РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ В CREDO

РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ РАБОТ В CREDO
Т.В. ТАРАСЕВИЧ,
СП «Кредо-Диалог», г. Минск
Операция расчета объемов земляных работ считается одной из самых трудоемких, требует
серьезных затрат времени и тщательности выполнения, поскольку результаты существенно
влияют на экономическую эффективность проекта. Автоматизация этой операции позволяет
значительно сэкономить рабочее время специалиста и добиться высокой точности расчетов.
Методики, положенные в основу автоматизированного расчета объемов работ в системах CREDO
позволяют на основе цифровой модели рельефа высчитать объемы между любыми двумя
поверхностями, причем сделать это быстро, точно и в соответствии с требованиями, предъявляемыми
специалистами. Возможности программных продуктов CREDO для расчета объемов земляных работ
используются как при проектировании объектов различного назначения, так и при производстве
строительных работ, а также позволяют вести учет добычи и хранения сырья и вычислять запасы
стройматериалов на складе.
ТОЧНОСТЬ РАСЧЕТА
В программных продуктах CREDO третьего поколения расчет объемов работ выполняется в двух
системах: CREDO ГЕНПЛАН и ОБЪЕМЫ. Первая система применяется для проектирования
генеральных планов объектов различного назначения на основе созданной в ней или
экспортированной из других систем цифровой модели местности. Система ОБЪЕМЫ имеет более
узкую направленность и предназначена для автоматизированного создания поверхностей, расчета
объемов между ними и последующего выпуска результатов расчетов в виде текстовых и графических
материалов.
Однако, методика расчетов объемов работ в этих программных продуктах одна и та же. Скорость
расчета объемов в системах позволяет быстро проработать множество вариантов проектных решений,
а точность расчета обеспечивается тремя факторами: точностью съемки (густота пикетов, методика
измерений), точностью моделирования поверхности в программе и точностью методики подсчета
объемов работ.
Первый фактор определяется действующими нормативами на производство съемочных работ и
опытом исполнителя, выполняющего съемку или оцифровку.
В системах CREDO III принципиально решен вопрос точности создания цифровой модели
поверхности. Соответствие цифровой модели и физической поверхности зависит от количества точек,
по которым была построена (смоделирована) поверхность и характера их расположения на местности
(характерные места). Таким образом, при выполнении качественной съемки с точностью,
рекомендуемой инструкциями, построение поверхностей в программных продуктах происходит в
соответствии с фактическими поверхностями, что обеспечивает второй фактор.
Рассмотрим третий фактор точности. В основу методики подсчета объемов работ в CREDO положен
универсальный метод расчета – по призмам. Объемы работ рассчитываются между двумя
поверхностями, представленными множеством плоских треугольных граней. Количество, взаимное
расположение поверхностей, принадлежащих разным слоям, и совпадение их контуров может быть
любым и не ограничивается программно.
В ходе операции расчета каждая точка одной поверхности проецируется на вторую поверхность,
аналогично происходит с точками второй поверхности – каждая из них имеет проекцию на первой
поверхности. Кроме того, в каждой точке пересечения ребер треугольников одной и второй
поверхностей программа также определяет пару точек. Аналогичные пары рассчитываются по линии
нулевых работ, границе расчета объемов, структурным линиям. Для всех этих пар точек программа
определяет разность высот из моделей обеих поверхностей (по сути, рабочие отметки). По всем этим
точкам строится сплошная сеть треугольников, образующая трехгранные призмы, вертикальные ребра
которых соответствуют разности высот поверхностей. Для каждой такой призмы рассчитывается
объем, сумма объемов всех призм дает искомое значение. Если условно определить, что поверхность 1
– исходная, относительно которой будет выполняться расчет, и поверхность 2 – участвующая в
расчете и находящаяся в другом слое, то при расположении поверхности1 выше поверхности 2 –
объем будет посчитан как насыпь, когда же поверхность 1 ниже поверхности 2 – объем будет отнесен
к выемке. Линия нулевых работ определена линией пересечения двух поверхностей (рис.1).
