纬地用户手册

道 路三 维 动 态 可 视 化几 何 设 计纬地三维道路 CAD系统教程 纬地道路辅助设计系统 ( HintCAD V4.05.0) 纬地土石方可视化调配系统 (TsfDp v1.x) 纬地外业手薄中交第一公路勘察设计研究院郭腾峰 王 蒙2002.6 修订道路三维动态可视化几何设计2序道路计算机辅助设计软件的引进、开发和推广使用，在国内已有 20 余年的历史，在我国公路和城市道路建设中获得了很大的经济和社会效益。纬地道路 CAD 系统软件是以我国交通部第一公路勘察设计研究院 50 余年测设实践经验为依托，追求新的设计方法，并吸取国内外同类软件精华的基础上，推陈出新，在更高的层面上由设计一线的工程师自主开发的。它适用于高等级公路设计与城市道路设计，包括互通式立体交叉的设计，也能满足一般等级道路的设计。经过国内多家设计单位的实践使用，效果显著。纬地道路 CAD 系统软件可以完善建立和运用三维数字地面模型（DTM），在计算机屏幕上实现道路几何设计的动态可视化，其主要特点在于将道路线元结构以“实时拖动技术”轻松确定最佳线形方案，便于实时修改，对互通式立体交叉的线形进行互动设计特别有效。该系统基于 DTM 与道路设计实体模型的接合，借助 3DMAX 可以实现动态全景透视图，备作道路设计的安全和景观评价。纬地道路 CAD 系统软件在DTM 的建立和运用、平交口立面设计、土方可视化调配、参数化横断面设计等各方面都有所创新，是国内自主开发的优秀软件。纬地道路 CAD 系统软件开发完成以来，经 V1.0V4.6 版本，不断吸取用户的反馈意见，改进完善，日臻稳定成熟。仍望该软件和教程的用户和读者本着爱护，提供宝贵意见，以便加强软件维护，清除缺点，继续前进。在本书付印之时，我乐于应约写上序言来祝贺本教程的出版。朱 照 宏2002 年 8 月于同济大学前 言传统的道路设计是以传统的测设方法为基础，以简单降维的平、纵、横设计和抽象的经验性组合设计为框架的数字计算与几何制图，其中包含着大量繁琐且重复性的人工计算、制图，计算机辅助设计（CAD）应用于道路设计，最初即是以此为出发点，主要以减少人工计算与制图和提高生产效率为目标。随着计算机图形处理功能的发展和动态可视化技术的日渐成熟，以及 GPS、航测、遥感等现代测量技术的应用和普及，道路 CAD 已逐步发展成为集数据采集与处理、设计、分析、优化于一体的集成化系统，主要表现为基于三维数字地面模型（DTM，以下简称数模）的自动化数据采集过程、实时动态可视化的高效辅助设计过程、三维路线（或全景）透视图检验，以及快速规范的成果文件输出过程。运用现代测量技术采集原始数据并预处理，实际上是道路 CAD 概念的外延扩展。应该说，今天的道路CAD 基本实现了手段先进和过程高效及外业测设内业化的预期。纬地道路辅助设计系统着眼于 DTM 的应用，在注重设计全过程动态可视化的基础上，强调以动态三维全景透视图仿真来进行道路三维实体设计和动态景观设计，系统地提出了“三维动态可视化”的道路 CAD 软件设计理念，即开放式多种数据格式接口的 DTM 应用，基于 DTM 的实时动态可视化道路平、纵、横设计与土石方调配、基于DTM 与道路设计实体模型无缝接合的仿真三维道路实体与景观设计。这一理念在继承发扬国内外同类软件优点的基础上，突破了多数软件专注于减少人工工作量，提高成图效率，使图纸规范而美观等对设计成果而言仅仅是手段性、过程性，甚至是表面性的目标局限。在实现了手段先进与过程高效的同时，可以支持以高速移动的汽车为载体，以人、车、路、环境自然一体为理念的道路交通环境设计、道路建筑美学设计和道路人性化设计，从而大大地提升道路的设计水平，并丰富道路设计的内涵。基于上述理念，纬地软件致力于道路 CAD 软件中几何设计的三维化、动态化与可视化。第一，采用 Delaunay 三角化法的三角网数模和多接口、开放式的纬地 3D 引擎（三维数模核心驱动模块），不仅其接口已包括目前专业测绘单位采用的 DWG（ 或DXF） 、 DGN 或其他多种三维地形数据格式，而且其 “纬地D 引擎”采用灵活、严密和具有扩展性的三角网数据结构，并以专门开发的内存优化利用模块，自行使用、释放和管理内存，大大提高了数模处理速度，实破了国内外同类软件对数据量的限制，实现了海量数据处理；而与一般软件利用地形散点构网不同的是，该引擎引进构网时的“约束线”概念，着重考虑处理各种地形特征线信息（如断裂线、山脊线等），使道路三维动态可视化几何设计4三角网更为细致、准确，真正表达地形变化。如同没有 DTM 支持的软件不是真正意义上的道路 CAD 系统一样，没有考虑地形特征线信息的三角构网也不是真正意义上的DTM。同时，“纬地D 引擎”还对平面位置相同点、高程粗差点、废点、断裂线相交、网格边界等数模“瓶颈”问题专门做了处理，确保了引擎工作的快速、高效、稳定；另外系统还充分兼顾目前国内各设计单位的不同情况，全面兼容各种数据采集方式的接入要求；因而纬地三维数模处理功能在速度、精度、容量、稳定性、灵活性等多方面均较同类软件具有较大突破和整体优势。