基于.NET的高速铁路接触网接口预留系统的开发

田升平

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 电气化处， 西安 710043)

高速铁路接触网接口预留是高速铁路新出现的重要设计环节，目前采用的手工设计效率低、周期长、质量差。为此，我们在总结以往设计经验的基础上，采用先进的面向对象的设计理念及.NET平台及最新的C#语言并结合SQL数据库，开发了高速铁路接触网接口预留系统。本系统适用于高速铁路中包括路基、桥梁和隧道在内所有路况的接触网接口预留，意在提高接触网接口预留工作的设计效率及设计质量。

1 系统开发背景

1.1 高速铁路接触网接口预留

在高速铁路中，路基采用整体式道床，接触网支柱需要在土建施工时预留；在桥梁施工时需要考虑接触网支柱基础是否预设以及设置形式；而隧道内大多采用预埋轨槽的方式预留接触网悬挂装置的支撑件，因此须在隧道二次衬砌施工时进行。只有上述所有土建接口预留完成，接触网专业才能进行施工。

1.2 软件开发技术简介

1.2.1 AutoCAD 2010

本系统属于AutoCAD二次开发软件，运行于AutoCAD 2010工程绘图软件平台上。

1.2.2 NET平台及C#语言

.NET是微软全力推广的开发平台，支持多种编程语言，具有跨语言和跨平台的互操作能力，采用托管型代码及JIT编译技术。C#是派生于C及C++的面向对象且类型安全的编程语言。

1.2.2 AutoCAD .NET API

最新的.NET API二次开发技术，具备以下优点：

（1）更多的编程环境编程访问AutoCAD；

（2）更容易与Windows应用程序共享数据；

（3）更容易访问高级接口以实现高级功能；

（4）将AutoCAD中元素封装为不同类型对象以实现模块化编程。

1.2.3 SQL Server 数据库

SQL Server 是高性能数据库，具备出色的企业数据管理及商务智能等诸多优点。为便于高效的数据处理、存储及应用，本系统采用SQL Server数据库搭建数据管理平台。

2 系统关键技术

高速铁路接触网接口预留需要考虑线路特征、桥梁结构形式、隧道断面类型、接触网接口方式等众多专业因素，为了采用最新的软件技术并结合上述专业因素以形成完整、可靠的接触网接口预留，系统采用以下多种关键技术：

2.1 线路参数自动提取技术

铁路线路图中的纵断面图包含上下行、直线和曲线、起始和终止里程、线路因素（半径、长度、缓和曲线）、长短链等参数，由于纵断面均采用专业软件生成，故其数据格式统一。系统自动提取纵断面中的上述参数，并对数据进行二次处理后存储于数据库中。

2.2 桥梁及隧道参数提取技术

系统由标准的桥纵断面图提取桥梁缺口里程及桥墩里程参数，并由小桥涵表提取小桥涵参数，格式化于数据库中。由隧道断面图提取隧道缺口里程及特征参数，结合不同隧道的台车模板参数生成轨槽布置里程数据。

2.3 接触网基础及隧道悬挂点布置技术

结合接触网、线路、路基、桥梁、隧道等专业控制因素（比如电分相、坡度、曲线因素、长短链、小桥涵、隧道口、桥梁形式及缺口等），先由程序根据预设的算法计算出各中间柱、转换柱、中心锚结柱、下锚拉线及附加导线对锚等的初步里程，再通过人工调整获得最终的里程参数。由于高速铁路隧道内多采用轨槽预埋形式，且单个隧道内可能有多种台车模板尺寸，故针对各种台车模板开发出专用的隧道接触网预留模块。隧道内预留的关键是控制接触网吊柱跨距，保证轨槽位于台车模板内相应位置，并控制台车模板叠合长度等因素。本系统将路基、桥梁和隧道等不同的接口预留形式整合，以形成统一的接口预留图。

2.4 关键软件技术

在AutoCAD下加载程序时需在命令行键入“NETLOAD”命令。在主程序的开头需要编写以下代码定义命令：

[CommandMethod("CMD")]

其中的“CMD”代表在AutoCAD中启动程序的命令。

所有数据根据不同的接口设计元素（如支柱里程、桥涵里程、长短链、基础类型等）及AutoCAD图层而分类存储于不同的数据库表中。在每次设计时，系统均会在数据库中建立一个空表，将所有相关设计数据存储于其中，以便于修改和保存。

3 系统结构及工作流程

为了调试及维护的便利，将系统按照模块化结构思想划分为多个程序模块，各自完成特定的功能，并通过程序核心模块按照既定的执行逻辑有机联系起来。

3.1 系统结构

系统详细的组织结构如图1：

图1 系统结构图

图中“SQL数据库接口”对其余功能模块提供数据存储支持。“AutoCAD .NET API支撑与调度模块”是系统的核心模块，负责协调各功能模块。

3.2 工作流程

系统工作流程如图2。

接触网接口预留设计的专业接口因素、限制条件较多，系统运行步骤较长，故在充分考虑设计质量的同时尽量做到自动运行。另外，在锚段划分及路、桥、隧接口预留结合等关键步骤需反复进行

人工调整才能达到满意的效果。

图2 系统流程图

3.3 系统界面及运行效果

系统主要执行界面如图3：

图3 系统主界面

在AutoCAD 2010版命令行键入“HIR”以启动程序。系统生成的接口样图如图4。

图4 接触网接口预留样图

4 系统特点及应用

4.1 系统特点

4.1.1 充分采用最新的软件开发技术

采用最新的.NET API 接口技术开发，可直接利用其中许多高级编程接口，实现AutoCAD的高级绘图功能，节省开发成本。同时采用对话框形式的人机交互功能，以实现设计信息、规范信息及错误信息的提示，可及时对设计结果进行修改。

4.1.2 多专业接口数据的自动采集与融合

对于线路、桥梁、隧道、路基等专业的设计基础数据，摈弃以往的人工采集方式，以软件自动读取与筛选并辅以人工修正，可简化工作量，提高数据提取的准确性。

4.1.3 优化的数据存储服务

采用SQL数据库分类存储各种专业数据，可随时根据需要修改和读取，并为后续接触网施工图的设计提供基础数据信息。另外，采用SQL数据库便于设计资源共享，可实现各专业协同设计。

4.2 系统应用

本系统先后在多条高速铁路接触网接口预留设计工作中得到应用，包括兰新铁路、大西客专、西宝客专等项目，累计设计里程超过1 700 km。

5 结束语

本系统采用模块化编程思想，利用最新的.NET API 接口技术并结合SQL数据库开发而成。在总结以往设计经验的基础上，实现对专业输入数据的自动采集，针对桥梁、路基、隧道等不同的接口预留形式专门进行优化，最终将各种预留形式整合为统一的接口预留图。应用结果表明本系统可大幅度提高高速铁路接触网接口预留的设计效率，降低错误几率。

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