Как создать эскизную модель автомобильной дороги в контексте окружающей среды с помощью InfraWorks

Введение

 Для поиска оптимального варианта прохождения трассы, предварительной оценки объемов работ, да и оценки проекта в целом существует стадия предпроекта. На этой стадии происходит техническое и экономическое обоснование инвестиций в строительство дороги. То есть от того, насколько качественно будет выполнен этап предпроектных разработок, зависит принятие правильного решения в пользу того или иного варианта.

В этой статье мне хотелось бы рассказать об Autodesk InfraWorks как о программе для эскизного проектирования автомобильных дорог. С помощью специализированного набора инструментов можно довольно быстро создать информационную модель, которая будет включать в себя несколько вариантов планировочных решений, проанализировать ее, а затем передать выбранный вариант в другие программы для дальнейшей и более детальной проработки.

Создание модели существующей ситуации

С помощью конструктора модель создается в мировой системе координат LL84. Не стоит этого опасаться – у вас будет возможность экспортировать созданную модель в нужную вам систему координат.

Главным преимуществом конструктора модели при разработке предпроектных решений является то, что вся существующая ситуация подгружается из данных открытых источников. Например, информация о дорогах, зданиях и водных пространствах подгружается из OpenStreetMap, снимки со спутников из Microsoft Bing Maps накладываются на рельеф модели, который, в свою очередь, строится на основе геолокационных радаров. Это актуально, если у вас нет исходных данных для проектирования (например поверхности существующей земли).

Рис. 1. Модель, созданная с помощью конструктора модели

Если у вас есть собственные исходные данные для проектирования, то вы можете также подгрузить их в уже созданную модель или на их основе создать модель существующей инфраструктуры вручную сразу в нужной системе координат.

Составные и планируемые дороги

Те дороги, которые появились в модели с помощью конструктора, по умолчанию являются планируемыми. Это простые дороги, которые можно создать в модели, указывая щелчками мыши вершины углов поворота трассы в плане. InfraWorks сам впишет в эти углы радиусы. Высотные отметки дороги в этих точках будут соответствовать отметкам земли. В планируемых дорогах ввести конкретные значения радиусов вертикальных кривых и кривых в плане не получится. Функционал профилирования для планируемых дорог недоступен – вы не можете менять заложение откосов, управлять материалом их укрепления. Количество полос движения на планируемых дорогах изменяется в свойствах.

Рис. 2. Редактирование планируемых дорог

Рис. 3. Редактирование стиля планируемых дорог

Чтобы сделать пользовательский профиль, необходимо:

1. Создать чертеж в Civil 3D и обычными средствами AutoCAD вычертить поперечное сечение необходимого элемента. Обратите внимание на то, чтобы центр этого сечения имел координату 0 во всех направлениях;

Рис. 4. Вычерчивание профиля средствами AutoCAD

2. Переключиться в рабочее пространство MAP 3D;

Рис. 5. Рабочее пространство MAP 3D

3. Выполнить экспорт профиля в формат .*sdf;

Рис. 6. Экспорт профиля

4. В редактировании стиля дороги добавить пользовательский профиль;

5. Настроить размер, материал и положение этого профиля вдоль дороги;

Рис. 7. Добавление пользовательского профиля

Рис. 8. Результат

Для эскизного проектирования дорог в InfraWorks есть специальный модуль – Roadway Design. С помощью этого модуля можно создавать составные дороги.

Составные дороги включают в себя сборки различных компонентов дороги. Можно проложить трассу на местности, всё также указывая щелчками мыши вершины углов поворота в плане. Но при работе с составными дорогами у вас есть возможность вписать в угол поворота кривую или комбинацию «переходная кривая – кривая – переходная кривая» с заданными радиусами и длинами переходных кривых (для этого необходимо настроить направление просмотра – смотреть на трассу сверху).

Рис. 9. Редактирование параметров кривой и переходных кривых в плане

Рис. 10. Редактирование продольного профиля дороги

Рис. 11. Работа с профилированием

Для составных дорог можно включить отображение поперечных сечений и визуально оценить, как будет вести себя дорога на прямых участках и поворотах.

Рис. 12. Виражи составных дорог

Рис. 13. Примыкание

Составные дороги, помимо расширенных возможностей их моделирования, имеют особые инструменты анализа. Например, можно выполнить оценку видимости на дороге или перекрестке, образованном пересечением составных дорог. За облачные единицы можно выполнить оптимизацию коридора или профиля – InfraWorks сам высчитает лучшие варианты прохождения вашей трассы и ее отметок в соответствии с картами пригодности и на основании заданных ограничений. Имея данные о перспективной пропускной способности дороги, можно выполнить моделирование транспортных потоков.

В случае необходимости планируемые дороги можно преобразовать в составные. Например, если вы захотите проанализировать транспортные потоки планируемых дорог, InfraWorks сам предложит преобразовать их в составные, поскольку эта функция доступна только для составных дорог.

Создание и применение сборок дорог

Несколько вариантов сборок представлены в библиотеке InfraWorks. Можно выбрать наиболее подходящую и с ее помощью вычертить дорогу, а можно изначально создать свою собственную сборку из отдельных компонентов и сохранить ее как пользовательскую и, таким образом, сформировать свою собственную библиотеку сборок дорог.

Чтобы создать пользовательскую сборку дороги, необходимо:

1. Запустить команду создания составной дороги

Рис. 14. Создание составной дороги

Рис. 15. Выбор компонентов

Рис. 16. Вычерчивание трассы в плане

Рис. 17. Добавление новых компонентов

Рис. 18. Редактирование компонентов дороги

Рис. 19. Создание собственных компонентов

Рис. 20. Оформление дороги с помощью параметрических 3D-моделей

Рис. 21. Настройка профилирования

Рис. 22. Сохранение сборки в библиотеку

Подсчет объемов

Рис. 23. Подсчет объемов земработ

Рис. 24. Отчет по расчету объемов земработ

Экспорт данных в Civil 3D

В Civil 3D из InfraWorks переходит трасса, продольный профиль, поверхность существующего рельефа, проектная поверхность по верху дороги, конструкции и коридор. Областей коридора на перекрестке создано не будет, вираж, рассчитанный по трассе, в Civil 3D также пока что не импортируется. Но в любом случае данные, полученные из InfraWorks, – это хорошая основа для разработки проектной документации и доработки предпроектной.

Рис. 25. Экспорт модели в Civil 3D

Для создания конструкций в Civil 3D можно воспользоваться стандартной библиотекой элементов или создать собственные элементы в приложении Subassembly Composer. Главное преимущество Subassembly Composer – это возможность создать элемент конструкции любой сложности и закодировать его точки, звенья и фигуры необходимым образом. Например, чтобы передать финальную версию проекта в InfraWorks для визуализации, верхние звенья элементов конструкции следует кодировать в соответствии с тем, какие текстуры должны быть применены к этим областям в сводной модели. Коридор в модель подгружается в виде множества областей покрытия. В InfraWorks можно создать такие правила стиля, чтобы области с тэгом, к примеру «Газон», присвоился подходящий материал.

Заключение

Благодаря современным технологиям информационного моделирования у нас есть возможность проектировать в контексте окружающей среды и решать вопросы увязки и зрительного восприятия уже на стадии предпроектных проработок. Такие модели могут быть полезны для демонстрации проекта руководству или заказчику. Также их можно передавать в специализированные программы для разработки полноценной проектной и рабочей документации.