAD 2010–2013. Целью его создания явилось расширение функциональности этой системы в соответствии с задачами, решаемыми отделом ГИС ОАО «ВНИПИгаздобыча». Данный пакет позволяет расширить функционал в следующих направлениях:
1. Работа с блоками и управление атрибутами блоков;
2. Обработка полилиний и полигонов;
3. Обработка материалов инженерных изысканий (триангуляция, горизонтали);
4. Работа со слоями, размерными и другими стилями.
Оба пакета расширений выполнены с использованием языка программирования LISP и редактором Autodesk Visual Lisp и активно используются не только в пределах ОАО «ВНИПИгаздобыча», но и в сторонних организациях с разрешения разработчиков.
Из всего вышесказанного можно сделать несколько выводов.
В настоящее время актуально развитие методов автоматизации инженерных изысканий и построений, а также интенсивная интеграция функций IT организаций в структуру проектно-изыскательских институтов. Такое взаимодействие нельзя назвать отрицательным, так как оно способствует повышению квалификации инженерных кадров, способствует более тесному и интенсивному развитию двух взаимодействующих структур, а так же повышает качество и скорость выполнения камеральных изыскательских работ.
Подобная тенденция развития предполагает не только повышение квалификации дипломированных инженерных кадров, но и делает явной необходимость активного внедрения в образовательные структуры дисциплин, развивающих навыки программирования и моделирования у студентов.
Стоит заострить внимание на том, что широкий выбор языков программирования и их использование для расширения функционала САПР имеет и негативную сторону. Увеличение количества программных продуктов, подготовленных разными организациями, может способствовать путанице при выполнении изыскательских работ. Это может привести не к увеличению, а к уменьшению качества и скорости выполнения работ. Введение стандартов оформления и стандартных библиотек расширения для САПР и средств разработки поможет избежать негативного влияния разработки программных продуктов на структуру проектно-изыскательских институтов. В свою очередь, присутствие большого количества высококвалифицированных специалистов и студентов позволит таким стандартам развиваться, оставаться актуальными и используемыми, переносимыми на последующие версии программного обеспечения.
Литература:
1. Киселев М. И., Клюшин Е. Б., Михелев Д. Ш., Фельдман В. Д. Издательский центр «Академия», Москва, 2004 г., 481 стр.
2. Полещук Н. Н. Visual LISP и секреты адаптации AutoCAD. — СПб.: БХВ-Петербург, 2001.-576 с: ил.
3. [Электронный ресурс]: AutoCAD. Материал из Википедии — свободной энциклопедии — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/AutoCAD.
4. [Электронный ресурс]: Autodesk Developer Network — Режим доступа: http://www.autodesk.ru/adsk/servlet/index?id=22740301&siteID=871736