第二，路线平面设计采用独创的三线元捆绑式结构和可组合交点曲线计算模型，而立交线位布设在采用单元法的同时，辅以匝道起终点智能化自动接线计算；基于线型的可移动的“刚体”特性（即线型在移动过程中保持相对稳定的“刚体”形状）和事先指定的条件变化（即以“刚体”的局部一定的自由度为基本条件），以“实时拖动技术”实现道路几何的可视化、动态化，使得用户在瞬息万变的动态线形变化中轻松确定最佳线形方案。在立交的连接部设计中，系统可自动搜索确定连接部位置及宽度变化，批量标注路面高程数据，所以纬地系统是完全融路线与立交设计于一体的。第三，基于各项设计的初步设计成果，绘制指定视点的路线线型透视图，可用于简单的路线线型组合设计检验；以全三维真实道路模型（3DROAD ）与 DTM 的无缝结合为基础，可从任意视点和角度浏览道路的全景透视效果，以便局部的道路三维评价和静态景观设计；在全景透视图基础上经 3DMAX 等动画制作软件渲染，以系统指定的动画路径模拟驾驶员实际驾车状态下的道路全景三维动画，即动态全景透视图，亦可进一步结合实景数字拍照和数字摄像制作更为逼真的多媒体电视片，从而进行高速移动中的道路与景观设计评价。第四，基于传统的平交口立面设计理论和方法，创建 FACE 板块模型，可在宏观控制各设计参数的条件下，对普通三路、四路及五路，加铺转角式平面交叉口和环形交叉口自动布置 FACE 板块实现批量处理，也可单独编辑 FACE 板块以适应环形及设置路缘带、安全岛等特殊平交口的设计。第五，电脑游戏风格的土石方可视化调配系统，以图形化显示各断面土石方数量为界面，用户可在游戏般的鼠标拖放操作中轻松完成土石方纵横向调配，系统则根据用户指定的各种调配计算原则和基本调配方向，自动完成土方分析、精密计算、运量统计和图表输出，用户更可根据工程实际，随意调整经济运距、施工机械组合、松方系统等参数。第六，系统在国内最早结合现行标准和规范建立起路线与立交设计标准数据库，进而开发出方便实用的“设计向导”功能，用户在简单回答软件的一些提问和选择后，系统自动为该项目取用超高、加宽以及填挖方边坡、排水沟等设计控制参数。这一功能不仅从根本上解放了设计人员，而且可以自动根据规范检查一些设计指标。与设计向导功能相比较，系统中其它许多，如：长短链自动处理、桩位坐标表计算、放样计算、估算土方及实时填挖检查等只是纬地软件人性化设计的一些细节体现而已。第七，横断面设计一直是道路几何设计中最为复杂和繁琐的部分之一，也是以往CAD 软件发展较为滞后和薄弱的环节。纬地系统采用参数化定制的方法自动判断填挖方情况完成横断面设计、断面计算与绘图，不仅支持常规模式的横断面设计，而且完全适用于高等级公路沟底纵坡设计模式下的横断面“戴帽子”设计。在每一断面的自动设计中，系统均可根据用户指定考虑路槽、左右侧以及顶面超填、清除表土、支挡防护及挖台阶等诸多土方影响因素。特别是系统提供的“横断面修改”功能可在用户对部分断面进行非常规的修改编辑制之后，自动重新搜索计算断面面积并有条件的联动修改土方数据文件（表格）。纬地三维道路 CAD 系统由中交第一公路勘察设计研究院纬地项目开发组自主研发，系统秉承一公院五十余年公路测设实践的雄厚技术积淀和浑然大器的技术风范，追求全新的道路设计方法和人性化的软件设计理念，同时融入了设计一线工程师求真务实的工程风格，不仅三维、动态、可视化地实现了道路设计从外业测量到土石方计算的“直通”，更为道路人文化移动景观的设计提供了技术平台。作为纯正的国产三维道路软件，纬地软件是在学习、吸取国内外同类软件精华的基础上，以充分适应我国道路设计的标准、规范、图表惯例，和我国道路工程师的一般工作方规为前提条件，完全由设计一线工程师自主开发的，因而软件在每一个细节无不流露出经典的设计院氛围和浓厚的工程师气质。正是基于三维动态可视化的设计理念和对路线与互通立交设计、DTM 应用、平交口设计以及土石方可视化调配等的集成，纬地软件不仅支持利用数字地形图直接定线并自动采集纵、横断面数据进而进行道路移动景观设计的高端需求的高等级公路与城市道路设计，更完全满足现场实测定线的低等级道路设计需要。所以，纬地软件自推出在短短的两年时间内，就很快被国内 20 多家省部级勘察设计单位所认可，并成为其路线与互通立交设计的专用软件；同时他们在被广泛使用的基础上，为软件的改进与完善提出了许多宝贵的意见，使得纬地软件日臻稳定成熟，在此深表谢意。本书仅仅是纬地系统的入门手册，显然难以涵盖其全部的卓越性能，但以此为基础，读者（用户）可在长期的熟练应用过程中，逐渐感受到系统更为丰富的技术内涵和充分发挥的自由空间。本书同时也可作为道路三维动态可视化设计的向导，协助道路工程师进入全新的道路动态景观设计领域。目前纬地软件的主版本是 v4.0 版，但我们并未就此满足，近期基于数据库核心的纬地挡土墙综合设计系统即将推出，它不仅利用数据库解决了设计中快速绘图并计算圬工数量的需求，更为重要的是，它直接利用路线的平、纵、横基础数据，真正意义上实现了挡土墙的动态布设、计算与出图。由于编者知识和能力有限，本书中难免有错误和不妥之处，请用户和读者指正。