Линия нулевых работ
Поверхность 1
Поверхность 2
Объем выемки
а
б
Объем насыпи
в
Рис. 1. Расчет объемов между двумя поверхностями: а) модели поверхностей 1 и 2; б) построение
триангуляции для расчета между двумя поверхностями; в) результат расчета объемов между
поверхностями, граница работ определена контурами пересекающихся поверхностей
Таким образом, объемы между цифровыми моделями поверхностей, с точки зрения математики,
считаются абсолютно точно. Их точность по отношению к фактическому объему, образованному
физическими поверхностями, зависит только от того, насколько модели поверхностей, между
которыми считаются объемы, соответствуют фактическим существующим или проектируемым.
Реализованный алгоритм расчета значительно точнее рекомендуемого нормативными документами
расчета по сетке квадратов, его точность составляет обычно несколько сотых долей процента.
Алгоритм расчета реализует три способа выполнения операции: Между слоями; По контуру и По
региону или площадному объекту. Причем, выбор способа не влияет на точность, а лишь на
специфику расчета и представление результатов.
СПОСОБЫ РАСЧЕТА
•
Между слоями. Принцип размещения информации по слоям известен пользователям, в
системах CREDO III различные цифровые модели поверхностей могут размещаться в разных
слоях (слои могут принадлежать как одному, так и разным проектам 1 ). Расчет выполняется
между любыми двумя слоями, которые имеют перекрывающиеся поверхности. Это может быть
слой с поверхностью рельефа и слои с вариантами проектных поверхностей или же слой с
исходной поверхностью склада материалов и поверхностью для одного из хранящихся
материалов, или же слои с исходной поверхностью и поверхностью по выработанному карьеру
и т.д.
На результат расчета влияет выбор исходного слоя с поверхностью, поскольку операция
выполняется относительно этого слоя. Пример расчета объемов способом Между слоями
приведен на рис.1.
•
1
В контуре. В данном случае расчет также выполняется между поверхностями из двух слоев:
исходного и расчетного, определяемого пользователем, но ограничивается построенным
произвольным контуром. В программе рассчитываются координаты и разности высот
следующих точек: по границе участка расчета (контура); на пересечениях контура ребрами
треугольников моделей поверхностей 1 и 2; на пересечениях ребер треугольников поверхности
1 и поверхности 2; для дополнительных точек сгущения, образуемых программой (рис. 2).
Порядок организации данных в Проекты и Наборы проектов достаточно подробно описан в документации к системам
CREDO III, в учебно-практических пособиях, поставляемых с системами, а также неоднократно был представлен в
публикациях нашего журнала.
а
в
•
б
Рис. 2. Расчет объемов способом В
контуре: а) модель исходной
поверхности 1 с нанесенным контуром
(граница работ); б) модель проектной
поверхности 2 с контуром (граница
работ); в) модель поверхности на
участке расчета объемов
По региону или площадному объекту. Расчет выполняется между двумя слоями с
поверхностями в пределах региона или площадного объекта, выбранного пользователем. Этот
способ удобно использовать при многократных расчетах в одном и том же контуре (регионе),
относительно одного и того же исходного слоя, варьируя слои с проектной поверхностью.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Для специалистов важное значение имеет не только точность расчета, но и оформление его
результатов в соответствии с требованиями стандартов. Причем, в понятие оформления
включаются и настройка отображения результатов на экране и на чертеже, и создание ведомостей
для отчетности, и оформление чертежей.
Настройки внешнего вида результатов расчета
позволяют установить такие характеристики
(параметры), как цвет заполнения площадей
выемки, насыпи и контура нулевых работ, вид
штриховки, типы, толщины и цвет линий для
отображения границ работ, линии нулевых работ
(рис. 3).
При
выполнении
расчета
автоматически
формируется и текстовый блок: числовые
значения объемов и площадей. Размер шрифта,
форматы чисел и расположение текста программа
также позволяет установить специалисту в
соответствии с его требованиями.
