MKwIK w8

Metody komputerowe
w inżynierii komunikacyjnej
Programy do projektowania
geometrii dróg
doc. dr inż. Tadeusz Zieliński
r. ak. 2012/13
źródło: http://www.transprojekt.gdansk.pl
Układ wykładu
typy programów
przegląd oprogramowania
jak wybrać program
jak najlepiej wykorzystać posiadane
oprogramowanie
tendencje rozwojowe
czego można oczekiwać w przyszłości
literatura
Typy programów
samodzielne
(MXROAD, CARD/1, Civil 3D, Droga)
nakładki na programy CAD:
MicroStation
(InRoads, RailTrack, GEOPAK)
AutoCAD
(Vestra, InRoads, RailTrack)
Przegląd oprogramowania
amerykańskie:
InRoads
RailTrack
MXROAD
GEOPAK
Civil 3D
niemieckie:
VESTRA CAD
CARD/1
polskie:
Droga
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
InRoads
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej:
T. Zieliński, K. Jagodziński – InRoads XM Edition
wersja 8.9. Program do komputerowego
wspomagania projektowania dróg, Warszawa 2009
http://www.bentley.com/pl-PL/Products/InRoads+Suite
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
InRoads – informacje ogólne
firma Bentley
nakładka na
MicroStation lub
AutoCAD-a
jeden z bardziej
popularnych na świecie
– ok. 15 tys. licencji
najbardziej popularny w
Polsce
(3/4 projektów dsr)
jest „polska” wersja PowerCivil for Poland v8i
najnowsza wersja – InRoads V8i SS3 – kolosalne zmiany
(inna filozofia, projektowanie obiektowe, biblioteki
skrzyżowań, projektowanie modernizacji, dynamiczne
projektowanie 3D)
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
InRoads
–
możliwości
bardzo wygodny do projektowania nowych tras
projektowanie osi metodą wierzchołkową i składania
z elementów
podstawą modelowania drogi są przekroje normalne, ale można
również wykorzystywać linie przestrzenne
możliwość projektowania złożonych przekrojów normalnych (złożone
z komponentów, o narzuconych warunkach logicznych, ew.
parametrycznych)
przestrzenne sprawdzanie widoczności
przestrzenny zapis (i możliwość modyfikacji) dowolnych obiektów
(np. infrastruktury technicznej)
możliwość obróbki danych z laserowego skanera lotniczego (LIDAR)
dość prosty interfejs
w najnowszej wersji:
dynamiczne projektowanie 3D
biblioteki elementów skrzyżowań, narzędzia do projektowania rond
ułatwienia projektowania modernizacji
b. wygodne narzędzia do animacji ruchu pojazdów
eksport/import: przede wszystkim format LandXML
programy współpracujące
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
InRoads – format LandXML
otwarty standard wymiany danych
powstał w 1999 r.
pozwala wymieniać dane m.in. między
Microsoft Office, AutoCAD, SQL 2000,
DMBS IBM oraz Oracle
więcej: http://www.landxml.org
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
InRoads – programy współpracujące
InRoads Survey – geodezja,
przejmowanie danych z pomiarów,
ich bezpośredni podgląd
InRoads Strom & Sanitary
– odwodnienie powierzchniowe
i kanalizacja
InRoads Site – modelowanie terenu
(fragment InRoads)
InRoads Bridge – geometria mostów
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
InRoads – ocena
zalety:
bardzo wygodny do projektowania długich,
międzywęzłowych odcinków dróg,
najnowsza wersja – rozbudowa funkcji do
projektowania skrzyżowań i modernizacji
powszechnie stosowany w Polsce i na świecie
wady:
cena (MicroStation + InRoads = kilkadziesiąt tys. zł)
najnowsza wersja trochę eklektyczna (zostawiono
część działań ze starej, konieczność eksportu)
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
RailTrack
firma Bentley
nakładka na MicroStation lub AutoCAD-a
do projektowania dróg szynowych
krzywe przejściowe – parabole 3-go stopnia
możliwość projektowania rozjazdów
możliwość projektowania obrysu tuneli
i uwzględnienia ich przy liczeniu robót
ziemnych
eksport danych do urządzeń budowlanych
(np. Plasser & Theuer)
pozostałe możliwości identyczne jak w InRoads
więcej:
http://www.bentley.com/en-US/Products/Bentley+Rail+Track/
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
MXROAD
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej:
http://www.bentley.com/en-US/Products/Bentley+MXROAD+Suite
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
MXROAD – informacje ogólne
dawny angielski MOSS firmy
Infrasoft (powstał pod koniec
lat 70-tych w Anglii)
od 1998 r. zmiana nazwy na MX
od 2002 r. własność firmy Bentley
 MXROAD
coraz powszechniej stosowany
w Polsce (głównie firmy zachodnie)
stosowany również do robót
powierzchniowych (np. kopalnia
Bełchatów)