道路三维动态可视化几何设计6编 者 2002 年 6 月 20 日目 录序前言第一部分 纬 地 道 路 辅 助 设 计 系 统 教 程( HintCAD V4.05.0 )道路三维动态可视化几何设计8第一部分纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）3第一章 系统主要功能及常规应用步骤1.1 系统主要功能1.1.1 路线辅助设计（1）平面动态可视化设计与绘图系统沿用传统的导线法（交点法）经典理论，可进行任意组合形式的公路平面线形设计计算和多种模式的反算。用户可在计算机屏幕上交互进行定线及修改设计，在动态拖动修改交点位置、曲线半径、切线长度缓和曲线参数的同时，可以实时监控其交点间距、转角、半径、外距以及曲线间直线段长度等技术参数。在平面设计完成的同时，系统自动完成全线桩号的连续计算和平面绘图。系统支持基于数字化地形图（图像）上的上述功能，同时也可方便地将低等级公路外业期间已经完成的平面线形导入本系统。（2）断面交互式动态拉坡与绘图系统在自动绘制拉坡图的基础上，支持动态交互式完成拉坡与竖曲线设计。用户可实时修改变坡点的位置、标高、竖曲线半径、切线长、外距等参数；对大、中型桥梁等主要纵坡，受控处系统可自动提示控制情况。对于公路改建项目，系统可根据用户需要自行回归纵坡（点）数据。系统支持以“桩号区间”和“批量自动绘图”两种方式绘制任意纵、横比例和精度的纵断面设计图及纵面缩图，自动标注沿线桥、涵等构造物，绘图栏目也可根据用户需要自由取舍定制。以上功能不仅适用于公路主线，同样适用于互通式立交匝道的纵断面设计与绘图。（3）超高、加宽过渡处理及路基 设计计算系统支持处理各种加宽、超高方式及其过渡变化，进而完成路基设计与计算、方便、准确地输出路基设计表，可以自动完成该表中平、竖曲线要素栏目的标注。系统在随盘安装的“纬地路线与立交标准设计数据库”的基础上，通过“设计向导”功能自动为项目取用超高和加宽参数，并建立控制数据文件。另外，系统最新版中路基的断面型式（包括城市道路的多板块断面）可由用户随意指定。道路三维动态可视化几何设计4（4）参数化横断面设计与绘图系统支持常规模式和高等级公路沟底纵坡设计模式下的横断面戴帽设计，同时准确计算并输出断面填挖方面积以及坡口、坡脚距离等数据。用户可任意定制多级填挖方边坡和不同形式的边沟排水沟。新版中提供了横断面修改和土方数据联动功能。系统直接根据用户设定自动分幅输出多种比例的横断面设计图，并可自动在图中标注断面信息和断面各控制点设计高程。V4.0 版新增横断面设计中的支挡防护构造物处理模块，可自动在横断面设计图中绘出挡土墙、护坡等构造物，并在断面中自动扣除其土方数量。（5）土石方计算与土石方计算表等成果的输出系统利用在横断面设计输出的土石方数据，直接计算并输出土石方计算表到 Excel中，方便用户打印输出和进行调配、累加计算等工作。系统可在计算中扣除大、中桥，隧道以及路槽的土石方数量，并考虑到松方系数等影响因素。特别是系统直接为最新开发完成的纬地系列软件“纬地土石方可视化调配系统”提供原始数据，用户在方便、直观的鼠标拖曳操作中完成土石方纵向调配，系统自动后台记录用户的每一次操作（可无限制返回） ，并据此直接绘制完成全线的土石方纵向调配图表。（6）公路用地图（表）与总体布置图绘制输出基于横断面设计成果，系统批量自动分幅绘制公路用地边线，标注桩号与距离或直接标注用地边线上控制点的平面坐标，同时可输出公路逐桩用地表（仅供参考）和公路用地坐标表。同样，系统还可基于路线平面图，直接绘制路基边缘线、坡口坡脚线、示坡线以及边沟排水沟边线等，自动分幅绘制路线总体布置图。系统新版中可区别跨径与角度自动标注所有大、中型桥梁、隧道、涵洞等构造物。（7）路线概略透视图绘制（以及全景透视图）系统可直接利用路线的平、纵、横原始数据，绘制出任意指定桩号位置和视点高度、方向的公路概略透视图（线条图） 。另外，在系统的数模版中，系统可直接生成全线的地面模型和公路全三维模型，方便地渲染制作成三维全景透视图和动态全景透视图（三维动画） ，并模拟行车状态。（8）路基沟底标高数据输出沟底纵坡设计系统的横断面设计模块中可直接输出路基两侧排水沟及边沟的标高数据，新版软件中，用户可交互式完成路基两侧沟底标高的拉坡设计。第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）5（9）平面移线平面移线功能主要针对低等级公路项目测设过程中发生移线情况而开发，系统可自动计算搜索得到移线后各对应桩号的纵、横地面线数据。1.1.2 互通式立交辅助设计（1）立交匝道平面线位的动态可视化设计与绘图系统采用曲线单元设计法和匝道起终点智能化自动接线相结合的立交匝道平面设计思路，方便、快捷地完成任意立交线形的设计和接线。特别是系统在任意曲线单元和起点接线约束时，实时拖动任意曲线单元，匝道终点动态接线更为直观、灵活。立交匝道平面线位的动态可视化设计是纬地系统的核心和精髓。与主线平面绘图相同，系统在立交平面设计完成的同时，完成立交平面线图的绘制，用户可根据出图需要控制其标注方向、内容和字体大小；同时可直接在线位图中绘制输出立交曲线表和立交主点坐标表。（2）任意的断面型式、超高加宽过 渡处理系统采用独特而精巧的路幅变化描述和超高变化描述方式，可支持处理任意路基断面变化型式（如单、双车道变化、分离式路基等）和各种超高变化。