基于VBA的道岔自动配置软件开发方法研究

康 峰，韩 峰

（兰州交通大学 土木工程学院，兰州 730070）

基于VBA的道岔自动配置软件开发方法研究

康 峰，韩 峰

（兰州交通大学 土木工程学院，兰州 730070）

本文基于VBA对AutoCAD进行二次开发，研究道岔及岔后附带曲线的坐标计算方法，并设计程序可视化界面实现不同型号的道岔自动配置要求，使得在岔心位置确定条件下，根据具体的道岔型号及线间距等因素，可以自动准确计算道岔各部位，岔后附带曲线的位置信息并绘制道岔布置图。

道岔；VBA；AutoCAD二次开发；岔后附带曲线

道岔种类多，结构复杂，在使用中铺设难度大，维修频率高，是限制列车速度的重要因素之一[1]，岔后附带曲线的准确配置与否直接影响行车安全和旅客舒适度，人员手工绘制道岔和岔后附带曲线的操作方法非常复杂，精确度难以保证。目前，对道岔导轨曲线线型设计系统和参数化绘制道岔的开发研究比较多[2～3]，通过计算机语言自动绘制了导曲线和道岔中心线，提高了道岔绘制的效率和准确性，但道岔绘制不完整，并且没有配置岔后附带曲线。本文基于VBA的AutoCAD二次开发绘制道岔和岔后附带曲线[4]，采用最新道岔参数表[5]，按照岔心位置自动绘制任意型号的单开道岔，并依据线间距和岔后附带曲线半径自动绘制与道岔连接的岔后附带曲线，从而实现任意型号的道岔和不同岔后附带曲线的自动绘制，符合现代铁路设计趋势。

1 道岔及岔后曲线的绘制分析

本文主要研究单开道岔的绘制，单开道岔主要由转辙器、辙叉及护轨、连接部分和岔枕3大部分构成，在绘制过程中要准确把握各个部件的尺寸和位置。先选定岔心点a为一个基准位置，通过岔心的横坐标和纵坐标，由道岔的几何特征，逐步推算出其各个点的坐标，再根据VBA程序编写规则，编写绘图命令。绘制过程中关键点和主要参数如图1所示。

附带曲线是指平行股道末端，紧接道岔侧线之后的连接曲线，选用一般岔后附带曲线。附带曲线在平面上与导曲线构成两个反向曲线，它的方向、位置正确与否，直接影响列车通过侧线的平稳与安全，由岔心位置，两条铁路之间的线间距，道岔型号，地理地形条件，确定出岔后附带曲线半径，从而可以计算出岔后附带曲线上的关键点，达到程序自动绘制岔后附带曲线的目的。主要参数如图1所示。

由圆心角O1半径R1得到曲线导轨切线长T1为：

岔后附带曲线切线长T2可以由曲线半径R2和道岔角α得：

图1 道岔主要参数示意图

尖轨和基本轨夹角β可以由轨距S、辙叉尖前直线段K、道岔角α、尖轨长度l0得：

圆心角O1角度可由轨距S，辙叉尖前直线段K、道岔前长a、辙叉跟长m、道岔后长b、尖轨尖端前基本轨长q得：

圆心角O2角度可以由切线长T2和岔后曲线半径R2得：

2 道岔绘制程序设计步骤

（1）绘制目标对象的几何关系图；（2）分析图形的拓扑结构及几何关系，确定所要输入的参数；（3）建立运算数学模型，数据导入；（4）编程、调试、运行程序，自动化绘图。

3 主要代码和流程图

代码编写过程中，首先定义各个点和主要参数，再编写主要参数的计算过程，流程图如图2所示。

Dim cc As Variant

cc = ThisDrawing.Utility.GetPoint(, vbcrif & " 选择岔心:") '选择相对初始点：

pa(0) = cc(0)

pa(1) = cc(1)

pa(2) = cc(2)

图2 设计流程图

Call ThisDrawing.ModelSpace.AddLine(pa, pb) '绘制ab直线：

Dim beta, t1, t2, x1, y1, l, temp As Double

x1 = pa(0) + (hc - zcgc) - (zk + t1) * Cos(dcj)

y1 = pa(1) + (zk + t1) * Sin(dcj) - (gj / 2)

beta = Atn(yg / Sqr(jgc * jgc - yg * yg))

temp = 2 * (dcj - Atn(gj - zk * Sin(dcj) - jgc * Sin(beat)) / (qc + hc - zcgc - jq - jgc * Cos(beat) - zk * Cos(beat)))

t1 = R1 * (Sin(temp / 2) / Cos(temp / 2))

t2 = R2 * Cos((ppi - dcj) / 2) / Sin((ppi - dcj) / 2)

chzx = xjj / Sin(dcj) - t2

'po1到pd的角度

angpo1pd = ThisDrawing.Utility.AngleFrom-XAxis(po1, pd)

'po1到pl的角度

angpo1pl = ThisDrawing.Utility.AngleFrom-XAxis(po1, pl)

'算出pcpj1pe的角度

angjj1 = ppi * 2 - angpj1pd + angpj1pl

'绘制直线cd和圆弧dl

angpo1pl = ThisDrawing.Utility.AngleFrom-XAxis(po1, pl)

Call ThisDrawing.ModelSpace.AddArc(po1, R1, angpo1pd, angpo1pl)

4 可视化绘图

可视化窗口的应用可提高图形绘制过程中的操作性，使得道岔绘制更简洁方便，以9号道岔专线4112为例，当线间距是5 m时，根据单开道岔的主要参数设置如图3所示窗口。并将岔心是原点时自动绘制的9号道岔每5 m提取直股中心坐标和侧股中心坐标，得出程序绘图结果如表1所示。

图3 窗口示意图

5 结束语

将绘制结果和有代表性案例作对比后发现，成图准确，绘制的道岔完全符合相关部门最新道岔表的规定，并且可以准确配置任意半径的岔后附带曲线。操作过程方便，系统稳定，界面直观，能大大提高工程设计的效率，可以推广使用，具有一定的价值。

[1]李成辉.轨道[M].成都：西南交通大学出版社，2012.

[2]曹 阳，王 平.道岔平面线形设计及绘制系统的研究与应用[J]. 铁道建筑，2010（11）：23-27.

[3]曹 阳，王 平，赵卫华.基于平面参数法的道岔线型设计研究[J]. 铁道建筑，2011（2）：101-103.

[4]程耀东，张丽萍，韩 进.计算机绘图与二次开发方法[M].兰州：甘肃科学技术出版社，2009.

[5]铁道第四勘测设计院.铁路工程设计技术手册[M].北京：中国铁道出版社，2009.

责任编辑 徐侃春

Railway turnout automatic conf i guration software through VBA

KANG Feng, HAN Feng
( School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China )

This thesis was based on the re-development of AutoCAD via VBA, studied on the coordinate calculation method of turnout and the turnout curve. Visual interface was designed to achieve automatic conf i guration of different types of turnouts. When the center position of the fork was under the conditions, it could be ensured the accurate calculation of the various parts depending on the type of the turnout and other factors, especially the turnout bifurcated incidental information and position of the curve plotted turnout layout.

turnout; VBA; re-development of AutoCAD; connecting curve behind turnout

U213.8∶TP39

A

1005-8451（2015）07-0005-03

2014-12-06

兰州交通大学自选课题（42014103）。

康 峰，在读硕士研究生；韩 峰，副教授。