rodzina programów:
MXRoad – projektowanie nowych
dróg
MXRenew – projektowanie
modernizacji
MXUrban – projektowanie ulic
coraz większa inegracja
z InRoads (OpenRoads)
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
MXROAD -możliwości
podstawą projektowania łańcuchy liniowe
wszystkie dane zapisane w bazie danych wspólnej dla całego systemu
NMT w postaci trójkątów wklęsłych lub wypukłych
możliwość generowania drogi metodą krzywych przestrzennych
możliwość wpisywania tras polinomialnych
modernizacja (MXRenew ) – możliwości:
generowanie niwelety minimalnej
uwzględnianie frezowania
generowanie mapy wbudowania poszczególnych warstw
zapis procesu projektowania w formie skryptu  łatwość modyfikacji
interfejs: MicroStation lub MXROAD (widoczny skrypt)
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
MXROAD -ocena
zalety:
dokładność i wszechstronność
skrypt z zapisem zrealizowanych działań
powszechnie stosowany na świecie
wady:
dość skomplikowany
cena
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
GEOPAK
firma Bentley
nakładka na MicroStation
rodzina programów:
GEOPAK Civil Engineering Suite
– projektowanie dróg, NMT,
roboty ziemne, odwodnienie;
podstawą projektowania łańcuchy
liniowe
GEOPAK Site – projektowanie
robót ziemnych
GEOPAK Survey – pomiary
geodezyjne
GEOPAK Bridge – projektowanie
geometrii mostów
GEOPAK Rebar – projektowanie
zbrojenia w konstrukcjach
betonowych
łatwość tworzenia wykazów,
przedmiarów
rozpowszechniony w USA, ale
raczej w administracji
GEOMACAO – wersja europejska
więcej:
http://www.bentley.com/en-US/Products/GEOPAK+Civil+Engineering+Suite
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej:
http://www.procad.pl/pf/page/gis/obj/93331_Autocad_Civil_3D_2010.html
nakładka ARD
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – informacje ogólne
firma Autodesk
program niezależny zawierający w sobie AutoCAD
(można uruchomić tylko AutoCAD-a)
bardzo duże wymagania sprzętowe: procesor 3 GHz,
RAM 2 GB, dobra karta graficzna (ATI, NVIDIA),
65 GB miejsca na dysku
spolszczony
ekspansywnie wchodzi na rynek polski (kupiły po
promocyjnej cenie Transprojekty, ale nie używają)
cena ok. 5.5 tys €
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości
automatyczna aktualizacja większości rysunków
przejrzysty interfejs
możliwość pracy z dowiązanymi plikami wektorowymi
i rastrowymi
eksport/import: m.in. format LandXML, *.dgn
polskie ustawienia
bogate możliwości w zakresie NMT
przekroje normalne
automatycznie obliczane roboty ziemne po zmianie
np. przekroju poprzecznego
automatyczne bilansowanie robót powierzchniowych
skrzyżowania projektuje się za pomocą krawędzi (nie ma
typowych elementów)
operacje na działkach
wizualizacja
moduł do projektowania odwodnienia
zespołowa praca w sieci
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości, aktualizacja
automatyczna aktualizacja większości
rysunków i opisów
przy zmianie trasy automatycznie zmienia
profil, ale niweletę zostawia bez zmian
korpus drogi nie zmienia się automatycznie
można włączyć opcję potwierdzenia
przeprowadzenia aktualizacji (wygodne
przy wprowadzaniu licznych zmian)
programowanie obiektowe
baza danych:
zawiera informacje o wszystkich obiektach
i zależnościach między nimi
wszystkie elementy w bazie danych są też obiektami w DWG
zmiana obiektu aktualizuje wszystkie powiązane z nim, automatyczne je
przelicza i przerysowuje
do obiektów są przypisane style opisów i właściwości wyświetlania
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości, NMT
import danych z tachimetrów
elektronicznych
(do zapisanego punktu
przypisuje się kod np. osi,
krawędzi jezdni)
do punktów można przypisać
atrybuty (np. symbol drzewa)
z elementami GIS-u (opis
działek, właściciele)
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości, działki
możliwość dynamicznego tworzenia
działek:
minimalne powierzchnie i granice
edycja graficzna
konwersja polilinii z AutoCADa
opisy działek
kontrola stylu wyświetlania geometrii
i opisów
raporty, zestawienie danych w tabelach
(nie są automatycznie aktualizowane)
definiowalne atrybuty działek
dynamiczne opisy
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości, przekroje normalne
definiuje się wybierając
gotowe komponenty
z biblioteki (~ komórki
parametryczne)
wygodny interfejs
definiowanie komponentów:
proste – przez określenie ich
geometrii
złożone – nie ma możliwości
wprowadzania zależności
logicznych (tylko w VBA?)
