【正文】 第一部分 緯地道路輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)教程 ( HintCAD ~ ) 1 第一章 系統(tǒng)主要功能及常規(guī)應(yīng)用步驟 系統(tǒng)主要功能 路線輔助設(shè)計(jì) （ 1）平面動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)與繪圖 系統(tǒng)沿用傳統(tǒng)的導(dǎo)線法（交點(diǎn)法）經(jīng)典理論，可進(jìn)行任意組合形式的公路平面線形設(shè)計(jì)計(jì)算和多種模式的反算。用戶可在計(jì)算機(jī)屏幕上交互進(jìn)行定線及修改設(shè)計(jì)，在動(dòng)態(tài)拖動(dòng)修改交點(diǎn)位置、曲線半徑、切線長(zhǎng)度、緩和曲線參數(shù)的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控其交點(diǎn)間距、轉(zhuǎn)角、半徑、外距以及曲線間直線段長(zhǎng)度等技術(shù)參數(shù)。而使用緯地智能布線 技術(shù)，可以將已確定的直線、圓曲線等控制單元自動(dòng)銜接為完整的路線，并可以對(duì)路線中任一控制單元（均為 CAD 的線元實(shí)體）方便地進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等操作調(diào)整，從而直觀快捷并準(zhǔn)確地確定出路線線位。在平面設(shè)計(jì)完成的同時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)完成全線樁號(hào)的連續(xù)計(jì)算和平面繪圖。 系統(tǒng)支持基于數(shù)字化地形圖（圖像）上的上述功能，同時(shí)也可方便地將低等級(jí)公路外業(yè)期間已經(jīng)完成的平面線形導(dǎo)入本系統(tǒng)。 （ 2）斷面交互式動(dòng)態(tài)拉坡與繪圖 系統(tǒng)在自動(dòng)繪制拉坡圖的基礎(chǔ)上，支持動(dòng)態(tài)交互式完成拉坡與豎曲線設(shè)計(jì)。用戶可實(shí)時(shí)修改變坡點(diǎn)的位置、標(biāo)高、豎曲線半徑、 切線長(zhǎng)、外距等參數(shù)；對(duì)設(shè)計(jì)者指定的控制點(diǎn)高程或臨界坡度，受控處系統(tǒng)可自動(dòng)提示控制情況。另外緯地針對(duì)公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，將在以后版本中增加自行回歸縱坡（點(diǎn)）數(shù)據(jù)的功能。 系統(tǒng)支持以“樁號(hào)區(qū)間”和“批量自動(dòng)繪圖”兩種方式繪制任意縱、橫比例和精度的縱斷面設(shè)計(jì)圖及縱面縮圖，自動(dòng)標(biāo)注沿線橋、涵等構(gòu)造物，繪圖欄目也可根據(jù)用戶需要自由取舍定制。 以上功能不僅適用于公路主線，同樣適用于互通式立交匝道的縱斷面設(shè)計(jì)與繪圖。 （ 3）超高、加寬過渡處理及路基設(shè)計(jì)計(jì)算 系統(tǒng)支持處理各種加寬、超高方式及其過渡變化，進(jìn)而完成路基設(shè)計(jì)與計(jì)算、 方便、準(zhǔn)確地輸出路基設(shè)計(jì)表，可以自動(dòng)完成該表中平、豎曲線要素欄目的標(biāo)注。系統(tǒng)在隨盤安裝的“緯地路線與立交標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫”的基礎(chǔ)上，通過“設(shè)計(jì)向?qū)А惫δ茏詣?dòng)為項(xiàng)目取用超高和加寬參數(shù)，并建立控制數(shù)據(jù)文件。 另外，系統(tǒng)最新版中路基的斷面型式（包括城市道路的多板塊斷面）可由用戶隨意指定或修改。 （ 4）參數(shù)化橫斷面設(shè)計(jì)與繪圖 系統(tǒng)支持常規(guī)模式和高等級(jí)公路溝底縱坡設(shè)計(jì)模式下的橫斷面戴帽設(shè)計(jì)，同時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算并輸出斷面填挖方面積以及坡口、坡腳距離等數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)用戶選擇準(zhǔn)確扣除斷面中的路槽面積（包括城市道路的多板塊斷面的路 槽）。