同样基于已随盘安装的“纬地路线与立交标准设计数据库” ， “设计向导”功能也可为匝道项目自动建立超高和加宽变化控制数据。（3）立交连接部设计与绘图纬地系统除支持处理各种形式的加宽和超高过渡外，更可自动搜索计算立交匝道连接部（加、减速车道至楔形端）的横向宽度变化，根据用户指定批量标注桩号及各变化段的路幅宽度，自动搜索确定楔形端位置及相关线形的对应桩号。（4）连接部路面标高数据图绘制在连接部设计详图（大样图）的基础上，系统可批量计算、标注各变化位置及桩号断面的路基横向宽度、各控制点的设计标高、横坡及方向等数据。由于系统内部采用同一计算核心模块，所以自动保证立交连接部处路基设计表、横断面图和路面标高图等输出成果的一致性。纬地系统的开发设计首先是基于互通式立交设计的，系统 V1.0V2.0 版只有互通式立交设计部分的内容，是一套同时兼顾路线和互通式立交辅助设计两套功能的专业软件。前面所述及的关于路线设计部分的所有功能，如纵断面设计与绘图、路基设计、横断面设计与绘图、土石方计算等均同时适用于互通式立交设计，这里不再重复。1.1.3 数字化地面模型应用（DTM）（1）支持多种三维地形数据接口（来源）道路三维动态可视化几何设计6系统支持 AutoCAD 的 dwg / dxf 格式、Microstation 的 dgn 格式、Card/1 软件的asc/pol 格式，以及 pnt/dgx/dlx 格式等多种三维地形数据来源（接口） ，三维地形数据既可以是专业测绘部门航测后提供的，也可以是用户自行对地形图扫描矢量化后得到的。（2）自动过滤、剔除粗差点和处 理断裂线相交等情况系统自动过滤并剔除三维数据中的高程粗差点，自行处理平面位置相同点和断裂线相交等情况，免去繁多的手工修改工作。（3）快速建立最优化三角网三维数字地面模型（DTM ）以独特的内存优化模块和最快的点排序方法为引擎，纬地系统建立最优化三角数字地面模型的速度是国外其他同类软件的两倍以上，并且突破了其他软件在处理公路带状长大数模时存在的限制，没有可处理点数上限。（4）系统提供多种数据编辑、修改和 优化功能系统不仅提供多种编辑三角网的功能，如插入、删除三维点，交换对角线或插入约束段，另外系统专门开发了自动优化去除平三角形的数模优化等模块。（5）系统快速、准确地完成路线纵 、横断面地面 线插值（或剖切）系统可根据用户需求快速插值计算（或剖切） ，并输出路线纵、横断面的地面线数据。用户可立即在计算机上完成纵断拉坡设计、路基设计、横断面设计，进而直接得到土石方工程量，使大范围的路线方案深度比选和优化成为现实。（6）系统提供对两维平面数字化地形图的三维化功能系统提供多种命令工具，可快速将两维状态的数字化地形图转化为三维图形，进而建立数字地面模型。1.1.4 公路三维真实模型的建立（3DRoad）1）基于三维地模快速建立公路全线地面三维模型。2）基于横断面设计建立真实的公路全三维模型（包括护栏、标线、波型梁等） 。3）自动根据公路全三维模型完成对原地面模型的切割（挖除） 。4）方便地制作公路全景透视图和公路三维动态全景透视图（三维动画） 。建立在数字化地面模型基础上的公路三维模型才是真正意义上的公路三维模型。1.1.5 平交口自动设计1.1.6 其他功能1）估算路基土石方数量与平均填土高度；第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）72）外业放线计算；3）任意地理坐标系统的换带计算；4）桥位、桩基坐标计算；5）立交连接部鼻端（楔形端）位置自动搜索；6）桩号自动查询等。1.1.7 数据输入与准备纬地系统中所有的平、纵、横基础数据录入均开发有实用、方便的录入工具（软件） ，如：平面数据（交点）导入/导出、纵断面数据输入、横断面数据输入等，减少了数据输入错误，方便用户使用。1.1.8 输出成果（1）绘图部分1）路线平面设计图；2）路线纵断设计图；3）横断面设计图；4）公路用地图（表） ；5）路线总体布置图；6）路线概略与全景透视图；7）互通式立交平面线位数据图；8）立交连接部设计详图；9）立交连接部路面标高图。纬地系统 V4.0 版可批量、高效输出路线平、纵、横等所有相关图纸，用户可单张、多张或一次性输出打印所有图纸。（2）出表部分1）曲线转角表；2）主点坐标表；3）逐桩坐标表；4）立交曲线表与路线平面曲线元素表；5）纵坡与竖曲线表；6）路基设计表；7）超高加宽表；8）路面加宽表；9）路基排水设计表；道路三维动态可视化几何设计810）公路用地表；11）土石方计算表；12）边沟、排水沟设计表；13）总里程及断链桩号表；14）主要经济技术指标表。以上输出的表格均可由用户自由选择输出方式（AutoCAD 图形、WORD 、EXCEL三种方式） ，并自动分页，方便打印。1.2 系统应用常规步骤使用 HintCAD V4.6 版进行公路路线及互通立交的设计工作，一般步骤如下。1.2.1 常规公路施工图设计项目（对于工程可行性研究或初步设计项目，根据需要简略应用下述有关内容）1）点击“项目”“新建项目” ，指定项目名称、路径，新建公路路线设计项目。