铁路中间站平面辅助设计系统研究

黄伟敏，张金苍

(1.陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南 714000;2.中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043)

铁路中间站设计中，平面设计是基础，目前大部分设计工作仍采用人机对话方式完成，由于地形复杂、相互约束条件丰富，计算统计多而复杂，往往牵一发而动全身，占用了设计人员大量时间和精力，因此急需一个实用的中间站辅助设计软件，减少设计工作量，提高工作效率。

1 系统任务分析

本系统用于铁路各设计阶段的站场平面设计，能够辅助用户进行车站咽喉设计、线路连接、信号机计算与插入、图面与数据库一致性处理、数据检查、车站辅助设施绘制、相关报表输出、其他辅助工具等［1，2］如下。

(1)站场勘测、勘探资料的收集

用专业数据库的模式将所有的项目资料集合在一起，便于设计中的调用和共享，以及设计、复核、审核工作中的数据同步。

(2)相关规范、标准库的建立与维护

在设计过程中，需要大量的规范、标准信息，这些信息需要利用专门的管理和维护工具，为设计、检算、报警等提供依据。

(3)铁路站场平面设计［3，4］主要内容

站线设计，包括到发线、编发线、牵出线、安全线、货物线等站场线路的设计。

站场设备设计，包括水鹤、油鹤、加强设备、仓库、货运设备等。

信号机、警冲标自动计算与标注;站房、站台位置设置与计算;曲线超高、加宽计算工具;线间距、基线闭合计算工具。

站场平面设计所需的主要参数及其默认值设置;平面图标注及图表自动处理。

平面图编辑工具:用户移动交点、道岔等实体，系统自动计算和绘制相关的实体变化，并改变原来的图形。

图面标注:包括坡度、坐标、曲线要素、有效长、道岔编号、交点编号、站线编号、线间距等内容的计算与标注。

图面辅助工具:围墙、栏杆、用地界、排水沟、道路、平过道、房屋、平交道、桥涵等辅助绘制工具。

复核工具:检查道岔、信号机、曲线因素、警冲标、相关设备的限界等是否满足设计规范的要求，并提示用户进行修正。

(4)既有站平面设计

既有站处理，包括既有站外业测量数据处理、既有站成图、既有站改建设计等，同时包括新建铁路站场设计的所有内容。

(5)相关的表格输出

主要包括道岔表、股道表、道岔坐标表、曲线交点坐标表、信号机警冲标表、排水沟槽表等的自动提取填写。

2 系统模块设计

2.1 系统功能模块

系统开发关键要确定站场设计的基本参数格式，以及道岔岔心、曲线、警信、配轨、货场等模型的建立、分析、计算和整合;总结道岔布置、缩短连接、各种设备设置的规律［5］，以方便灵活地完成中间站设计;实现平面图与工程数量同步修改;完成站场平面坐标与CAD系统坐标的相互转换;进行曲线车站的设计［6-8］模块如下。

(1)规范管理模块:包括单开道岔、对称道岔、菱形交叉、复式交分、交叉渡线、两道岔间最短距离、道岔与曲线间最短距离、轨道规范、轨枕规范、信号机规格数据管理模块。

(2)系统全局配置信息管理模块:包括图层、车站实体、线型、数字精度、站线类型配置模块。

(3)项目信息管理模块:主要负责项目的添加、修改、删除。

(4)车站信息管理模块:包括车站初始化，车站的添加、修改、删除，默认道岔、轨道标准管理模块和选择设计车站、选择设计时态模块。

(5)勘测资料管理模块:包括曲线数据、坡度数据、水平单数据、车站表数据等管理功能。

(6)平面设计模块:包括基线定义、基线选择、道岔插入、股道绘制、终端式连接、缩短式连接、渡线连接、信警计算与插入、线路连接模块、车挡插入及站台、站房、仓库、雨棚、龙门吊、走行轨等绘制模块。

(7)平面标注模块:包括里程、线间距、引线、有效长、进路符、拆除符、岔心和曲线交点、坡度标注模块。

(8)线型处理模块:主要进行线型转换:把用户选择的多义线转换成指定的线型，并根据图形比例进行处理。辅助画线:用户选择线型后，能够引导用户绘制该线型的多义线。线型处理过程中，需要同时自动转变线的层、颜色等属性。线型处理主要针对围墙、栅栏、电缆、地下管道等线型处理。

(9)排水沟(槽)绘制模块:包括排水沟数据录入、自由绘制、解释模块(线转水渠)、标注、排水横坡处理模块。排水沟的设置是比较复杂的，既要根据路基断面，还要根据实际地形进行设计，在横断面暂时不做的情况下，需要做好与横断面数据的接口，并完成一些辅助设计的工具，以参数的方式进行绘制，待以后进行完善。

(10)车站道路绘制模块:包括道路绘制、道路解释、道路标注三项功能。

(11)桥涵，平、立交道绘制模块:完成站内桥涵的数据、绘制。

(12)报表输出模块:输出道岔、股道、道岔坐标、曲线交点坐标、信号机警冲标、排水沟槽表。

(13)计算工具模块:提供曲线超高和曲线加宽计算工具。

(14)实体编辑模块:实现实体移动和实体属性修改。

(15)复核检查模块:实现设计复核与检查，包括自动检查道岔、信号机、曲线因素、警冲标、相关设备的限界等是否满足设计规范的要求，并提示用户进行修正。对于出错的实体，可以标记的形式提示用户进行校正，也可输出检查复核结果清单，供用户参考;对设计者的所有输入数据均需要打印成表，以便复核者使用。同时在系统运行的各个环节中，随时对中间数据进行检算，并提示用户调整输入数据。

(16)图例、签署栏绘制模块:实现图例绘制、图框和签署栏绘制。

2.2 系统模块结构

根据系统需求调研，设计的系统主要模块结构如图 1 所示［9］。

图1 系统主要模块结构

3 系统体系结构

系统基于 ObjectARX2007平台，使用 Microsoft Visual Studio C++.NET 2005开发的程序、由Access2003作为系统数据库、AutoCAD2007/2008集成，作为AutoCAD的一部分，由AutoCAD平台调用与管理，完成系统的目标［10-13］。系统的体系架构如图2所示。

图2 系统体系结构

4 系统使用流程

系统为客户机独立运行模式，需启动AutoCAD软件，加载程序文件后使用，使用流程如图3所示。

5 结语

本系统的用户界面友好，交互过程完全在屏幕显示的图上进行，直观明了，操作方便灵活，输出成果满足有关图式、标注的要求，经过相关的铁道勘察设计院所的测试和试运行，为相关铁路勘察设计院站场设计人员提供了铁路中间站平纵面的辅助设计工具，减轻了劳动负担，取得了显著的成效，有较强的实用意义。

图3 系统使用流程

［1］何再瑜，易思蓉.铁路中间站辅助设计系统［J］.铁道勘察，2008(1):51-53.

［2］李雪婷.铁路站场计算机辅助设计系统的研究［D］.成都:西南交通大学，2004.

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［7］中华人民共和国铁道部.GB 50090—2006 铁路线路设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2006.

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［13］刘小龙，程耀东.基于Object ARX的铁路纵断面自动出图系统的研究［J］.铁路计算机应用，2009，18(1):9-11.