鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化、智能化研究
鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化、智能化是系統(tǒng)地研究和建立以數(shù)字化信息為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)拉通勘測(cè)設(shè)計(jì)全過(guò)程為主要特征的新的生產(chǎn)作業(yè)模式。所以,該系統(tǒng)應(yīng)將使用各種勘察手段所采集的鐵路線(xiàn)路及其相關(guān)的地形、地理、地質(zhì)、水文等資料加工成數(shù)字化信息,通過(guò)接口界面進(jìn)行信息處理并傳輸?shù)焦こ虜?shù)據(jù)庫(kù)中。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必須覆蓋各專(zhuān)業(yè)CAD終端,各專(zhuān)業(yè)在集成化設(shè)計(jì)環(huán)境中共享工程數(shù)據(jù)的信息,完成本專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì),同時(shí)輸出數(shù)字化和可視化的設(shè)計(jì)成果,供后序?qū)I(yè)應(yīng)用。設(shè)計(jì)完成后,全部CAD設(shè)計(jì)電子文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接歸檔,從而實(shí)現(xiàn)鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化。隨著各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)的建成與不斷完善,再實(shí)現(xiàn)勘測(cè)設(shè)計(jì)智能化。在一體化新的作業(yè)模式下,勘測(cè)設(shè)計(jì)的全過(guò)程可以理解為對(duì)一般數(shù)字化信息流的采集、加工和擴(kuò)充的過(guò)程。外業(yè)的勘測(cè)和勘探資料是這股數(shù)字化信息流的源頭,各專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)工作是對(duì)信息流的加工和擴(kuò)充。最終完成的數(shù)字化信息就是設(shè)計(jì)成果和歸檔資料。設(shè)計(jì)與管理所面向的不再是原來(lái)的書(shū)面資料和圖紙,而是在工程數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理下,在網(wǎng)絡(luò)的終端上有序受控流動(dòng)的數(shù)字化信息流。所以,實(shí)現(xiàn)勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化的過(guò)程就是從以非數(shù)字化為基礎(chǔ)的現(xiàn)有作業(yè)模式向以數(shù)字化為基礎(chǔ)的新的作業(yè)模式轉(zhuǎn)化的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化需要建立新的勘測(cè)設(shè)計(jì)流程,研究解決新模式帶來(lái)的一系列技術(shù)層面和管理層面的關(guān)鍵問(wèn)題。 1)勘測(cè)設(shè)計(jì)資料數(shù)字化是新的生產(chǎn)作業(yè)模式的基礎(chǔ),只有后道工序需用計(jì)算機(jī)處理的資料是數(shù)字化的資料,才能保證整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程形成數(shù)字化的信息流。這就需要外業(yè)勘測(cè)時(shí)盡量利用各種測(cè)量?jī)x器的數(shù)字化功能,使第一手資料即是數(shù)字化的形式,同時(shí)資料整理必須利用計(jì)算機(jī)來(lái)完成,才能獲得滿(mǎn)足內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)要求的數(shù)字化勘測(cè)成果。為了實(shí)現(xiàn)外業(yè)數(shù)字化勘測(cè),重點(diǎn)應(yīng)研究以下問(wèn)題:充分開(kāi)發(fā)利用航測(cè)、全站儀及各種遙感設(shè)備的數(shù)字化功能;研究既有地圖如何實(shí)現(xiàn)高精度、高清晰度掃描數(shù)字化處理;開(kāi)發(fā)在勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的鐵路線(xiàn)路初步設(shè)計(jì)方案比選系統(tǒng),改變外業(yè)隊(duì)的作業(yè)方式,建立與數(shù)字化勘測(cè)相適應(yīng)的裝備水平、勞動(dòng)組織、作業(yè)內(nèi)容和管理制度。 2)建立工程數(shù)據(jù)庫(kù)是新的生產(chǎn)作業(yè)模式的核心,新模式與原有模式的重大區(qū)別之一就是外業(yè)與內(nèi)業(yè)之間、各專(zhuān)業(yè)這間需要共享的數(shù)據(jù)都要通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取,所有的設(shè)計(jì)成果都由數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與管理。所以,如何開(kāi)發(fā)一個(gè)符合鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)特點(diǎn)、功能強(qiáng)大的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是本項(xiàng)目研究的一個(gè)重點(diǎn)。