2）点击“设计”“主线平面设计” （也可交互使用“立交平面设计” ） ，进行路线平面线形设计与调整；直接生成路线平面图，在“主线平面设计” （或“立交平面设计” ）对话框中点击“保存”得到*.jd 数据和*.pm 数据。3）点击“表格”“输出直曲转角表”功能生成路线直线、曲线转角表。4）点击“项目”“设计向导” ，根据提示自动建立：路幅宽度变化数据文件（*.wid） 、超高过渡数据文件（*.sup） 、设计参数控制文件（*.ctr） 、桩号序列文件（*.sta)等数据文件。5）点击“表格”“输出逐桩坐标表”功能生成路线逐桩坐标表。6）使用“项目管理”或利用“HintCAD 专用数据管理编辑器”结合实际项目特点修改以下数据文件：路幅宽度变化数据文件（*.wid） 、超高过渡数据文件（*.sup） 、设计参数控制数据文件（*.ctr）等，这些数据文件控制项目的超高、加宽等过渡变化和横断面设计情况。7）点击“数据”“纵断数据输入”输入纵断面地面线数据（*.dmx） ；“数据”“横断数据输入”功能输入横断面地面线数据（*.hdm） ；并在项目管理器中添加该数据文件。8）点击“设计”“纵断面设计”进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整，保存数据至*.zdm 文件中。9）点击“设计”“纵断面绘图”生成路线纵断面图，同时根据设计参数控制文件（*.ctr ） ，标注各类构造物，点击“表格”“输出竖曲线表”计算输出纵坡、竖曲第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）9线表。10）点击“设计”“路基设计计算” ，生成路基设计中间数据文件（*.lj ） ；并可由路基设计中间数据文件，点击“表格”“输出路基设计表”计算输出路基设计表。11）点击“设计”“支挡构造物处理”输入有关挡墙等支挡物数据，并将其保存到当前项目中。12）点击“设计”“横断设计绘图” ，绘制路基横断面设计图，同时直接输出土石方数据文件（*.tf） 、根据需要输出路基三维数据（C:Hint40Lsthdmt.tmp）和左右侧沟底标高数据（C:Hint40Lstzgdbg.tmp） 、 （C:Hint40Lstygdbg.tmp ） 。13）点击“数据”“控制参数输入”修改设计参数控制数据文件中关于土方分段的控制数据，点击“表格”“输出土方计算表”计算输出土石方数量计算表。14）点击“绘图”“绘制总体布置图”绘制路线总体设计图。15）点击“绘图”“绘制公路用地图”可绘制公路占地图。1.2.2 低等级公路设计项目一般低等级公路项目需在外业期间现场进行平面线形设计，所以对于低等级公路项目应用纬地系统的步骤如下：1） 点 击 “项 目 ” “新 建 项 目 ”， 指 定 项 目 名 称 、 路 径 ， 新 建 公 路 路 线 设 计 项 目 。2）根据外业平面设计资料，点击“数据”“平面数据导入/导出” （或“平面交点导入/导出” ）功能，输入平面设计数据，并点击 “导入为交点数据”将平面数据导入为纬地所支持的“平面交点数据” （对应文件后缀*.jd ，关于如何应用平面导入功能，请参阅手册中的 3.12 和 3.13 节的内容） 。3）点击“项目”“项目管理器”中的“文件管理”属性页，在“编辑”菜单（或鼠标右键菜单）中点击“添加文件”菜单项，将平面导入生成的平面交点文件添加到项目中，保存项目。4）启动“主线平面设计”便可自动打开交点数据， “计算显示”后可直接在AutoCAD 中生成平面图形。点击“保存”按钮，系统自动将交点数据（*.jd）转化为平面曲线数据（*.pm） 。5）以下同 1.2.1 节中第 3）步以后的内容。1.2.3 互通式立交设计项目1）新建互通式立交设计项目，并指定项目名称（如“立交匝道” ） 、路径等。2）用“立交平面设计”功能进行匝道平面线位设计（得到*.pm 文件） 。道路三维动态可视化几何设计103）生成匝道“曲线表”和“主点坐标表” 。4）启用“设计向导” ，根据提示自动建立：路幅宽度变化数据文件（*.wid） 、超高过渡数据文件（*.sup） 、设计参数控制文件（*.ctr） 、桩号序列文件（*.sta）等数据文件。5）使用“生成逐桩表”功能生成路线逐桩坐标表。6）使用“项目管理”或利用“HintCAD 专用数据管理编辑器”结合实际修改以下数据文件：路幅宽度变化数据文件（*.wid） 、超高过渡数据文件（*.sup） 、设计参数控制文件（*.ctr ） 。7）利用“纵断数据输入程序”输入纵断面地面线数据文件（*.dmx） ；利用“横断数据输入”功能输入横断面地面线数据文件（*.hdm ） ；并将数据文件指定给当前项目。8）利用“纵断面设计”功能进行纵断面拉坡和竖曲线设计调整（保存至*.zdm 文件） ，同时可直接输出“纵坡竖曲线表” 。9）利用“连接部图绘制”功能，进行立交连接部图绘图和路线平面图绘图，特别是对于加宽设计区间。10）绘制纵断面设计图，同时根据设计参数控制文件（*.ctr） ，标注各类构造物。11）进行“路基设计计算” ，输出路基设计中间数据文件（*.lj ） ；并可由路基设计中间数据文件直接生成路基设计表。12）基于连接部设计图，利用“路面标高图绘制”功能进行路面标高图绘制。