铁路检修工厂总平面布置图CAD方法解析

张正舟

（铁道部经济规划研究院高级工程师，北京100038）

铁路检修工厂总平面布置图CAD方法解析

张正舟

（铁道部经济规划研究院高级工程师，北京100038）

铁路检修工厂总平面布置图目前采用计算机辅助设计（CAD）。结合铁路检修工厂总图内容，解析总图CAD设计方法，并对使用总图CAD软件画图与传统方法画图进行比较，指出有必要开发并推广使用适合总图设计的CAD软件，以提高设计效率。

铁路；工厂；总平面布置图；设计；CAD

铁路检修工厂总平面布置图（以下简称总图）是铁路设计院工厂设计的重点。目前总图设计已经甩掉图板、丁字尺，采用计算机辅助设计（CAD），但只是使用AutoCAD系统软件的常用绘图功能、按传统思路设计总图，没有使用通过二次开发形成的总图设计应用软件，设计效率存在较大提升空间。在铁路建设仍处于高潮期、地铁建设方兴未艾的背景下，设计任务饱满，工程师加班加点、急于完成任务，优化总图方案的时间有限，设计质量难免受到影响。因此，有必要开发并推广使用适合总图设计的CAD软件，大幅提高设计效率，减轻工程师画图负担，使之有较多精力优化设计方案。

1 铁路检修工厂总图内容

铁路检修工厂包括动车段、机务段、车辆段、大机段、动车运用所、机务折返段、客车整备所、站修所等。

总图包括图形、表格、说明、图框及角标。图形包括股道、道岔、房屋、道路、围墙及其他室外构筑物、站段关系示意图，表格包括设计主要技术指标表、股道表、房屋表、室外构筑物表、图例等。

2 总图CAD设计方法解析

一般认为，总图组成内容之间逻辑性不强，总图设计可编程的操作不多。总图CAD不可能像计算软件那样输入一些参数，经过计算机计算处理，成批、自动地输出计算结果。总图CAD需要交互式处理，即用户不断地输入、计算机不断地处理、结果逐步呈现。问题是开发的总图CAD软件能否做到用户以尽量少的、方便的、不重复的输入，通过人机交互处理，按用户设计思想输出总图，并做到总图编辑修改方便。经过分析可见，上述问题的答案是肯定的，总图设计中有多项内容可编程，而且按编程操作比手工操作方便、快捷，效率成倍提高。下面逐项分析。

2.1道和道岔

首先按设计要求画出股道及出入段线，然后从出入段线的第一组道岔的岔心出发，输入一个点（点在线的一侧为单开道岔，点在线上为对称道岔），道岔号码、夹直线长度、曲线半径等取默认值（之前可设定，之后编辑图形时可修改），软件按输入的点、线、道岔有关默认值以及软件保存的道岔有关数据自动画出道岔。照此循环，逐一画出所有道岔，当要求输入一个点而直接回车时退出循环；也可执行一个菜单命令（对应一个软件程序）只画一组道岔。

道岔后面连接曲线，输入一个点（点在线的哪一侧指明圆弧的方向）、一个数值（指明几倍道岔角），曲线半径取默认值，软件按要求自动画出圆曲线并画出下一段夹直线。

当道岔接近画好的股道时，输入一个点（指明要连接的道岔）、道岔与股道的连接方式（单一曲线连接或反向曲线连接，以数值或字符表示），其他参数取默认值，软件自动连接道岔和相近的股道；也可以输入两个点（第一个点指明连接的道岔，第二个点与第一个点在岔线的同侧表示为单一曲线连接、异侧为反向曲线连接），软件自动连接；还可输入两个点（第一个点指明连接的道岔，第二个点指明连接的股道，当两个点在道岔与股道连线的同侧时按单一曲线连接，在异侧时按反向曲线连接），软件自动连接。以上是将单一曲线连接和反向曲线连接放在一个菜单命令中，也可分作两个菜单命令分别执行。

