浅谈总图运输专业设计理念的转变

□□ 杨路林

浅谈总图运输专业设计理念的转变

Concept Transformation in General Layout Design

□□ 杨路林

1 总图运输专业设计现状

我国总图运输专业经过五十年的发展，在理论和实践上已经拥有了大量的科学积累。在我国专业设计院都设置总图运输专业，有些设计部门只承担总平面设计、竖向设计、土方工程、道路工程、雨水排除、管线综合及绿化工程设计；有些设计部门在此基础上还承担铁路线路、道桥（涵）工程、防洪工程及码头工程设计等。总图从某种程度上讲，是一门边缘专业，属于应用工程学科，它要了解的知识很广泛全面，所有的设计都贯穿其中。区域规划、城乡规划、铁路工程、公路工程、港口码头、工程地质、工艺、土建、水暖、供电、造价等基本知识都要有所了解。从众多的因素中归纳、排列决定性因素，对其从多个角度进行论证，这样能更好地做好工程总体布置方案，也是总图运输专业设计的特点。

目前，总图运输专业设计人员有一定的规模，完成的设计成果丰富，但缺乏应有的理论总结，不少人仅局限于工程项目的具体工作，从而导致我国总图运输专业理论体系不健全，至今尚未形成各具特色的学术流派，现在已很少有总图运输学术交流活动。

总图专业在各种行业的设计中占有重要的地位，尤其是冶金、化工、交通运输领域，大部分行业的设计部门均采用CAD软件辅助绘图。

2 总图运输专业设计发展方向

随着市场经济的不断完善和设计理念的变化，总图运输专业自身需要加强和完善的地方有以下几个方面：

2.1 从定性设计向定量设计理念转变

总图运输设计是对厂区场地范围内的建筑物、构筑物、机电设备、露天堆场、运输线路、管线、绿化及美化设施等作全面合理的相互配置，并综合利用环境条件，创造出工厂生产需要的统一的建筑群体。工厂总平面设计是一个矛盾组合体，仅凭设计者个人经验进行设计已不能完全适应当前工程总承包（EPC及EP）市场的要求。必须逐渐加强定量化设计，扭转以经验为主的总图设计模式，改变定量论证较少、定性分析多、缺少科学论证体系的局面，提高总图的科学论证依据，增强总图布置的说服力。

2.2 借助计算机软件增强总图定量设计依据

目前国内工业设计院总图专业的设计手段主要采用CAD手工绘图，劳动强度大。借助计算机软件辅助设计一般应用在土方工程设计，可快捷进行平衡计算及场地设计标高的调整。从2008年起，天津水泥工业设计研究院有限公司总图运输专业根据公司中长期科研发展规划，结合行业总图设计，将计算机辅助设计软件的二次开发应用列入设计日程。首先以水泥厂高台段复杂地形总图土方优化设计为突破点，先后与飞时达软件有限公司联合开发“土石方分层计算”和“绘制场地平土断面图”软件功能；结合北京理正软件设计研究院有限公司的理正岩土边坡治理软件，以高边坡岩土工程为突破口，对特殊土地区的边坡治理进行优化设计。

（1）土石方工程土石量分层计算

水泥厂建设工程建设场地，一般会遇到上有覆盖土，下面有岩石，具有一定坡度的场地。以往的设计中具体的石方量无法算出，只能估算出一个土石混合量。这给施工组织以及工程费用控制带来了较大的困难。随着对工程控制的精确度的不断提高，土方工程中所隐含的石方就需要有一个明确的量，这样一方面可以通过调整设计标高来减少或避免石方，另一方面也便于工程的管理控制。因此，我们与飞时达软件设计公司共同探索，将工程地质钻孔图中的地层信息录入，形成类似于自然地面线的地层分界线，作为石方计算时的岩石面。石方计算时，自然地面标高的采集方法与土方计算时相同，只是所采集的地面标高信息为录入的工程地质信息，设计标高的采集与土方计算时录入的标高相同。石方的计算与统计与土方计算方法相同，计算结果会在图表单独列出，以满足土方工程量计算中土石方分离计算的设计要求，从而在EPC项目中实现更加接近实际情况土石方工程量的计算。