用戶可任意定制多級(jí)填挖方邊坡和不同形式的邊溝排水溝。新版中提供了橫斷面修改和土方數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)功能。 系統(tǒng)直接根據(jù)用戶設(shè)定自動(dòng)分幅輸出多種比例的橫斷面設(shè)計(jì)圖，并可自動(dòng)在圖中標(biāo)注斷面信息和斷面各控制點(diǎn)設(shè)計(jì)高程。 以后版本中新增橫斷面設(shè)計(jì)中的支擋防護(hù)構(gòu)造物處理模塊，可自動(dòng)在橫斷面設(shè)計(jì)圖中繪出擋土 2 墻、護(hù)坡等構(gòu)造物，并可設(shè)置支擋構(gòu)造物根據(jù)路基填土高度自動(dòng)變換墻高度或自動(dòng)變換填土高度，并在斷面中準(zhǔn)確扣除其土方數(shù)量。 （ 5）土石方計(jì)算與土石方計(jì)算表等成果的輸出 系統(tǒng)利用在橫斷面設(shè)計(jì)輸出的土石方數(shù)據(jù)，直接計(jì)算并 輸出 Excel 或 word 格式的土石方計(jì)算表，方便用戶打印輸出和進(jìn)行調(diào)配、累加計(jì)算等工作。系統(tǒng)可在計(jì)算中自動(dòng)扣除大、中橋，隧道以及路槽的土石方數(shù)量，并考慮到松方系數(shù)、土石比例及損耗率等影響因素。 特別是系統(tǒng)直接為最新開發(fā)完成的緯地系列軟件“緯地土石方可視化調(diào)配系統(tǒng)”提供原始數(shù)據(jù)，用戶在方便、直觀的鼠標(biāo)拖曳操作中完成土石方縱向調(diào)配，系統(tǒng)自動(dòng)記錄用戶的每一次操作（可無限制返回），并據(jù)此直接繪制完成全線的土石方縱向調(diào)配圖表。 （ 6）公路用地圖（表）與總體布置圖繪制輸出 基于公路幾何設(shè)計(jì)成果，系統(tǒng)批量自動(dòng)分幅繪制公路 用地邊線，標(biāo)注樁號(hào)與距離或直接標(biāo)注用地邊線上控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，同時(shí)可輸出公路逐樁用地表（僅供參考）和公路用地坐標(biāo)表。 同樣，系統(tǒng)還可基于路線平面圖，直接繪制路基邊緣線、坡口坡腳線、示坡線以及邊溝排水溝邊線等，自動(dòng)分幅繪制路線總體布置圖。 系統(tǒng)新版中可區(qū)別跨徑與角度自動(dòng)標(biāo)注所有大、中型橋梁、隧道、涵洞等構(gòu)造物。 （ 7）路線概略透視圖繪制（以及全景透視圖） 系統(tǒng)可直接利用路線的平、縱、橫原始數(shù)據(jù)，繪制出任意指定樁號(hào)位置和視點(diǎn)高度、方向的公路概略透視圖（線條圖）。 另外，在系統(tǒng)的數(shù)模版中，系統(tǒng)可直接生成全線的地面 模型和公路全三維模型，可得到任意位置的三維全景透視圖，并可使用緯地實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)方便地渲染制作成三維動(dòng)態(tài)全景透視圖（三維動(dòng)畫），并模擬行車狀態(tài)或飛行狀態(tài)。 （ 8）路基溝底標(biāo)高數(shù)據(jù)輸出溝底縱坡設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的橫斷面設(shè)計(jì)模塊中可直接輸出路基兩側(cè)排水溝及邊溝的標(biāo)高數(shù)據(jù)，新版軟 件中，用戶可交互式完成路基兩側(cè)溝底標(biāo)高的拉坡設(shè)計(jì)。 （ 9）平面移線 平面移線功能主要針對(duì)低等級(jí)公路項(xiàng)目測(cè)設(shè)過程中發(fā)生移線情況而開發(fā)，系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算搜索得到移線后的對(duì)應(yīng)樁號(hào)、左右移距以及縱、橫地面線數(shù)據(jù)。 互通式立交輔助設(shè)計(jì) （ 1）立交 匝道平面線位的動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)與繪圖 系統(tǒng)采用曲線單元設(shè)計(jì)法和匝道起終點(diǎn)智能化自動(dòng)接線相結(jié)合的立交匝道平面設(shè)計(jì)思路，方便、快捷地完成任意立交線形的設(shè)計(jì)和接線。