CN108549765B - 在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法 - Google Patents

在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法，包括：第一，使用要素线进行道路纵断设计的方法步骤，即将civil3d中的定线对象转换成要素线对象，通过要素线的高程编辑器进行纵断参数的数据调节，从而完成纵断面设计中顶点高程和纵坡坡度的设计，将设计好的要素线再转换成纵断设计对象；第二，将civil3d中要素线转换成纵断设计数据存储于文件数据库的程序内容，本程序使用VBA调用civil3d对象，实现了civil3d的内部数据转换和纵断设计对象的自动生成。本发明可以解决在civil3d中既可以实现平纵结合、又可以通过方便的编辑工具来进行纵断设计，并且可以实现要素线转换的方法，以提高工作效率等技术问题。

Description

在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法
技术领域
本发明涉及一种利用计算机辅助设计、程序设计，对道路进行设计及规划、场地竖向设计及规划的技术。
背景技术
在国内，规划设计公司目前多采用在Autocad平台上进行二次开发而得到的道路设计软件进行道路规划与设计的工作，而civil3d虽然已经被Autodesk推出多年，是一款极为综合的土木工程规划设计软件，其中包含了道路规划与设计的全部功能，并可以支持动态更新设计结果等优异的功能，但却一直未能在国内大面积普及。随着BIM技术的推广，civil3d逐渐开始进入国内规划设计市场，但由于使用civil3d会改变设计习惯和出图方式等因素，以至于civil3d一直未能大面积替代国内的其他设计工具软件，只能起到辅助建立BIM早期模型的功能，大大降低了civil的使用价值。
采用civil3d进行道路设计，本属于civil3d自身的功能，但是使用civil3d进行道路设计时，必须通过定线后生成的线名生成纵断图，纵断设计要在纵断图中进行纵断线的绘制，才能产生纵断设计参数，在装配横断面后才能产生道路模型并计算道路土方，因此流程中必须包含纵断图产生和纵断设计，而且纵断设计必须在纵断图中进行绘制。虽然civil3d提供了纵断设计参数导入导出功能，但是这样的方法并不高效，也无法在导入生成的纵断设计进行再修改；在纵断设计时，civil3d支持在纵断图中临摹其他纵断数据，但是由于civil3d的存储机理，临摹后的数据为临时数据，不支持存盘操作，一旦关闭civil3d文档，将丢失因为临摹纵断而产生的后续设计数据。
Civil3d提供了一种名为要素线(英文对象名：FeatureLine)的对象，该要素线是为了计算场地的放坡线而创建的一种对象，该对象可以按照道路的平纵设计要求进行绘制，也可以通过道路定线(英文对象名：Alignment)直接构建基于道路平面定线的要素线，再通过要素线的高程编辑工具来控制要素线控制点上的高程以及因高程所引起的要素线纵面上的纵断坡度。从而方便的完成了平面定线和纵断面设计的同一位置的设计内容，实现了平纵结合。
Civil3d虽然提供了要素线的编辑工具，但上述civil3d对道路设计的流程中并不支持要素线与道路定线的纵断设计进行结合操作，在civil3d中，纵断设计是不同于要素线的对象(英文对象名为：Profile)，civil3d中也不提供这两种对象的数据传递。因此，通过要素线方便的编辑的纵断面高程和坡度的数据，无法被道路纵断设计过程所使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法，以解决在civil 3d中既可以实现平纵结合、又可以通过方便的编辑工具来进行纵断设计，并且可以实现要素线转换的方法，以提高工作效率等技术问题。