（2）交互式界面绘制任意设计剖面图

在水泥厂总图设计时，经常会遇到一些工程地质不良的场地或是需对部分建构筑物地基进行特殊处理的地带，这些问题在总图中表达得形象不直观。为了更好表达总图的设计意图以及优化总图、土建基础设计，我们与飞时达软件公司合作开发出一项基于土方图就能绘制出任意位置的带有地层、自然地面、设计地面、建筑物等信息的剖面图的功能，从而可以通过断面来展现土方施工、土建基础等垂直方向的建设条件，为总图布置提供更详细的依据，包括建筑物设计标高、地面原始标高、地层性质、深度和厚度，使总平面图方案与土建基础设计条件结合起来。为了具有直观到自然地形与场地整平后的效果，在场地任意处可自动绘制出断面土，可看到填挖土石方的厚度，也可观察到该断面自然地形的起伏变化，从而检查设计标高是否结合自然地形标高，总体降低填挖方总量，降低工程费用。

（3）特殊土地区边坡治理及优化设计

目前建在特殊土区域（膨胀土、湿陷性黄土等）的水泥厂工程项目日益增多，复杂地形的建设场地需要特殊的边坡治理设计，需加大人力、物力投入，以满足设计进度及安全质量的要求。结合2009年购置的北京理正岩土工程软件计算模块，增加高边坡治理措施及基础处理方式，满足了特殊土高边坡处理治理方案的要求，对提高岩土方面的综合设计能力有较大帮助，同时能够优化总图布置和台段划分及高差的合理确定。这一领域利用计算机软件辅助设计，经济效益非常明显，节约人力，提高劳动效率，满足了设计咨询、尤其是国内外总包工程的需要。对于地形起伏大、地质条件复杂的水泥厂高边坡工程设计方案可多次调整，提高了设计优化的计算速度和效率。

2.3 从二维空间设计过渡到三维空间设计

目前，水泥厂工程设计主要以二维空间设计为主，借以CAD计算机软件辅助绘图。设计者花费大量的时间从事图面表达，立体空间只能以二维平面形式表现出来，其理念形成图纸成果的过程，没有实现设计者与工程之间的互动，很难避免误差甚至错误的出现。

采用三维软件进行设计，可以建立完整的、直观的、可视化的工厂模型。三维工厂模型带有完整的信息属性，在设计过程中，项目的参与者可以对模型进行“实体漫游”般的直观审查。设计完成后，特别是对于总承包工程，涉及的机电设备、非标准件、各种管道、建构筑物等可以提供完整的工业化模型数据库。

通过三维工厂设计，不但可以在设计过程中进行各种实体对象的碰撞检查，而且还打破了专业界限，使各专业之间有机地联系起来，从而减少了施工现场因错、漏、碰、缺等设计原因造成的修改和损失。

总图运输专业以revit设计软件平台，结合工艺三维车间模块，进行三维工厂设计的研发储备工作。目前，总图运输专业尝试revit设计软件平台接口对CAD三维地形图的支持，录入生成三维地形图。寻求对飞时达土方工程场地整平后台段三维的支持，录入建构筑物、道路、边坡、挡墙等，并能准确计算和统计工程量。形成后的三维工厂总图提供总体及单体车间、构筑物的坐标及标高的控制及修改互动，并能从任何视角观察建成后的工厂景观。目前上述工作在院公司科研中心的统一领导下正在有序地进行。

三维参数化设计从根本上解决了人的设计思想与工程实际之间的最佳表达与互动，把设计工作从人大量地从事图面表达的劳动变成人的设计创造过程，繁杂的图表表达工作主要由计算机来完成。设计工作由手工制图到计算机制图，大大提高了设计效率，而三维参数化设计比二维设计在设计理念及制图的质量上又有质的变化，因此三维参数化设计将是计算机辅助设计的第二次“革命”，是未来设计行业发展的必然选择。

综上所述，总图运输设计理念正在由定性向定量转变，由普通CAD辅助设计向专业软件设计转变，由二维空间设计向三维空间设计转变，总图运输设计在未来有更广阔的发展空间。

TQ172.8

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2010-05-13；

沈 颖