按以上操作可较快地画出所有股道、道岔。

编辑股道图形，按规定格式输入要修改的参数，比如输入n 9 l 6.25 r 300,表示指定的所有道岔改为9号、夹直线长度改为6.25 m、曲线半径改为300 m，一次可输入一个或多个参数，再输入一个点（指明开始修改的线条），软件自动按输入的参数修改指明的线条，并按图示的连接关系自动修改后续相关图形。也可以按输入的参数只修改输入点指明的相关线条，而后续相关线条隐含的参数不变，图形按图示连接关系随之自动修改。

顺着出入段线移动道岔，输入点指明出入段线（或第一组道岔所在线路）、输入移动的距离，软件自动修改所有相关图形。如果移动距离过大导致有些道岔和股道不能按原有连接关系连接时，软件让相关图形变色以提示用户。

旋转出入段线，输入点指明出入段线、输入旋转的角度，软件自动修改所有相关图形。如果旋转角度过大导致有些道岔和股道不能按原有连接关系连接时，软件提示用户。

偏移出入段线，输入点指明出入段线、输入偏移的距离，软件自动修改所有相关图形。如果偏移距离过大导致有些道岔和股道不能按原有连接关系连接时，软件提示用户。

删除道岔图形，输入一个点，软件自动删除最靠近的道岔及相关的夹直线和曲线，也可按需要删除后续相关的道岔。

上述“输入点”均在线条附近、线条的一侧或线上，无需精确定位，这样方便用户输入操作。

2.2屋

厂房多为矩形，画矩形房屋，输入1个点，按规定格式输入房屋参数，比如输入1，36，6，表示房屋在以输入点为原点的坐标系的第1象限、X方向长36m、Y方向长6m，软件自动画出房屋的四条线。复杂厂房组合由一个个矩形房屋拼凑而成，拼凑完成后，软件自动清理重叠的线条。

房屋输入点和参数之后，软件自动搜索点周围，如有道路、股道或围墙时，软件按房屋与相邻设施的默认间距（可设定或修改）修正输入点的位置。

由于房屋线条相对简单，房屋的移动、删除等编辑操作使用AutoCAD常用命令。

2.3路

房屋、股道画好之后，在房屋及股道周围画直线指明道路的大略位置，软件按默认的道路宽度、转弯半径及道路与房屋、股道的间距自动画出道路中心线和路面线条。靠近道路的房屋或股道的线条不规整时，道路可分段画出，其间以短线连接，软件自动修整。道路中心线记录道路相关数据，作为生成、编辑道路的依据，出图时不显示。

道路宽度、转弯半径及道路与房屋、股道的间距可修改，输入修改的数据后软件自动修改道路中心线及路面线条。

道路两边均有房屋或股道时，用户画的直线靠近哪边，软件就以哪边的间距为准。

当工厂围墙先确定位置并画好时，靠近围墙的道路可先画。同样，软件按默认的道路宽度、转弯半径及道路与围墙的间距，自动画出道路中心线和路面线条。

对于不能按相关间距自动定位的道路，需要用户准确画出道路中心线，软件据此生成路面线条。

2.4墙及其他

当股道、道岔、厂房、道路等设施都画好时，在相关设施周围画直线指明围墙的大略位置，软件按默认的围墙与相关设施的间距并按围墙图例要求自动画出围墙线条。当先画围墙后画其他设施或者没有其他设施作为参照时，需要用户准确画出围墙，软件自动按围墙图例要求画出围墙所有线条。

其他室外构筑物包括污水处理设施、煤场等，可先做成模块保存，画图时直接调用。

站段关系示意图使用一般的绘图命令完成。

2.5格

设计主要技术指标表、室外构筑物表、图例可先做成模块保存，画图时调用并按需要修改。

按需要的顺序在所有股道附近各输入一个点，输入一个数字（作为股道起始编号），软件自动计算各股道有效长或直线长，在第一个点相应位置注明相应股道的编号、有效长或直线长，在其他股道对应位置注明其他股道的编号、有效长或直线长。软件自动将股道有效长或直线长计算结果及相应编号存入指定的Excel表格文件之中。用户在Excel表格中填满其他数据，在图中输入一个点指明股道表的右下角位置，软件自动画出完整的股道表。