本发明所述的在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法，包括：第一，使用要素线进行道路纵断设计的方法步骤，即将civil3d中的定线对象(alignment)转换成要素线对象(featureline)，通过要素线的高程编辑器进行纵断参数的数据调节，从而完成纵断面设计中顶点高程和纵坡坡度的设计，将设计好的要素线再转换成纵断设计对象(Profile)的方法，第二，将civil3d中要素线转换成纵断设计数据存储于文件数据库的程序内容，本程序使用VBA调用civil3d对象，实现了civil3d的内部数据转换和纵断设计对象的自动生成。
具体方法步骤如下：
(1)通过要素线进行道路设计的方法步骤；
在Civil3D软件中先建立道路定线(Alignment)，在定线的基础上建立纵断图(Profileview)，通过在纵断图上进行描绘，并且通过数据修改方式得到道路纵断设计(Profile)，再进行装配和道路组建的工作。
将道路定线(Alignment)转换成civil3d所创建的道路要素线(FeatureLine)，将其附着在道路定线上，将该要素线通过要素线顶点的高程编辑工具，进行高程加密点的筛定，根据civil3d软件的使用习惯，在道路定线转换要素线后，初次顶点编辑前，默认将平面的加密点作为高程加密点进行列表编辑的，但纵断只记录变坡点，因此，道路定线转换要素线时关闭平面线形拟合加密的选项，可以减少高点加密点即为变坡点的筛定个数。将进行过筛的要素线加入控制顶点，例如水位高程引起的道路控制点、桥梁控制点，通过高程顶点编辑器对顶点的平面桩号位置、高度和顶点间的坡度进行数据标准化、规范化，从而得到较为合理的道路纵坡。
上述环节进行完毕后，通过道路要素线转换同名道路纵断的工具，将道路纵坡变为同一定线(Alignment)下的某一纵断设计(Profile)，根据civil3d软件的特点，可以不生成纵断图(Profileview)，即可进行道路横断的装配和道路模型的放样，并进行土方计算。如果需要修改纵断设计，仍然可以通过civil3d的绘制纵断图功能，进行纵断图绘制来调整纵断设计。
(2)要素线转换道路纵断设计的工具
本工具使用vba编写，保存成为扩展名为dvb的vba程序文件，通过civil3d的vba管理器(vbaman)加载(vbaload)、编辑(vbaide)和运行(vbarun或在vbaide内调试运行)。
程序采用vba+activeX技术，因此需要引用civil3d当前版本的对象库文件，并且在程序段内指定引用库文件的版本号。
本工具软件的流程：
O.指定引用的对象库及该对象库文件的版本号。
P.实例化一个AcadApplication对象，并且将civil对象赋值与该实例。
Q.实例化一个AeccDocument对象。
R.实例化一个AeccDatabase对象。
S.清空所有已存在选择集，建立一个新选择集，实例化一个选择对象sstobj，通过sstobj.SelectOnScreen方法在cad屏幕空间中选择对象进行下一步转换。
T.通过对象名ObjectName进行筛选，将"AeccDbAutoFeatureLine"作为筛选条件，将所有需要转换的要素线筛选作为处理集进行下一步转换。
U.将过筛后的要素线遍历进行步骤H～O的操作。
V.取得要素线的线名，并将其赋值给Alignmentname变量。这里的要素线对象为选择集过筛后的遍历图元对象entry。Civil3d默认在定线对象转换成要素线时，将定线的名称赋值给要素线的线名。因此如果设计人没有做特殊改动，本步可执行无误，如果有修改，应该在程序执行前将要素线名更改成定线线名，两者应该统一。
W.实例化一个oAlignment对象，通过Alignmentname变量将其赋值为同名的定线对象。
X.实例化一个纵断设计样式对象oProfileStyle，将设计线作为调用样式赋值给oProfileStyle对象。
Y.实例化一个纵断设计集合对象oProfiles，
Z.在纵断设计集合对象oProfiles里添加一个纵断样式为oProfileStyle，纵断设计类别为“aeccFinishedGround”的纵断设计对象oProfile。
AA.实例化一个对应oProfile对象的变坡点集合oAeccProfilePVIs对象。