После выполнения операции расчета в системах
CREDO автоматически формируется новый
проект Объемы, который будет иметь столько
подчиненных проектов, сколько раз будет
выполнен расчет. По слоям проекта Объемы
разнесена следующая информация (рис. 4):
•
модель объемов,
•
заполнение насыпи,
Рис. 3. Возможности настройки внешнего вида
результатов расчета объемов
•
заполнение выемки,
•
заполнение контура нулевых работ,
•
линия нулевых работ,
•
линия границы работ,
•
тексты.
В каждом из этих слоев данные отображаются в том виде,
как
их
настроил
пользователь
перед
расчетом.
Формирование
отдельного
проекта
Объемы
дает
возможность специалисту тщательно просмотреть и
проанализировать всю информацию по выполненному
расчету. Если результат не устраивает пользователя, он
может внести необходимые корректировки в цифровую
модель поверхности и повторно пересчитать объемы. Рис. 4. Сформированный проект
Проконтролировать результаты расчета и проанализировать Объемы 1 и структура его слоев
их
возможно,
построив
разрез
смоделированной
поверхности. На нем в соответствии с настройками отображаются линии исходной и проектной
поверхностей, а также участки выемки и насыпи (рис. 5).
Рис. 5. Разрез модели поверхности для контроля и анализа результатов расчета объемов
При достижении оптимального варианта можно приступать к окончательному оформлению, в том
числе в виде, требуемом нормативными документами: создавать сетку квадратов (прямоугольников),
создавать необходимые тексты или редактировать их, проставлять или редактировать размеры,
оформлять картограмму земляных работ, формировать ведомости, чертежи на основе имеющихся
шаблонов.
Так, при создании сетки квадратов специалистам предоставлена возможность задать ее шаг и
направление осей. Кроме этого, предусмотрена настройка и других параметров: линии сетки (тип,
цвет, толщина); шрифтов текстов для отметок (исходных, проектных, рабочих), для значений объемов
и площадей и т.д.
Размеры отметок картограммы в узлах квадратов и в местах пересечения сетки и линии границы работ
проставляются автоматически, если пользователь установил соответствующие настройки. При
необходимости специалист может проставить дополнительные размеры в характерных точках,
используя предназначенную для этого команду.
Следует подчеркнуть, что сетку квадратов можно построить на любом участке поверхности модели
объемов. Специалист имеет возможность редактировать параметры сетки квадратов, а также
перемещать, поворачивать ее, выбирать место размещения таблицы результатов расчета, и, таким
образом, добиться оформления, удовлетворяющего его требованиям (рис. 6). При этом, какие бы
действия не проводились с сеткой, это не повлияет на результат расчета: программа автоматически
пересчитает значения площадей и объемов в квадратах, но общий результат по участку, для которого
построена сетка, останется прежним.
Следует еще раз подчеркнуть, что объемы выемки или насыпи, отображаемые в каждом квадрате,
значительно точнее расчета, выполненного по стандартной формуле, учитывающей площадь квадрата
и рабочие отметки его вершин, так как в расчете участвуют все характерные элементы модели
поверхности внутри квадрата.
Для удобства пользователей при работе над
оформлением ведомостей и чертежей в системах
CREDO имеются библиотеки готовых шаблонов.
Используя их, специалист может сформировать
общую ведомость и ведомость по сетке. При
оформлении чертежа имеется возможность
выбрать необходимый шаблон, назначить формат
листа и масштаб чертежа, отредактировать его и
подготовить в соответствии с пожеланиями
заказчика.
Системы CREDO ГЕНПЛАН и ОБЪЕМЫ
продолжают развиваться, разрабатываются новые
методы и совершенствуются существующие, что
позволяет
обеспечивать
специалистов
современным, точным, удобным и перспективным
инструментом работы.
Рис. 6. Построение и редактирование сетки
квадратов на отдельном участке модели объемов