Автоматизированное проектирование в строительстве

Глава 1.             Введение в автоматизированное проектирование

1.1.        Системный подход к проектированию

Проектирование – это  процесс создания описания, необходимого для построения в заданных условиях еще несуществующего объекта. Проектирование начинается при наличии выраженной потребности общества в объекте  проектирования.

В основе действий проектировщика лежит некий способ или принцип. И если способ действия машины (компьютера) удается предвидеть достаточно точно, то выбор способа действия человека не является столь же определенным. В настоящее время, когда в  проектировании все  более активно  применяются компьютерная техника  и технология, можно говорить о  способах и действиях "человеко-машинных" систем. В основе осознанного рационального  способа действия человека лежит  метод.

Для существования метода необходимы [11]:

·     правила поведения как описание способа действия;

·     осознание использования метода как основы действия;

·     строгое подчинение правилам поведения;

·     описание ситуаций, в которых целесообразен данный метод.

Анализируя проектную  деятельность с позиции частного и общего, можно сказать, что в  ее основе лежат:

действия – способы (принципы) – методы.

В зависимости от того, какие  средства для реализации творческих действий применяет проектировщик, различают:

·     эвристические методы;

·     алгоритмические методы.

В эвристических методах  определяющее значение имеют:

·     ассоциативные способности;

·     интуитивное мышление;

·     способы управления мышлением.

Эвристические методы основаны на использовании общих правил и  рекомендаций. Они помогают при поиске различных понятий и утверждений, которые позволяют благодаря  случайным или логическим ассоциациям открыть или создать абстрактное соотношение, способное дать решение задачи.

Алгоритмические методы основываются на алгоритме, который можно определить как последовательность указаний, касающихся процедур (операций), позволяющих решить задачу. Можно выделить логические алгоритмы и математические алгоритмы.

Проектирование может  быть:

·     ручным – без применения компьютера;

·     автоматизированным – на основе взаимодействия человека и компьютера, когда  эвристические действия проектировщика дополняются вычислительным возможностями компьютера, реализованными посредством определенных алгоритмов;

·     автоматическим – без участия человека на промежуточных этапах проектирования.

Проектирование сложных  технических объектов, к которым  относятся и автомобильные дороги, выполняется, как правило, автоматизировано, то есть с помощью САПР – систем автоматизированного проектирования (CAD – Computer Aided Design).

При проектировании автомобильных  дорог применяют блочно-иерархический подход, который заключается в декомпозиции проектных задач на иерархические уровни и установлении связей между этими уровнями. На данном этапе развития существующие САПР автомобильных дорог включают, как правило, следующие уровни:

·     формирование цифровых моделей местности зоны проектирования;

·     трассирование автомобильной дороги;

·     проектирование продольного профиля;

·     проектирование поперечных профилей и дорожных одежд;

·     проектирование искусственных сооружений и инженерно-сервисного обустройства дороги;

·     оценка проектных решений.

1.2.        Стадии процесса проектирования

В практике дорожного проектирования установлены следующие стадии работ.

Программа (концепция) развития сети автомобильных дорог, которая разрабатывается для определенной территории (региона, страны) и определяет последовательность развития дорог для обеспечения транспортной потребности населения на период 5-10 и более лет. При разработке программ используются специальные методики, базирующиеся на возможностях, в первую очередь, ГИС – геоинформационных систем (GIS – Geographic Information Systems). В настоящий момент развитие автомобильных дорог в Российской Федерации планируется на основе положений Программы "Транспортная стратегия Российской Федерации на 2002-2010 г.г.".

Обоснование инвестиций (ОИ) является основным предпроектным документом, обосновывающим целесообразность строительства (реконструкции) автомобильной дороги, ее  техническую категорию с учетом прогнозируемой интенсивности движения, выбор оптимального проложения трассы  и сроков ее строительства, а также стадийность и очередность этого строительства (реконструкции). Разработка ОИ осуществляется, как правило, на объекты, включенные в утвержденные федеральные и региональные целевые программы развития сети автомобильных дорог.  При разработке ОИ широко применяют геоинформационные технологии: как ГИС, так и САПР.

ОИ в строительство  или реконструкцию дорог включает следующий комплекс инженерных работ:

·     сбор исходных данных;

·     рекогносцировочные обследования;

·     анализ и прогноз транспортных потоков;

·     проектные проработки с необходимым объемом инженерно-изыскательских работ;

·     экономические и экологические (ОВОС) расчеты;

·     определение социально-экономической и экологической эффективности проекта;

·     текстовые, табличные и графические материалы по обоснованию проектных решений.

Последующее проектирование выполняется на основании решений, принятых и утвержденных в ОИ, обосновывающих хозяйственную необходимость и  экономическую целесообразность строительства (реконструкции) автомобильной дороги.

Порядок разработки проектно-сметной  документации в одну стадию – инженерный проект или в две стадии – проект и рабочая документация, также определяется в ОИ. В одну стадию проектируют технически не сложные и не капиталоемкие объекты, а также объекты, сооружение которых будет осуществляться по типовым и повторно применяющимся проектным решениям.

Рабочая документации для строительства (реконструкции), как правило, содержит:

·     рабочие чертежи, разрабатываемые в соответствии с государственными стандартами  системы проектной документации (СПДС);

·     ведомости объемов строительных и монтажных работ;

·     сборники спецификаций оборудования, необходимого для реализации проекта;

·     сметная документация.

Основанием для выполнения проекта служит Задание на его разработку. В Задании должны быть отражены следующие положения:

·     основание для проектирования (перечень целевых программ и ОИ);

·     начало и конец проектируемого участка дороги;

·     перечень и объем инженерных изысканий, полнота проектно-технических решений, перечень согласующих проект государственных и общественных органов;

·     основные технические параметры проектируемого объекта (категория дороги, расчетная нагрузка, параметры земляного и проезжей части, тип дорожной одежды, специальные и особые требования;

·     требования  к составу работ, содержанию и оформлению проекта.

Если речь идет о новом  объекте проектирования, то выполняется  проект строительства автомобильной дороги. В то же время для действующих дорог, в процессе их эксплуатации периодически возникает потребность повторного проектирования с целью их реконструкции, модернизации или ремонта. Следует отметить, что в зависимости от стадии проектирования, капитальности объекта проектирования и глубины проектных преобразований объекта, методы и информационно-инструментальные средства проектирования могут существенно различаться.

Рассматриваемая в данном пособии технология автоматизированного  проектирования относится, в первую очередь, к этапу проекта (инженерного  проекта) строительства (реконструкции) автомобильных дорог.