BB.通过AeccDbAutoFeatureLine对象的Get2dDistanceAtPoint方法和GetPoints方法，读取要素线对象entry的所有变坡点桩号和高程，并将其赋值给oAeccProfilePVIs的一个oAeccProfilePVI对象。
本发明的优点及积极效果如下：
本发明利用了要素线编辑工具、可以平纵结合的特点，通过civil3d对要素线的对象提供的编程方法，方便的实现了一种通过civil3d的要素线进行道路纵断面设计方法及其要素线转换纵断的程序。
平纵结合的设计方式非常便于道路设计人在平面设计图中通过观察地形、地物，结合现状和关键控制点以给定平面定线上某一点的控制高以及因此高程产生的纵坡值变化控制。如果采用civil3d的设计方式，必须将控制点高程和纵断坡度画在与平面定线并不在一起的纵断面图中。这种平纵不结合的方式使得道路设计的效率很低。
利用要素线的编辑工具，可以不通过在纵断图中绘制纵断线，而通过高程编辑器精确修改高程点或纵坡数据表格的方式改变变坡点的平面位置和纵断面高程，并可以精确数据控制纵坡值大小。例如，平原区的纵坡控制，规范要求不小于3‰，通过表格修改纵坡使其不小于3‰且满足规范要求，并不需要在纵断图中画出纵坡，而后修改；再例如，跨河道路下的河道洪水位为H,设计人只需要将河道洪水位的控制点作为要素线的顶点，并计算出该顶点位置的最小高程值为H+壅水高+桥梁结构厚度h，得到H控，将该顶点处的高程在高程编辑器中修改为大于H控的高程值即可满足规划设计要求。
要素线对象的数据无法在civil3d中直接转换成纵断对象中所需要的设计数据，本发明提供了转换工具，使得要素线可以方便的转换成纵断设计对象，要素线上的顶点数据和坡度设置与纵断设计对象中的纵断设计参数一致，并可以进行转换后的编辑工作，civil3d的导入导出功能由于导入的是外部数据，导入外部数据后无法再进行纵断设计的修改工作，如果修改只能修改外部数据重新导入。
以在某场地竖向规划中采用该方法，该场地核心区面积约300平方公里，区内规划的次干路以上道路约100条，涉及的相交路口约300多处，高程互相咬合，竖向规划工作量极大。如果采用传统的规划方法，大体工作将持续三周左右，而采用civil3d固有的工作模式(定线-纵断图-纵断设计-装配)，大体工作时间为两周左右，而采用本发明所述方法进行规划(定线-要素线-纵断设计-装配)，仅需要3天时间，大大提高了工作效率。
综合上述一系列效果，要素线进行道路设计可以提高工作效率，在同一个地区多道路的规划和设计工作即路网规划与设计中，如果采用该方法进行规划设计，可大大提高规划设计的工作效率。
附图说明
图1是本发明的civil3d道路设计流程图。
图2是本发明通过要素进行道路设计流程图。
图3是本发明的要素线转换纵断设计的流程图。
具体实施方式
本发明所述的在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法，包括：第一，使用要素线进行道路纵断设计的方法步骤，即将civil3d中的定线对象(alignment)转换成要素线对象(featureline)，通过要素线的高程编辑器进行纵断参数的数据调节，从而完成纵断面设计中顶点高程和纵坡坡度的设计，将设计好的要素线再转换成纵断设计对象(Profile)的方法，第二，将civil3d中要素线转换成纵断设计数据存储于文件数据库的程序内容，本程序使用VBA调用civil3d对象，实现了civil3d的内部数据转换和纵断设计对象的自动生成。
具体方法步骤如下：
(1)通过要素线进行道路设计的方法步骤；
道路设计是在Civil3D软件中先建立道路定线(Alignment)，在定线的基础上建立纵断图(Profileview)，通过在纵断图上进行描绘，并且通过数据修改方式得到道路纵断设计(Profile)，再进行装配和道路组建的工作，流程见附图1。
将道路定线(Alignment)转换成civil3d所创建的道路要素线(FeatureLine)，将其附着在道路定线上，将该要素线通过要素线顶点的高程编辑工具，进行高程加密点的筛定，根据civil3d软件的使用习惯，在道路定线转换要素线后，初次顶点编辑前，默认将平面的加密点作为高程加密点进行列表编辑的，但纵断只记录变坡点，因此，道路定线转换要素线时关闭平面线形拟合加密的选项，可以减少高点加密点即为变坡点的筛定个数。将进行过筛的要素线加入控制顶点，