為此,需要研究與解決以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題:做好標(biāo)準(zhǔn)化工作,制定鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定每個(gè)專(zhuān)業(yè)的哪些數(shù)據(jù)需要進(jìn);如何處理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);如何制定適應(yīng)鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 3)建立鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)集成化設(shè)計(jì)環(huán)境是新的生產(chǎn)作業(yè)模式的關(guān)鍵,新模式與原有模式的重大區(qū)別之一,就是全部?jī)?nèi)業(yè)設(shè)計(jì)均在集成化設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行。設(shè)計(jì)集成化環(huán)境是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái),工程數(shù)據(jù)為核心,設(shè)計(jì)流程管理為主線(xiàn),各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件與程序數(shù)據(jù)庫(kù)接口為主要內(nèi)容的計(jì)算機(jī)集成應(yīng)用體系。為此,需要研究與解決以下關(guān)鍵技術(shù)頭題:建設(shè)技術(shù)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);研究出一種適應(yīng)各種軟件和各種數(shù)據(jù)需求的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件與工程數(shù)據(jù)庫(kù)的接口方案;開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程管理系統(tǒng),保證整個(gè)設(shè)計(jì)在受控,有序的條件下進(jìn)行。從而實(shí)現(xiàn)完全消除專(zhuān)業(yè)間書(shū)面資料的往來(lái)傳動(dòng),每個(gè)設(shè)計(jì)人員在自己的計(jì)算機(jī)站點(diǎn)上就可完成設(shè)計(jì)和前后工各種間的信息交換。 4)建成計(jì)算機(jī)檔案管理系統(tǒng)是新的生產(chǎn)作業(yè)模式的重要內(nèi)容,新模式與原有模式的重大區(qū)別之一,就是全部電子設(shè)計(jì)文件采用光盤(pán)存儲(chǔ)并由計(jì)算機(jī)管理。計(jì)算機(jī)檔案管理可實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下直接檢索、查詢(xún)、瀏覽和下載電子檔案文件,并為電子設(shè)計(jì)文件重復(fù)利用提供了極大的方便。為此,需要研究與解決以下關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。正確處理管理型軟件與管理方式之間的關(guān)系,就是說(shuō),所編的檔案管理軟件應(yīng)滿(mǎn)足行業(yè)的需要,適應(yīng)各設(shè)計(jì)院在檔案管理上存在種種差別的實(shí)際情況,而不是讓各設(shè)計(jì)院改變檔案管理方式來(lái)適應(yīng)所編的軟件;能瀏覽各種格式的電子文件,使軟件具有良好的實(shí)用性。 5)采用人工智能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)智能化的主要途徑。傳統(tǒng)CAD技術(shù)的特點(diǎn)是輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行計(jì)算與繪圖,沒(méi)有智能功能。總結(jié)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)后,我們認(rèn)為,以專(zhuān)家系統(tǒng)、智能CAD為主要內(nèi)容的人工智能技術(shù)在鐵路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)智能化的主要途徑。鐵路選線(xiàn)是帶全局性的非常錯(cuò)綜復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題,一直以人工以驗(yàn)為主進(jìn)行設(shè)計(jì),只能對(duì)有限的方案進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),推薦方案往往不是最優(yōu)的。所以,必須要研究鐵路新線(xiàn)設(shè)計(jì)智能CAD系統(tǒng),以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。采用綜合地質(zhì)勘探方法來(lái)解決特定的工程地質(zhì)問(wèn)題被證明是行這有效的。由于綜合地質(zhì)勘探模式有幾十種,采用哪一種模式來(lái)解決某一個(gè)具體工程地質(zhì)問(wèn)題往往是很復(fù)雜的、模糊的。采用的模式不適合,就不能有效地解決問(wèn)題,所以要研究鐵路地質(zhì)綜合勘探方法專(zhuān)家決策支持系統(tǒng),以顯著提高地質(zhì)工作質(zhì)量
西南交通大學(xué)
2021-04-13