13）利用“挡土墙录入”功能输入有关挡墙等支挡物数据，并将其保存到当前项目中。14）进行“横断面设计绘图” ，同时直接输出土石方数据文件。15）修改设计参数控制数据文件中关于土方分段的控制数据，输入土石方数据文件，计算输出土石方数量计算表。16）依据土石方数据文件中的路基左右侧坡口坡脚至中桩的距离，利用“路线总体设计图”程序，绘制路线总体设计图，同时可绘制公路占地图。1.3 HintCAD V4.6 版系统安装说明（1）系统安装要求（原则上以能正常安装并使用 AutoCAD 为标准）计 算 机 ： 台 式 或 笔 记 本 式 计 算 机 均 可 。CPU： PII200 以 上 。第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）11内 存 ： 64M 以 上 。操 作 系 统 ： Windows 95 / 98 / me / Se / NT / 2000 /XP 均 可 。图 形 平 台 ： AutoCAD R14（ 包 含 Bonus 菜 单 ）AutoCAD R2000（ 包 含 Express 菜 单 ） 或 AutoCAD R2002 中 英文 版推 荐 用 户 最 好 使 用 AutoCAD R2002。Office 环 境 ： Office 97/2000/XP（ 以 Word 和 Excel 格 式 出 表 ） 。（2）单机版安装纬地软件光盘中可根据用户需求刻录不同版本软件，用户需根据所授权的版本选择安装本系统的标准版、专业版或数模版软件。安装时，用户只需直接双击运行软件目录下的“Setup.exe” ，按安装向导程序提示可完成安装。一般安装程序启动后会自动搜索计算机所使用的操作系统、AutoCAD R14、R2000 和 R2002 的安装版本、位置、Office 97 / 2000/XP 中的 Word 和 Excel 的安装版本和位置，以及数据支持的版本类型等，然后自动安装支持不同操作系统下，不同 AutoCAD 版本以及 Excel 和数据库的支持程序和纬地系统。在安装程序的最后将自动识别系统的安装软件加密锁驱动程序（试用版除外） 。在所有任务完成后，会自动提示用户是否需要重新启动计算机。（3）网络版安装（包括标准版、 专业版和数模版等的对应网 络版） 以 专 业 网 络 版 为 例 ， 首 先 在 服 务 器 （ 或 作 为 服 务 器 的 一 台 计 算 机 ） 上 安 装运 行 系 统 光 盘 中 “纬 地 服 务 器 HintSever”目 录 下 的 “Setup.exe”， 安 装 系 统 服 务程 序 “HintSvr”； 插 上 网 络 版 加 密 狗 ， 重 新 启 动 服 务 器 ， 服 务 程 序 “Hintsvr”便 会自 动 运 行 ， 出 现 图 1-1 所 示 对 话 框 。 用 户 端 计 算 机 从 纬 地 系 统 光 盘 中 直 接 运 行 “专 业 网 络 版 ”目 录 下 的“setup.exe”安 装 程 序 ， 完 成 纬 地 系 统 安 装 ； 启 动 AutoCAD 后 任 意 点 选 纬 地 系 统菜 单 中 某 一 项 ， 系 统 便 开 始 加 载 ， 出 现 登 陆 对 话 框 如 图 1-2 所 示 。用户需在图 1-2的“服务器名称”中输入服务器的名称或当作服务器使用的计算机名称（也可以是该计算机的 IP 号，特别在网络搜索不到该计算机时） ，点“确定” ，将出现纬地系统 V4.6 网络版注册信息对话框，如图 1-3 所示。道路三维动态可视化几何设计12图 1-1图 1-2 图 1-3 用 户 需 输 入 姓 名 、 单 位 名 称 、 联 系 电 话 及 注 册 密 码 （ 唯 一 ， 也 可 不 输 入 ）等 信 息 ， 请 您 使 用 真 实 姓 名 ， 便 于 网 上 管 理 。 点 击 “确 定 ”， 便 可 登 陆 使 用 。 网 络 版 在 使 用 过 程 中 需 与 服 务 器 随 机 读 取 并 交 换 数 据 ， 您 如 果 较 长 时 间不 使 用 纬 地 系 统 ， 请 注 意 对 数 据 及 图 形 存 盘 ， 点 击 “系 统 ”菜 单 并 “卸 载HintCAD V4.x”， 以 免 网 络 意 外 中 断 可 能 会 丢 失 数 据 。 因 为 系 统 网 络 版 是 通 过 IP 地 址 来 搜 索 服 务 器 上 的 加 密 狗 的 ， 所 以 建 议 用户 首 先 应 在 “网 络 邻 居 ”中 安 装 “TCP/IP”协 议 ， 并 且 建 议 固 定 服 务 器 的 IP 地址 ， 不 要 采 用 “自 动 捕 获 ”方 式 。（4）浮动式菜单纬地系统 V4.x 版不再使用 AutoCAD 下拉式菜单。重新开发了浮动式菜单，用户可以随意移动其位置和停靠方式，这样不会影响用户使用 AutoCAD 菜单，也不会和其第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）13他运行于 AutoCAD 环境下的软件发生冲突。