kalkulator przechyłek: są
polskie standardy dla jezdni,
nie ma dla pobocza
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości, wizualizacja
moduł Autodesk® VIZ Render
(zawarty w Autodesk Civil 3D 2006)
prosty film z przejazdu drogą
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – możliwości, odwodnienie
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – ocena
zalety:
automatyczna aktualizacja większości rysunków
moduł do projektowania odwodnienia
wady:
niestabilny dla długich odcinków
cena ok. 25 tys. zł
problemy z projektowaniem bardziej złożonych przekrojów
brak podziału na moduły (np. nie można odłączyć
projektowania odwodnienia)
współpraca tylko z AutoCAD-em
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej:
http://www.procad.pl/pf/page/obj/88928.html
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD, ogólnie
Advanced Road Design
firma CADAPPS Australia
nakładka na Civil 3D
stosowane: Austarlia, N. Zelandia, Indie, Rumunia
cena 3 tys. €
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD, możliwości
dynamiczne zależności miedzy planem, profilem
i przekrojami:
automatyczne powiązanie profilu drogi bocznej z przekrojem
poprzecznym drogi głównej (projektowanie skrzyżowań)
dynamiczna zmiana przekrojów poprzecznych po wprowadzeniu
zmian na niwelecie
automatyczne obliczanie objętości
dynamiczna zmiana opisów (pikietaże, rzędne)
poprawia niedogodności Civil 3D (możliwość dowiązania
punktu przekroju do dowolnej krawędzi, automatyczne
rozsuwanie nakładających się napisów)
generowanie rond, elementów skrzyżowań,
placów do zawracania
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD, generowanie rond
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD, generowanie rond
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD, ocena
zalety:
przydatny przy projektowaniu osiedli
znacznie ułatwia pracę
pozwala uniknąć błędów
przyjazny interfejs
wady:
naprawia niedociągnięcia Civil 3D
słabo przetestowany
Przegląd oprogramowania
Amerykańskie
Civil 3D – nakładka ARD, interfejs
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
Vestra CAD
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej: http://www.akgsoftware.de
(jest demo)
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
Vestra CAD – informacje ogólne
firma AKG Software
nakładka na AutoCAD-a
9 tys. licencji w Niemczech
jest przygotowywana wersja polska
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
Vestra CAD - możliwości
trasowanie 2 metodami:
wierzchołkową
przez składanie z elementów
kontrola zgodności parametrów
technicznych z wytycznymi
rozbudowane biblioteki:
skrzyżowań
zatok parkingowych
zatok autobusowych
przekrojów normalnych i ich elementów
(krawężniki, ścieki, ściany oporowe itp.)
łatwe projektowanie skrzyżowań:
wybór elementów z biblioteki
trajektorie obrysu pojazdu
można przesunąć położenie punktu
centralnego skrzyżowania – reszta
zostanie automatycznie skorygowana
projektowanie dróg szynowych
projektowanie kanalizacji
pomiary geodezyjne
może współpracować z programem z zakresu zarządzania – OKSTRA (GIS)
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
Vestra CAD - ocena
zalety:
przejrzysty interfejs
łatwość projektowania przekrojów, skrzyżowań
łatwość modyfikacji
standardowa możliwość przekazywania danych
do programu GIS
wady:
niezbyt popularny w Niemczech (przegrywa z
CARD/1)
mało popularny w Polsce
pracuje tylko jako nakładka na AutoCAD-a
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
CARD/1
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej: http://www.card.pl
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
CARD/1 – informacje ogólne
firma IB&T GmbH
program niezależny; wymiana danych z
innymi programami przez DXF, DGN, HPGL
użytkowanie:
świat – jeden z najbardziej popularnych