按需要的顺序在所有房屋的矩形范围内各输入一个点，输入一个数字（作为房屋起始编号），软件自动在每栋房屋的中央位置注明房屋编号，计算房屋的轴线面积并将计算结果及相应房屋的编号存入指定的Excel表格文件之中。用户在Excel表格中填满其他数据，在图中输入一个点指明房屋表的右下角位置，软件自动调用Excel表格的数据并画出完整的房屋表。

2.6明、图框及角标

用户在指定的Word文件中编辑完成总平面布置图的说明，在图中输入一个点指明总图说明的左上角位置，软件自动调用Word文件的数据并画出总图说明。

在以上图、表、说明完成后，用户调用生成图框及角标的菜单命令，软件自动搜索总图的边界，按制图标准套用适当的图框宽度和长度并自动画出图框，按照规定的角标格式自动画出角标，用户使用常用命令按需要修改角标内容。

通过以上分析可见，总图设计中的股道、道岔、房屋、道路、围墙、股道表、房屋表、图框及角标等相应的输入、处理、输出，能够做到按照确定的、可以用程序语言表达的输入条件，以及确定的、可以用程序语言表达的规则要求或逻辑关系，得到确定的图形或文字输出，即可以编程实现。

3 使用总图CAD软件画图与传统方法画图比较

按上述总图CAD软件的方法画股道和道岔，非精确地输入一个点即可画一组道岔及相关线条，非精确地输入一至两个点即可连接一组道岔与股道，非精确地输入一个点、一个字符串即可修改一批道岔及道岔与股道的连接，非精确地输入一个点即可删除一组或一批道岔。以上方法满足用户设计股道和道岔的所有需要，且不附加额外的影响设计方案的限制条件。而按传统的总图CAD方法，画一组道岔，需要精确确定道岔与夹直线的起点、角度和终点；连接一组道岔与股道，需要指定岔线、股道以及连接曲线的半径，若是以反向曲线连接，需要按要求准确连接岔线、岔后直线、反向曲线、曲线夹直线、股道；要是修改道岔或股道连接，只能逐一删除之后重画。两相比较可以想见，按上述总图CAD软件的方法画股道和道岔，能做到用户以尽量少的、方便的输入画出所有线条，编辑修改方便，效率成倍提高且易于掌握和操作。目前，因为画道岔、连接道岔和股道繁琐，工艺专业大多交由站场专业完成，而这对于工艺专业不断优化总图方案极为不利。

同样，按上述总图CAD软件的方法画房屋、道路、围墙，也可以做到用户以尽量少的、方便的输入画出所有线条，无需传统的总图CAD方法那样一根一根地精确地拼凑线条。

按上述总图CAD软件的方法画股道表、房屋表、图框，则体现了不重复输入。股道长度、房屋轴线尺寸和面积、总图边界尺寸等在图形画好之后均已确定，可通过软件按需要提取，无需用户一点点地测量、计算出结果作为画股道表、房屋表、图框的输入。

4 结语

综上所述，总图设计中的股道、道岔、房屋、道路、围墙、股道表、房屋表、图框及角标等均可编程。按上述总图CAD软件的方法设计总图，用户能够以尽量少的、方便的、不重复的输入，通过人机交互处理，按用户设计思想输出总图，并做到总图编辑修改方便。其中画股道和道岔的方法，还可推广用于站场专业的车场设计。

（责任编辑：魏艳红）

The general layout of railway maintenance factory is currently designed by CAD. This paper describes the contents and CAD method of general layout, compares CAD method with the traditional drawing method, which leads to that it is crucial to develop and promote CAD method,as it will improve the design efficiency.

railway;factory;general layout；design；CAD

A

1004-9746（2014）04-0015-04

2014-07-15）