特別是系統(tǒng)在任意曲線單元和起點(diǎn)接線約束時(shí)，可實(shí)時(shí)拖動(dòng)其它曲線單元，匝道終點(diǎn)動(dòng)態(tài)接線更為直觀、靈活。立交匝道平面線位的動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)是緯地系統(tǒng)的核心和精髓。 與主線平面繪圖相同，系統(tǒng)在立交平面設(shè)計(jì)完成的同時(shí)，完成立交平面線圖的繪制，用戶可根據(jù)出圖需要控制其標(biāo)注方向、內(nèi)容和字體大?。煌瑫r(shí)可直接在線位圖中繪制輸出立交曲線表和立交主點(diǎn)坐標(biāo)表。 （ 2）任意的斷面型 式、超高加寬過渡處理 系統(tǒng)采用獨(dú)特而精巧的路幅變化描述和超高變化描述方式，可支持處理任意路基斷面變化型式（如 3 單、雙車道變化、分離式路基等）和各種超高變化。 同樣基于已隨盤安裝的“緯地路線與立交標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫”，“設(shè)計(jì)向?qū)А惫δ芤部蔀樵训理?xiàng)目自動(dòng)建立超高和加寬變化控制數(shù)據(jù)。 （ 3）立交連接部設(shè)計(jì)與繪圖 緯地系統(tǒng)除支持處理立交設(shè)計(jì)中各種形式的加寬和超高過渡外，還可自動(dòng)搜索計(jì)算立交匝道連接部（加、減速車道至楔形端）的橫向?qū)挾茸兓Ｔ诶L制連接部圖時(shí)根據(jù)用戶指定可批量標(biāo)注樁號(hào)及各變化段的路幅寬度，自動(dòng)搜索確定楔形端位 置及相關(guān)線形的對(duì)應(yīng)樁號(hào)。 （ 4）連接部路面標(biāo)高數(shù)據(jù)圖繪制 在連接部設(shè)計(jì)詳圖（大樣圖）的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可批量計(jì)算、標(biāo)注各變化位置及樁號(hào)斷面的路基橫向?qū)挾?、各控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高及橫坡等數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)內(nèi)部采用同一計(jì)算核心模塊，所以自動(dòng)保證立交連接部處路基設(shè)計(jì)表、橫斷面圖和路面標(biāo)高圖等輸出成果的一致性。 （ 5）立交繪圖模板的設(shè)置與修改 在繪制連接部圖和路面數(shù)據(jù)標(biāo)高圖時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)置有多套不同比例和不同型式的繪圖模板供用戶選用。用戶還可以完全按照自己的要求，定制增加或修改標(biāo)準(zhǔn)模板，以得到不同風(fēng)格的設(shè)計(jì)圖紙。 （ 6）分離式路基 的判斷確定 用以自動(dòng)判斷確定互通式立交中主線與匝道之間、匝道與匝道之間、或高速公路分離式路基左右線之間的路基邊坡相交位置，準(zhǔn)確計(jì)算出相交位置至中線的距離，并可在橫斷面圖中搜索繪制出相鄰路基斷面的樁號(hào)和路基設(shè)計(jì)線。 緯地系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)首先是基于互通式立交設(shè)計(jì)的，系統(tǒng) ～ 版只有互通式立交設(shè)計(jì)部分的內(nèi)容， 以后版本發(fā)展為同時(shí)兼顧路線和互通式立交輔助設(shè)計(jì)兩套功能的專業(yè)軟件。前面所述及的關(guān)于路線設(shè)計(jì)部分的所有功能，如縱斷面設(shè)計(jì)與繪圖、路基設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)與繪圖、土石方計(jì)算等均同時(shí)適用于互通式 立交設(shè)計(jì)，這里不再重復(fù)。 