w Niemczech (80% niemieckich tras kolejowych),
Chiny (kolej magnetyczna)
Polska – 50 użytkowników (płn. kraju, nie ma
dużych biur)
od 1999 jest wersja polska
cena zestawu drogowego – 4 tys. €
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
CARD/1 – możliwości
projektowanie dróg kołowych:
narzędzia do projektowania skrzyżowań
(krople: duża i mała, wyspy trójkątne, ronda)
narzędzia do projektowania węzłów
(dowiązanie niwelety łącznic do dróg głównych)
narzędzia do projektowania modernizacji
(niweleta minimalna)
kontrola respektowania wartości normatywnych
wizualizacja:
wykresy widoczności, wskazanie elementów
ograniczających widoczność
obrazy statyczne i filmy
projektowanie dróg szynowych:
krzywe przejściowe – parabole 3-go stopnia
automatyczne obliczanie rozjazdów
geodezja
moduł do obróbki danych z laserowego skanera
lotniczego (LIDAR)
kanalizacja
Przegląd oprogramowania
Niemieckie
CARD/1 – ocena
zalety:
dobrze sprawdzony w Niemczech
spolszczony
narzędzia wspomagające projektowanie
skrzyżowań
ścisła integracja z geodezją
wady:
mało popularny w Polsce
opis rysunków definiuje się w plikach tekstowych
Przegląd oprogramowania
Polskie
Droga
informacje ogólne
możliwości
ocena
więcej: http://www.rozwenc.com
(jest wersja demo)
Przegląd oprogramowania
Polskie
Droga – informacje ogólne
firma Usługi Informatyczne i Projektowe,
Bogdan Rozwenc
program niezależny; wymiana danych z
innymi programami przez DXF
Przegląd oprogramowania
Polskie
Droga – możliwości
rozbudowane narzędzia do
modernizacji (generowanie
niwelety minimalnej,
frezowanie na całej szerokości
i na części)
możliwość niezależnego
projektowania rowów (trasa,
niweleta)
ułatwienia przy projektowaniu
węzłów:
składanie trasy z elementów,
definiowanie elementów przez
punkty boczne
osie zależne
Przegląd oprogramowania
Polskie
Droga - ocena
zalety:
inżynierskie podejście do problemów
rozbudowana część związana z węzłami,
przebudową i modernizacją
tani
wady:
niezbyt wygodny interfejs użytkownika
słabe perspektywy rozwoju
Jak wybrać program
określić potrzeby
jednorodność oprogramowania ogólnego
– wybrać podstawowy program CAD
(AutoCAD czy MicroStation)
fundusze
możliwość współpracy z inwestorami
i podwykonawcami
elastyczność załogi – ryzyko i koszty
wprowadzenia nowości
dostosowanie do warunków polskich
łatwość wykonywania żmudnych prac
możliwość szkolenia
pomoc techniczna
technika wyboru programu
Jak wybrać program
Określić potrzeby
nie ma programów uniwersalnych
 określić główne wykorzystanie:
projekty nowych dróg czy przebudowy?
dsr czy ulice?
Jak wybrać program
Fundusze
uwzględniać globalny koszt:
zakup
przechodzenie na nowsze wersje
szkolenie
ew. dostosowanie do warunków polskich
Jak wybrać program
Dostosowanie do warunków polskich
zakres:
stosowanie polskich wytycznych (dopuszczalne
parametry)
standardy opisów rysunków
układy raportów
jakość dostosowania:
najlepsza – dostarczenie przez producenta
programu przystosowanego do polskich
standardów
minimum – potencjalna możliwość wprowadzenia
polskich standardów przez użytkownika
Jak wybrać program
Łatwość wykonywania żmudnych prac
przydatne możliwości:
biblioteki typowych elementów
ustawienia form opisu dla różnych skal
wykańczanie rysunków (kreskowanie
skarp, kółka hektometrów itp.)
mają bardzo istotny wpływ na tempo
realizacji projektu
Jak wybrać program
Możliwość szkolenia
im szybciej, im większa część załogi
opanuje program, tym większe korzyści
czasowe i finansowe
pamiętać o kosztach całkowitych
(bezpośrednie + czas wyłączenia
pracowników z projektowania)
przy oszczędnościach lepiej ograniczyć
szkolenia zaawansowane
Jak wybrać program
Pomoc techniczna
po polsku czy po angielsku
w tej chwili Internet
czy sprzedawca sam wykorzystuje oferowany
program lub zatrudnia kogoś z doświadczeniem
projektowym?
