轨道交通盾构推进中心坐标计算软件

摘要: 轨道交通盾构推进中心坐标计算软件采用 visual 中面向对象的程序设计方法进行编制。介绍了该软件硬件和软件环境, 软件的功能和特点, 以框图形式显示软件结构。最后以上海市轨道交通 11 号线支线嘉定校区站—赛车场站盾构区间 zxjd5 为例进行计算, 说明应用 track excursion 软件进行轨道交通盾构推进中心坐标计算的方法是可行和有效的。

关键词: 轨道交通; 盾构; 计算软件

当正在运行的轨道交通车辆由直线进入曲线时,会产生离心力。在轨道交通中, 通过采用外轨超高来平衡离心力的影响。由于轨道超高, 使得列车中心产生偏移, 为了保证列车在曲线盾构区间行驶时满足限界要求, 在实际的盾构推进中, 盾构推进中心线并不与线路中心线重合, 而是按照列车中心偏移的中心线推进。

在以前的轨道交通盾构区间设计中, 偏移后的坐标普遍采用手工计算, 工作量相当大, 而且也无法拟合盾构推进过程中实际的缓和曲线方程。随着电子计算机技术的发展, 利用计算机编一些应用程序来代替人工计算, 可大大地减轻工作人员的工作量。

根据上海轨道交通实际情况, 利用面向对象的可视化编程语言 visual , 开发了一套 “ 轨道交通盾构推进中心坐标计算软件 ( 简称 track excur-sion) ”。该软件较好地克服了传统软件所存在的不足, 能够平稳地运行于 windows 98/2000/xp 等操作平台上, 并已应用于上海市轨道交通 11 号线支线嘉定校区站—赛车场站盾构区间。

1 轨道交通盾构推进中心坐标计算软件

1.1 软件开发与软硬件配置

软件 track excursion 全部采用了面向对象的程序设计方法, 使整个软件数据结构更趋合理, 模块调用思路清晰, 从而保证了软件具有良好的准确性、可靠性、可维护性和可扩展性。

1) 硬件环境。推荐采用 p iv 1.5 g 以上各类品牌或兼容微机、笔记本, 显示器为 800 mm×600 mm 及以上, 具有 40 g 以上的硬盘空间, 256 m以上内存。

2) 软件环境。软件主要以 visual 为开发工具, 以 windows xp professional 为开发平台, 结果以 microsoft excel 输出。

1.2 软件结构

软件由基本参数输入模块、参数确认模块、计算模块、结果输出模块等四大模块组成, 软件 track excursion 的结构框图见图 1。

1.3 软件的特点

1)充分使用人机对话。本软件在前后处理的过程中, 使用了大量的对话框、数据输入向导。用户在使用程序时, 特别是在填写数据时, 直接明了, 可随时按 f1 键获取帮助。软件采用菜单式用户界面,该界面十分友好。

2)数据输入方便。采用鼠标和键盘两种操作形式输入数据, 有利于设计人员的学习和使用; 软件防止信息输入有误, 设置了参数确认模块。

3)计算功能强大。该软件分析内容齐全, 实现了如下功能。

(1)计算线路中心线的坐标。

(2)计算盾构在推进过程中的轨迹中心坐标。

(3) 盾构推进过程中实际的缓和曲线长度及圆曲线的长度。

(4) 拟合出线路缓和曲线段, 盾构推进过程中实际的缓和曲线方程。

(5)软件计算结果直接用于设计出图。

4) 结果出图方便。计算结果的输出, 以excel格式存档, 输出结果的格式与最后出图格式相同, 方便用户拷贝到 autocad 中进行大量设计出图。

2 应用举例

应用 track excursion 软件, 对上海市轨道交通11 号线支线嘉定校区站—赛车场站盾构区间 zxjd5进行了轨道交通盾构推进中心坐标的计算。

1) 数据输入。将交点号, 第一、第二切线方位角, 交点 x、y 坐标, 半径, zh 点里程, 缓和曲线长度等基本要素输入 ( 见图 2)。

2) 计算结果分析。经过软件计算, 得到最后的结果以 excel 文档输出。软件计算完毕, 再用手工计算选取 3 个计算点进行复核。复核点的软件计算结果和手工计算的结果列于表 1。分析表 1 可知, 软件计 算 与 手 工 计 算 结 果 差 值 为 : 第 一 缓 和 曲 线 段0.2 mm, 圆 曲 线 段 0.1 mm, 第 二 缓 和 曲 线 段0.1 mm。两者误差均小于 0.5 mm, 可见软件计算结果准确可信。但手工计算 3 个计算点花费 1 d 的时间, 软件计算一个线路单元从参数输入到结果输出只需要 1 min, 极大地提高了设计人员的工作效率。

3 结语

软件 track excursion 利用面向对象的可视化编程语言 visual 开发, 不仅解决了采用手工计算计算量大及容易出错的问题, 而且还解决了手工很难完成的拟和曲线方程式问题, 软件从参数输入到数据输出全过程, 一组曲线的计算总计可以在1 min 之内完成, 大大缩短了计算时间, 极大地提高了设计人员的工作效率, 是轨道交通线路设计工作的一个很好的辅助计算工具。