數(shù)字化地面模型應(yīng)用（ DTM） （ 1）支持多種三維地形數(shù)據(jù)接口（來源） 系統(tǒng)支持 AutoCAD 的 dwg / dxf 格式、 Microstation 的 dgn 格式、 Card/1軟件的 asc/pol格式，以及pnt/dgx/dlx格式等多種三維地形數(shù)據(jù)來源（接口），三維地形數(shù)據(jù)既可以是專業(yè)測(cè)繪部門航測(cè)后提供的，也可以是用戶自行對(duì)地形圖掃描矢量化后得到的。 （ 2）自動(dòng)過濾、剔除粗差點(diǎn)和處理斷裂線相交等情況 系統(tǒng)自動(dòng)過濾并剔除三維數(shù)據(jù)中的高程粗差點(diǎn)，自行處理平面位置相同點(diǎn)和斷裂線相 交等情況，免去繁多的手工修改工作。 （ 3）快速建立最優(yōu)化三角網(wǎng)的三維數(shù)字地面模型（ DTM） 以獨(dú)特的內(nèi)存優(yōu)化模塊和最快的點(diǎn)排序方法為引擎，緯地系統(tǒng)建立最優(yōu)化三角網(wǎng)狀數(shù)字地面模型的速度是國外其他同類軟件的兩倍以上，并且突破了其他軟件在處理公路帶狀長(zhǎng)大數(shù)模時(shí)存在的限制，沒有可處理點(diǎn)數(shù)上限。 （ 4）系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)編輯、修改和優(yōu)化功能 系統(tǒng)不僅提供多種編輯三角網(wǎng)的功能，如插入、刪除三維點(diǎn)，交換對(duì)角線或插入約束段，另外系統(tǒng)專門開發(fā)了自動(dòng)優(yōu)化去除平三角形的數(shù)模優(yōu)化等模塊。 （ 5）系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地完成路線縱、橫斷面地面 線插值（或剖切） 4 系統(tǒng)可根據(jù)用戶需求快速插值計(jì)算（或剖切），并輸出路線縱、橫斷面的地面線數(shù)據(jù)。用戶可立即在計(jì)算機(jī)上完成縱斷拉坡設(shè)計(jì)、路基設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)，進(jìn)而直接得到土石方工程量，使大范圍的路線方案深度比選和優(yōu)化成為現(xiàn)實(shí)。 （ 6）系統(tǒng)提供對(duì)兩維平面數(shù)字化地形圖的三維化功能 系統(tǒng)提供多種命令工具，可快速將兩維狀態(tài)的數(shù)字化地形圖轉(zhuǎn)化為三維圖形，進(jìn)而建立數(shù)字地面模型。 公路三維真實(shí)模型的建立（ 3DRoad） 1）基于三維地模快速建立公路全線地面三維模型。 2）基于橫斷面設(shè)計(jì)建立真實(shí)的公路全三維模型（ 包括護(hù)欄、標(biāo)線、波型梁等）。 3）自動(dòng)根據(jù)公路全三維模型完成對(duì)原地面模型的切割（挖除）。 4）方便地制作公路全景透視圖和公路三維動(dòng)態(tài)全景透視圖（三維動(dòng)畫）。 建立在數(shù)字化地面模型基礎(chǔ)上的公路三維模型才是真正意義上的公路三維模型。 平交口自動(dòng)設(shè)計(jì) 1） 可以自動(dòng)計(jì)算輸出平交口等高線圖； 2） 自動(dòng)標(biāo)注板塊的尺寸及板角設(shè)計(jì)高程等。 其他功能 1）估算路基土石方數(shù)量與平均填土高度； 2）外業(yè)放線計(jì)算； 3）任意地理坐標(biāo)系統(tǒng)的換帶計(jì)算； 4）橋位和樁基坐標(biāo)表輸出及設(shè)計(jì)高程計(jì)算； 5）立交 連接部鼻端（楔形端）位置自動(dòng)搜索； 6）任意樁號(hào)坐標(biāo)自動(dòng)查詢等； 7）繪制任意樁號(hào)法線； 8）查詢?nèi)我恻c(diǎn)至中線距離及樁號(hào)； 9）查詢?nèi)我鈽短?hào)的設(shè)計(jì)高程及填挖； 10）查詢?nèi)我饩€元的信息； 11）圖紙的批量打印功能； 12）路面上任意點(diǎn)位的標(biāo)高計(jì)算功能。 數(shù)據(jù)輸入與準(zhǔn)備 緯地系統(tǒng)中所有的平、縱、橫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入均開發(fā)有實(shí)用、方便的錄入工具（軟件），如：平面數(shù)據(jù)（交點(diǎn)）導(dǎo)入 /導(dǎo)出、縱斷面數(shù)據(jù)輸入、橫斷面數(shù)據(jù)輸入等，減少了數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤，方便用戶使用。 