Jak wybrać program
Technika wyboru programu
zalecana:
referencje innych użytkowników
paromiesięczny test
niezalecana:
referencje w formie listy nabywców
prezentacja
Jak najlepiej wykorzystać
posiadane oprogramowanie
wykorzystać możliwości posiadanego narzędzia:
szeroko (ale ogólnie) poznać możliwości programu
wybrać osobę odpowiedzialna za rozwiązywanie problemów
przepływ informacji wewnętrznej (np. baza
rozwiązanych problemów)
korzystać z grup dyskusyjnych
wykorzystywać nowe możliwości stwarzane przez
program:
składanie osi z elementów
przestrzenny zapis infrastruktury technicznej
przestrzenny zapis danych geologicznych
dynamiczne projektowanie 3D
nie zmieniać zbyt często oprogramowania:
nie każda nowa wersja przynosi istotne zmiany
„merytoryczna amortyzacja” (dobre opanowanie programu
przez załogę) następuje po 2 ÷ 3 latach
Tendencje rozwojowe
programowanie obiektowe  możliwość łatwych
zmian
poprawa interfejsu użytkownika:
duża elastyczność
„obrazkowość” wprowadzania danych
„magiczny papier i pióro”
wieloplatformowość – współpraca z co najmniej
2 ogólnymi programami CAD
upodobnianie się do siebie
zanik programów małych
sprzedaż modułowa – można kupić tylko niezbędne
w danym biurze części (lub wersje) programu
nie należy liczyć na wyraźna obniżkę cen – mały
rynek (znane programy mają po kilkanaście tysięcy
licencji)
Tendencje rozwojowe
„Obrazkowość” wprowadzania danych
MXROAD
InRoads
Tendencje rozwojowe
Magiczny papier i pióro
cel – automatyczne
wprowadzanie do pliku
zmian wprowadzonych
piórem na wydruku
zasada działania
więcej:
źródło: http://cadinsider.typepad.com:80/my_weblog/2007/06/bentley_show_ma.html
http://www.anoto.com/the-pen-2.aspx
http://cadinsider.typepad.com:80/my_weblog/2007/06/bentley_show_ma.html
http://www.bentley.com/en-US/Promo/Dynamic+Plot/default.htm
Tendencje rozwojowe
Magiczny papier i pióro
Zasada działania
na papierze jest wydrukowany układ
minikropek z niepowtarzalnymi
przesunięciami względem regularnej siatki
 możliwość odczytania współrzędnych
źródło: http://www.anoto.com/?id=906
z wydruku
w piórze jest zamontowany:
skaner  dynamiczne odczytywanie
współrzędnych i ruchu pióra
połączenie z komputerem (stacja dokująca)
 możliwość transmisji
duża pamięć
Czego można oczekiwać
w przyszłości
kula pokryta czułym na nacisk polimerem  rozpoznawanie siły
nacisku  wiele różnych czynności naraz (zastosowanie
– modelowanie 3D i gry)
trójwymiarowy monitor
w zależności od typu obraz powstaje za ekranem lub przed
przed ekranem – możliwość ręcznego manipulowania elementami
(przesuwania, obracania)
wady:
cena kilkadziesiąt tysięcy zł
nie działa dla 2D
okulary z wyświetlaczem HUD (Head-Up-Display):
obraz wyświetlany bezpośrednio na okularach (stosowane np. przez pilotów
myśliwskich, b. drogie)
b. tania nowa technologia nanoszenia nanorurek węglowych na plastik lub
szkło  ocenia się, że będą powszechnie dostępne ok. 2015 r.
interaktywny stół:
http://link.brightcove.com/services/link/bcpid932579976/bclid932553050/bctid933742930
sterowanie kursorem myślą
więcej:
CHIP 1/2004 - INSTYTUT FRAUNHOFERA:
futurystyczne technologie bliskie magii
Czego można oczekiwać w przyszłości
Sterowanie kursorem myślą
interfejs mózg-komputer
(BCI – brain-computer interface)
więcej: http://www.emotiv.com
źródło: http://www.emotiv.com
Literatura
Raport dla drogowców. Wkładka do CADCAM Forum 6/1999
http://www.bentley.com/pl-PL/Products/InRoads+Suite
http://www.bentley.com/en-US/Products/Bentley+Rail+Track
http://www.bentley.com/en-US/Products/Bentley+MXROAD+Suite
http://www.bentley.com/en-US/Products/GEOPAK+Civil+Engineering+Suite
http://www.procad.pl/pf/page/gis/obj/93331_Autocad_Civil_3D_2010.html
http://www.akgsoftware.de
http://www.card.pl
http://www.rozwenc.com
http://www.abrys.com.pl/htmla/produkty/plateia/plateia50.html
http://www.istram.net
L. Niewiadomski – Civil 3D 2006 (referat)
K. Gurak – Program InRoads a projektowanie przebudowy dróg, Magazyn
Autostrady 3/2008
CHIP 1/2004 - INSTYTUT FRAUNHOFERA: futurystyczne technologie bliskie
magii