例如水位高程引起的道路控制点、桥梁控制点，通过高程顶点编辑器对顶点的平面桩号位置、高度和顶点间的坡度进行数据标准化、规范化，从而得到较为合理的道路纵坡。
上述环节进行完毕后，通过道路要素线转换同名道路纵断的工具，将道路纵坡变为同一定线(Alignment)下的某一纵断设计(Profile)，根据civil3d软件的特点，可以不生成纵断图(Profileview)，即可进行道路横断的装配和道路模型的放样，并进行土方计算。如果需要修改纵断设计，仍然可以通过civil3d的绘制纵断图功能，进行纵断图绘制来调整纵断设计。
(2)要素线转换道路纵断设计的工具
本工具使用vba编写，保存成为扩展名为dvb的vba程序文件，通过civil3d的vba管理器(vbaman)加载(vbaload)、编辑(vbaide)和运行(vbarun或在vbaide内调试运行)。
程序采用vba+activeX技术，因此需要引用civil3d当前版本的对象库文件，并且在程序段内指定引用库文件的版本号。
参见图2所示。
本工具软件的流程：
CC.指定引用的对象库及该对象库文件的版本号。
DD.实例化一个AcadApplication对象，并且将civil对象赋值与该实例。
EE.实例化一个AeccDocument对象。
FF.实例化一个AeccDatabase对象。
GG.清空所有已存在选择集，建立一个新选择集，实例化一个选择对象sstobj，通过sstobj.SelectOnScreen方法在cad屏幕空间中选择对象进行下一步转换。
HH.通过对象名ObjectName进行筛选，将"AeccDbAutoFeatureLine"作为筛选条件，将所有需要转换的要素线筛选作为处理集进行下一步转换。
II.将过筛后的要素线遍历进行步骤H～O的操作。
JJ.取得要素线的线名，并将其赋值给Alignmentname变量。
这里的要素线对象为选择集过筛后的遍历图元对象entry。Civil3d默认在定线对象转换成要素线时，将定线的名称赋值给要素线的线名。因此如果设计人没有做特殊改动，本步可执行无误，如果有修改，应该在程序执行前将要素线名更改成定线线名，两者应该统一。
KK.实例化一个oAlignment对象，通过Alignmentname变量将其赋值为同名的定线对象。
LL.实例化一个纵断设计样式对象oProfileStyle，将设计线作为调用样式赋值给oProfileStyle对象。
MM.实例化一个纵断设计集合对象oProfiles，
NN.在纵断设计集合对象oProfiles里添加一个纵断样式为oProfileStyle，纵断设计类别为“aeccFinishedGround”的纵断设计对象oProfile。
OO.实例化一个对应oProfile对象的变坡点集合oAeccProfilePVIs对象。
PP.通过AeccDbAutoFeatureLine对象的Get2dDistanceAtPoint方法和GetPoints方法，读取要素线对象entry的所有变坡点桩号和高程，并将其赋值给oAeccProfilePVIs的一个oAeccProfilePVI对象。
流程详见附图3。
经过上面的程序流程，就完成了所有选择集内要素线对象转换纵断设计对象Profile的工作。并且建立的纵断设计对象Profile并不需要纵断图Profileview作为编辑环境，同时也具备了可再编辑纵断设计对象Profile的能力。
具体实施例：
以某新区规划某路为例
A.首先需要具备某路的定线和现状地面模型。
B.将某路转换成要素线。要素线名称要与路线的名称相同。
C.根据需要增加要素线的高程顶点，通过高程编辑器进行编辑。通过选择曲面功能将要素线所有顶点写入在现状曲面上的高度值。
D.根据规范要求修改顶点高度和要素线纵坡，完成要素线的设计工作。
E.通过vbaload命令调入程序文件(dvb文件)，可以通过vbaide的执行功能执行要素线程序。
F.程序执行完毕后，会在路线栏中的某路下出现一个名为wn的纵断设计，但并没有生成纵断图。Wn的纵断高程与要素线中的顶点高程相同。