輸出成果 （ 1）繪圖部分 1）路線平 面設(shè)計(jì)圖； 2）路線縱斷設(shè)計(jì)圖； 5 3）橫斷面設(shè)計(jì)圖； 4）公路用地圖（表）； 5）路線總體布置圖； 6）路線概略與全景透視圖； 7）互通式立交平面線位數(shù)據(jù)圖； 8）立交連接部設(shè)計(jì)詳圖； 9）立交連接部路面標(biāo)高圖。 緯地系統(tǒng)版可批量、高效輸出路線平、縱、橫等所有相關(guān)圖紙，用戶可單張、多張或一次性輸出打印所有圖紙。 （ 2）出表部分 1）直線及曲線轉(zhuǎn)角一覽表； 2）主點(diǎn)坐標(biāo)表； 3）逐樁坐標(biāo)表； 4）立交曲線表與路線平面曲線元素表； 5）縱坡與豎曲線表； 6）路基設(shè)計(jì)表； 7）超高加寬表； 8）路面加寬表； 9） 路基排水設(shè)計(jì)表； 10）公路用地表； 11）土石方計(jì)算表； 12）邊溝、排水溝設(shè)計(jì)表； 13）總里程及斷鏈樁號(hào)表； 14）主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)表。 15）水準(zhǔn)點(diǎn)表 以上輸出的表格均可由用戶自由選擇輸出方式（ AutoCAD 圖形、 WORD、 EXCEL 三種方式），并自動(dòng)分頁，方便打印。 系統(tǒng)應(yīng)用常規(guī)步驟 使用 HintCAD 版進(jìn)行公路路線及互通立交的設(shè)計(jì)工作，一般步驟如下。 常規(guī)公路施工圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目（對(duì)于工程可行性研究或初步設(shè)計(jì)項(xiàng)目，根據(jù)需要簡(jiǎn)略應(yīng)用下述有關(guān)內(nèi)容） 1）點(diǎn)擊“項(xiàng)目”→“新建項(xiàng) 目”，指定項(xiàng)目名稱、路徑，新建公路路線設(shè)計(jì)項(xiàng)目。 2）點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“主線平面設(shè)計(jì)”（也可交互使用“立交平面設(shè)計(jì)”），進(jìn)行路線平面線形設(shè)計(jì)與調(diào)整；直接生成路線平面圖，在“主線平面設(shè)計(jì)”（或“立交平面設(shè)計(jì)”）對(duì)話框中點(diǎn)擊“保存”得到 *.jd數(shù)據(jù)和 *.pm 數(shù)據(jù)。 3）點(diǎn)擊“表格”→“輸出直曲轉(zhuǎn)角表”功能生成路線直線及曲線轉(zhuǎn)角一覽表。 4）點(diǎn)擊“項(xiàng)目”→“設(shè)計(jì)向?qū)А?，根?jù)提示自動(dòng)建立：路幅寬度變化數(shù)據(jù)文件（ *.wid）、超高過渡 6 數(shù)據(jù)文件（ *.sup）、設(shè)計(jì)參數(shù)控制文件（ *.ctr）、樁號(hào)序列文件（ *.sta)等數(shù) 據(jù)文件。 5）點(diǎn)擊“表格”→“輸出逐樁坐標(biāo)表”功能生成路線逐樁坐標(biāo)表。 6）使用“項(xiàng)目管理”或利用“ HintCAD 專用數(shù)據(jù)管理編輯器”結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目特點(diǎn)修改以下數(shù)據(jù)文件：路幅寬度變化數(shù)據(jù)文件（ *.wid）、超高過渡數(shù)據(jù)文件（ *.sup）、設(shè)計(jì)參數(shù)控制數(shù)據(jù)文件（ *.ctr）等，這些數(shù)據(jù)文件控制項(xiàng)目的超高、加寬等過渡變化和縱面控制條件等情況。 7）點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)”→“縱斷數(shù)據(jù)輸入”輸入縱斷面地面線數(shù)據(jù)（ *.dmx）；“數(shù)據(jù)”→“橫斷數(shù)據(jù)輸入”功能輸入橫斷面地面線數(shù)據(jù)（ *.hdm）；并在項(xiàng)目管理器中添加該數(shù)據(jù)文件。 8）點(diǎn)擊“設(shè)計(jì)”→“縱斷面設(shè)計(jì)”進(jìn)行縱斷面拉坡和