（5）试用版的安装纬地系统试用版可自由安装，但有一定使用次数限制，最新的试用版中已经包含数模部分内容；而标准版、专业版和数模版均需带狗才能运行。（6）系统加载运行纬地系统 V4.x 版采用动态加载运行方式，用户在系统安装完成后，任意点击某一菜单项，系统均会自动加载，出现上图 1-4 所示的欢迎界面，系统运行后界面如图 1-5所示。另外，在运行过程中用户也可随时动态卸载纬地系统。图 1-4图 1-5道路三维动态可视化几何设计14如果您在安装使用过程中有什么问题，请及时与我们联系，以免影响您的工作或设计进度。联 系 电 话 ： 029 8325116 转 8925 分 机 讯 地 址 ： 西 安 市 高 新 区 高 新 二 路 枫 叶 新 家 园 11 号 楼 9 层邮 编 ： 710075E-mail: 网 址 ： （用户可随时从该网站了解纬地系统相关信息，下载试用版或进行下载升级）（7）系统安装目录和文件说明安装程序除将一些动态库安装到操作系统的系统目录下，其他所有纬地系统程序、文档、模版均安装到“C:Hint40”目录下，大小约 20M。“Help”目 录 下 为 纬 地 在 线 帮 助 程 序 和 用 户 手 册 文 档 。 在 线 帮 助 可 以 直 接 运行 查 阅 ， “用 户 手 册 .doc”是 通 用 的 Word格 式 文 档 ， 用 户 可 自 由 打 印 阅 读 。“示 例 1”目 录 下 为 利 用 纬 地 系 统 完 成 的 一 段 高 速 公 路 设 计 的 所 有 数 据 示 例 。“示 例 2”目 录 下 为 一 段 三 级 公 路 改 建 项 目 的 所 有 数 据 示 例 （ 其 中 设 有 断 链 ）。“实例 3”目录下为一座互通式立交项目的数据示例。用户在学习和练习时，可参考“示例 1”和“示例 2”目录下的两个示例项目，了解本系统的数据文件格式。当 用 户 安 装 纬 地 系 统 V4.6数 模 版 后 ， 系 统 目 录 （ Hint40） 下 将 自 动 生 成 “数 模 ”目 录 ， 其 下 又 有 “15t”、 “asc-pol”、 “dwg-dxf”和 “pnt-dgx-dlx”等 子 目 录 ， “15t” 目 录 下 为 利 用 三 维 数 模 进 行 高 速 公 路 设 计 的 示 例 ， 其 中 数 据 为 “ASC和 POL”文 件 格 式 ；其 他 分 别 安 装 有 系 统 所 支 持 的 几 种 三 维 地 形 数 据 接 口 的 示 例 （ 均 为 实 际 工 程 示 例 ， 具 体应 用 请 参 见 本 用 户 手 册 第 十 五 章 关 于 数 模 部 分 的 说 明 ） 。纬地系统的所有图表的图框和模板均安装到 C:Hint40目录下，主要有：Tk_hdmt.dwg 横断面设计图的图框tk_pmt.dwg 平面图的图框（适用于平面裁图功能）Tk_zdmt.dwg 纵断面设计图框平面图框.dwg 平面图的图框（适用于平面自动分图功能）低等路基表.dwg 低等级公路项目的路基设计表模板（当用户选择 R14方式时）低等路基表 R20.dwg 低等级公路项目的路基设计表模板（当用户选择 R2000 方式时）第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）15高等路基表.dwg 高等级公路项目的路基设计表模板（当用户选择 R14 方式时）高等路基表 R20.dwg 高等级公路项目的路基设计表模板（当用户选择 R2000 方式时）路基超高加宽表.xls EXCEL 格式的路基逐桩超高加宽表模板；土方计算表.xls EXCEL 格式的土方数量计算表模板直曲表.xls EXCEL 格式的直曲转角表模板主要经济技术指标表.xls EXCEL 格式的主要经济技术指标表模板总里程及断链桩号表.xls EXCEL 格式的总里程及断链桩号表模板边沟排水沟设计表.xls EXCEL 格式的边沟、排水沟设计表模板低等级直曲表.doc Word 格式的直曲转角表模板低等路基表.doc Word 格式的低等级公路项目路基设计表模板高等路基表.doc Word 格式的高等级公路项目路基设计表模板公路逐桩用地表.doc Word 格式的公路逐桩用地表模板土方计算表.doc Word 格式的土方数量计算表模板直曲表.doc Word 格式的直曲转角表模板逐桩坐标表.doc Word 格式的逐桩坐标表模板纵坡竖曲线表.doc Word 格式的纵坡竖曲线表模板以上所有图表的图框和模板，用户均可根据实际工程项目需要修改其图框内容和表头文字，如设计单位名称、图号、编制、复核、项目名称等等，但不能修改图框大小、位置以及表格行列数。道路三维动态可视化几何设计16第二章 纬地设计向导与项目管理2.1 纬地设计向导菜单：项目 设计向导命令：Hwizard纬地系统 V3.0V5.0 版在国内首先建立起基于现行 公路工程技术标准和公路路线设计规范的纬地路线与立交设计专用标准数据库，并研制开发“纬地设计向导”功能，该功能自动为不同等级和标准的设计项目选取超高与加宽过渡区间、数值，以及填挖方边坡、边沟排水沟等设计控制参数，引导用户更加快捷、方便地完成路线与互通式立交设计工作。