Claims (2)

1.在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法，包括：
第一，使用要素线进行道路纵断设计的方法步骤，即将civil3d中的定线对象转换成要素线对象，通过要素线的高程编辑器进行纵断参数的数据调节，从而完成纵断面设计中顶点高程和纵坡坡度的设计，将设计好的要素线再转换成纵断设计对象；
通过要素线进行道路设计的方法步骤；
在Civil3D软件中先建立道路定线，在定线的基础上建立纵断图，通过在纵断图上进行描绘，并且通过数据修改方式得到道路纵断设计，再进行装配和道路组建的工作；
将道路定线转换成civil3d所创建的道路要素线，将其附着在道路定线上，将该要素线通过要素线顶点的高程编辑工具，进行高程加密点的高程调节，将需要进行高程设计的要素线加入高程控制顶点，通过高程顶点编辑器对顶点的平面桩号位置、高度和顶点间的坡度进行数据标准化、规范化，从而得到较为合理的道路纵坡；
上述环节进行完毕后，通过道路要素线转换同名道路纵断的工具，将道路纵坡变为同一定线下的任意一纵断设计（Profile），在不生成纵断图的情况下，即可进行道路横断的装配和道路模型的放样；如果需要修改纵断设计，仍然可以通过civil3d的绘制纵断图功能，进行纵断图绘制来调整纵断设计；
第二，将civil3d中要素线转换成纵断设计数据存储于文件数据库的程序内容，本程序使用VBA调用civil3d对象，实现了civil3d的内部数据转换和纵断设计对象的自动生成；
要素线转换道路纵断设计的工具；
本工具使用vba编写，保存成为扩展名为dvb的vba程序文件，通过civil3d的vba管理器加载、编辑和运行；
程序采用vba+activeX技术，引用civil3d当前版本的对象库文件，并且在程序段内指定引用库文件的版本号。
2.根据权利要求1所述的在Civil3D中利用要素线进行道路纵断设计的方法，所述要素线转换道路纵断设计的工具软件的流程：
A.指定引用的对象库及该对象库文件的版本号；
B.实例化一个AcadApplication对象，并且将civil对象赋值与该实例；
C.实例化一个AeccDocument对象；
D.实例化一个AeccDatabase对象；
E.清空所有已存在选择集，建立一个新选择集，实例化一个选择对象sstobj，通过sstobj.SelectOnScreen方法在cad屏幕空间中选择对象进行下一步转换；
F. 通过对象名ObjectName进行筛选，将"AeccDbAutoFeatureLine"作为筛选条件，将所有需要转换的要素线筛选作为处理集进行下一步转换；
G.将过筛后的要素线遍历进行步骤H~O的操作；
H.取得要素线的线名，并将其赋值给Alignmentname变量；这里的要素线对象为选择集过筛后的遍历图元对象entry；Civil3d默认在定线对象转换成要素线时，将定线的名称赋值给要素线的线名；因此如果设计人没有做特殊改动，本步可执行无误，如果有修改，应该在程序执行前将要素线名更改成定线线名，两者应该统一；
I.实例化一个oAlignment对象，通过Alignmentname变量将其赋值为同名的定线对象；
J. 实例化一个纵断设计样式对象oProfileStyle，将设计线作为调用样式赋值给oProfileStyle对象；
K.实例化一个纵断设计集合对象oProfiles；
L. 在纵断设计集合对象oProfiles里添加一个纵断样式为oProfileStyle，纵断设计类别为“aeccFinishedGround”的纵断设计对象oProfile；
M. 实例化一个对应oProfile对象的变坡点集合oAeccProfilePVIs对象；
N.通过AeccDbAutoFeatureLine对象的Get2dDistanceAtPoint方法和GetPoints方法，读取要素线对象entry的所有变坡点桩号和高程，并将其赋值给oAeccProfilePVIs的一个oAeccProfilePVI对象。
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