管线综合CAD的研究和开发

刘辉

【摘 要】管线综合是各类管和线的综合设计，对各类管和线做出基础设计，以便后期各专业设计，特别是避免管线的碰撞起到很大作用。管线综合设计、计算工作量大，完全依靠手工设计，效率低下，为此，我们开发管线综合CAD软件帮助设计人员进行设计。本软件开发语言为C#2005，对AutoCAD进行二次开发，无缝式接入CAD，实现了各类实体、各类数据的“捆绑”，操作简单，易学易用。

【关键词】市政设计 管线综合 CAD

在城市的发展中，地下管线的种类越来越多，占用的空间也越来越大，对城市的建设发展起到了很重要的作用。管线综合设计是整个市政管网设计中比较复杂的一部分，包含雨水管、污水管、给水管、电力电缆、电视电缆、电信电缆、热力管道、煤气管道、天然气管道等等。管线综合设计、计算工作量很大，利用手工进行计算调整的过程，也更加的复杂、繁琐。本软件为设计人员提供了一个高度整合的平台，设计者可通过本软件设计各类管线并查看交叉点的信息。

1 管线综合CAD的研究

（1）管线图形要素：包括管线对象、交点对象、交点垂距表对象。

（2）管线数据：包括管道名称、标高、坡度、规格形式、管线形式、管径、材料、沟高、沟宽、壁厚、盖板、底板、规格表示、占居高度、占居宽度。

（3）交点数据：包括交叉管1、交叉管2、交点坐标、管1数据、管2数据、管底高程1、管底高程2、管顶高程1、管顶高程2、间距、路面高程。

（4）设计思路：建立基本数据结构，按顺序实现以下功能，然后集成。

1）管线绘制，交互布管、包含管线、沿路布管；2）管线标高设计；3）交点绘制与计算，计算交叉点数据，绘制交叉点；4）截取图形；5）交点垂距表绘制；6）标注，标注管道代号、标注管道规格、标注管道符号、标注交点等等；7）各种实体和数据的处理。

2 管线综合软件开发内容

（1）初始化：设置绘图环境，例如设置字体。

（2）基本设置（如图1）：主要设计交点参数、交点垂距表参数、标注参数等等，为后面的绘图做准备。

（3）材料数据（如图2）：对材料数据进行管理，包括材料名称、标注前缀、管径信息，用户可以进行编辑。

（4）井符号：实际是一个图块库，用户可以编辑这个图块库，用户可以将选中的图块插入CAD中。（如图3）。

（5）管线系统数据（如图4）。

1）管线系统数据包括管线名称、管道类型、简称、管道代号、颜色、线型、线宽、说明。

2）雨水管道、污水管道、给水管道、热力管道、煤气管道、天然气管道、电力电缆、电信电缆、电视电缆是必须有的，不能删除。

3）双击“管道符号”，弹出选择管道符号窗口；

4）简称可以直接输入；

5）管道代号可以直接输入；

6）双击“颜色”，出现“选择”颜色对话框：（如图5）

8）线宽直接输入；

9）点击“增加”按钮，表格会自动增加一行，用户可输入数据；

10）点击“删除“按钮，会删除用户选择的那一行数据。

（6）包含管线。用户手工在CAD中把管线画好或利用已绘制好的直线、多段线，用此命令后，程序可以识别其为相应的管线。（如图7）

（7）交互布管。交互方式设计管线，输入命令后（如图11），输入有关数据后，在CAD命令行出现以下提示：（如图12）

包含以下方式：A-指定一点；B-按上段管方向、指定长度；C-指定方向、指定长度；D-指定平行线、长度；E-指定垂线、长度；F-指定边线、垂线。

（8）沿线自动布管。管线综合设计时，很多管线是沿着道路布置的，因此，软件提供了同时沿路绘制多条管线的功能。

在CAD中选择一条多段线，以此为基准偏移。（如图13）

“左右边”有三种选择，左边、右边、两边；

输入偏距；双击“管线名称”，弹出“管线数据”界面，用户输入数据后，数据将返回到当前界面。

（9）无缝断管。将管线综合的管道在需要的地方打断，打断后的管道保证管道的标高和坡度不发生变化。

（10）修改管线数据。选择管线，可多选，弹出“管线数据”界面，用户修改数据后，点“确定”，管线数据就修改了。（如图14）

（11）设置管线标高：可以连续选择多个管线，并设置各个选点的高程，程序自动计算这些管线的高程。

（12）设置水平标高：可以选择多个管线，设置水平标高。

2.13绘制交点：根据用户要求绘制交点并编号。（如图15）

（14）刷新交点（不改编号），可以改变图面上交点的大小、交点编号的字高等等。

（15）删除交点，通过框选删除图面上的交点。

（16）设置交点路面高程，选择交点后，用户输入交点的路面高程。

（17）数字地形计算交点路面高程，如果存在数字地形图，用户选择交点后，程序根据数字地形图自动计算路面高程。（图16）

（18）绘制交点垂距表，在图面上框选交点，系统将自动绘制交点垂距表。（如图17）

交点编号也能手工修改，交点编号可以任意重复。

交点垂距表、交点的特性：点击一个交点垂距表，将弹出修改数据的窗体，修改数据后，有关数据和图形同时变化。并且，自动检查碰撞情况，如果有碰撞，相关的交点垂距表的颜色发生改变，平面图中的交点颜色也变化，提示设计人员修改。点击一个交点，与点击一个交点垂距表完全一样。实现了交点和交点垂距表的“捆绑”。

母子图的交互特性 ：（1）修改母图数据，则有关子图自动修改，反之亦然；（2）可以由子图绘制交点垂距表；（3）无论是由母图绘制的交点垂距表，还是由子图绘制的交点垂距表，二者是等同的；（4）修改交点垂距表时，母图和子图的交点实体和交点数据同时变化；（5）无论是修改母图交点还是修改子图交点，无论有多少个交点垂距表，其实体和数据同时变化；（6）子图和子图可以有重复部分，子图可以有子图（孙图）；（7）实现了母图、子图、母图交点、子图交点、母图产生的交点垂距表、子图产生的交点垂距表的完全“捆绑”。

3 软件的特点

（1）开放式设计：程序内所有数据都可由用户编辑；

（2）无缝式接入CAD：二次开发命令和CAD固有命令融为一体，所有设计对象都可使用CAD固有命令编辑（如复制、移动、删除等等），CAD固有命令绘制的管线可以让程序识别；

（3）实现了各类实体、各类数据的“捆绑”。