这些通用标准数据可由用户自行修改（结合公路工程技术标准和公路路线设计规范修改） ，所取用的设计控制参数，用户还可使用“项目管理”功能结合实际工程情况加以修改变化。该部分功能的研制开发成功，是纬地系统向部分智能化辅助设计方向探索的重要一步。纬地设计向导启动后，第一步对话框如图 2-1 所示，程序自动从项目中提取“项目名称” 、 “平面线形文件”以及“项目路径”等数据，用户首先选择项目类型（公路主线、互通式立体交叉） ，其次选择“公路等级” 、 “地区类别” ，根据等级和地区类别程序自动从数据库中提出其对应的计算车速。单击“下一步”进入设计向导第二步。图 2-1第二步设计向导提示出对应的典型路基横断面型式和具体尺寸组成，用户可直接第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）17修改并调整路幅总宽；针对城市道路，用户还可在原公路断面的两侧设置左右侧附加板块，来方便地处理多板块断面。对话框如图 2-2 所示。单击“下一步”进入设计向导第三步。图 2-2第三步、第四步引导用户完成项目典型填、挖方边坡的控制参数设置。用户可根据需要设置可处理高填与深挖断面的任意多级边坡台阶。对话框分别如图 2-3 和图 2-4所示。第五步、第六步引导用户进行路基两侧边沟排水沟型式及典型尺寸设置，用户可以根据需要设置矩形或梯形边沟，对于排水沟还可设置挡土堰等。对话框分别如图 2-5 和图 2-6 所示。图 2-3道路三维动态可视化几何设计18图 2-4图 2-5图 2-6第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）19第七步由用户指定设置本项目设计起终点范围 进行最终设计出图的有效范围。该范围可能等于平面线形设计的全长，也可以是其中的某一部分。第七步用户还可设定逐桩桩号间距（如 20m） ，程序将以此间距自动生成桩号序列文件，并增加所有曲线要素桩。对话框如图 2-7 所示。图 2-7第八步提示用户选择确定该项目路基设计所采用的超高旋转方式、曲线加宽方式以及加宽渐变方式。点击“完成”按钮后，程序把将要自动生成的四个数据文件列于对话框中，点击“确定”即可自动生成。这里用户还可以修改其名称。对话框如图 2-8和图 2-9 所示。图 2-8道路三维动态可视化几何设计20图 2-9设计向导完成后，已将生成的四个数据文件自动添加到“项目管理”中。这四个数据文件分别是：超高渐变数据文件（*.sup） 、路幅宽度数据文件（*.wid） 、设计参数控制文件（*.ctr） 、桩号序列数据文件（*.sta） 。特别说明：在纬地 CAD 系统中，超高、加宽等过渡变化以及横断面的边坡、边沟型式虽然可由“设计向导”自动结合规范、标准取用，但所有变化均不是程序内定的、不可改变的，用户可随时通过直接修改*.sup、*.wid 以及*.ctr 文件来改变控制，以适合不同项目的要求。这 里 虽 首 先 介 绍 设 计 向 导 功 能 ， 并 不 是 说 用 户 在 应 用 纬 地 系 统 时 应 先 使 用 设 计 向导 ， 而 应 参 考 前 面 的 常 规 应 用 步 骤 确 定 使 用 时 机 。2.2 项目管理菜单：项目 项目管理命令：HPM纬地系统 V4.0 以后版本最主要的一个功能变化是完全采用项目管理的方式，用户通过“项目管理器”来管理某一工程设计项目的所有数据文件及与项目相关的其他属性（如名称、地区类别、超高加宽方式、断链设置等） 。首次安装纬地系统后，第一次加载时系统会提示用户指定当前项目或新建项目。选择新建项目后，系统提示用户输入项目名称、路径以及平面曲线数据文件名。用户也可新建目录路径，以保证一个项目的所有数据，全部存放于同一个目录下。输入完成后，用户便可以利用“主线平面设计”或“立交平面设计”功能开始进行该项目的平面设计等工作。一般情况下，对于一条公路的施工图设计任务，项目管理中可能需要添加以下数据文件：平面曲线数据文件（*.pm）平面交点数据文件（*.jd）第一部分 纬地道路辅助设计系统教程（HintCAD V4.05.0）21纵断面地面线数据文件（*.dmx ）横断面地面线数据文件（*.hdm ）纵断面设计数据文件（*.zdm）超高渐变数据文件（*.sup）路幅宽度数据文件（*.wid）桩号序列数据文件（*.sta）路基设计中间数据文件（*.lj）设计参数控制文件（*.ctr）挡墙设计文件（*.dq） 设有挡土墙的情况下至少需要设置以下项目属性：项目名称及路径超高旋转方式加宽渐变方式断链位置（设有断链时）“纬地项目管理”对话框如图 2-10 和图 2-11 所示。在“纬地项目管理”对话框的“项目文件”菜单中，用户可以“打开项目” 、 “新建项目” ，也可以从此启动“纬地设计向导” 。当点取对话框中“文件管理”属性页后，用户可以从“编辑”菜单中对数据文件进行“编辑文件” 、 “添加文件” 、 “重新指定”或“删除文件”等操作。这些操作也可以通过鼠标的右键菜单来完成。当用户选取对话框中“属性管理”页后，可以使用“编辑”菜单完成“添加断链” 、 “修改断链”和“删除断链”等操作，同时也可进行“超高旋转方式”和“加宽渐变方式”等的