油氣管道縱斷面圖繪制軟件的開(kāi)發(fā)

1、石油工程建設(shè)油氣管道縱斷面圖繪制軟件的開(kāi)發(fā)機(jī)具設(shè)備■桑悅’，崔文利，高余祥，陳學(xué)虎’，羅金銳’，張蕊，呂曉麗1唐山冀東油田設(shè)計(jì)工程有限公司，河北唐山0630042中交一航局城市交通工程有限公司，天津300479doi：1039694issn10012206201406011摘要文章介紹了根據(jù)勘察設(shè)計(jì)一體化、生產(chǎn)和規(guī)范要求，開(kāi)發(fā)一款油氣管道縱斷面圖繪制軟件的過(guò)程，著重從縱斷面圖版式、中線(xiàn)數(shù)據(jù)提取、平面示意圖拉直、繪制縱斷面圖、縱斷面圖線(xiàn)性

2、內(nèi)插等方面，介紹了該款軟件開(kāi)發(fā)的具體思路。關(guān)鍵詞：油氣管道；縱斷面圖；繪制軟件；開(kāi)發(fā)DevelopmentofProfileDrawingSoftwareforOilandGasPipelinesSangYue，CuiWenli，GaoYuxiang，ChenXuehu’，LuoJinrui’，ZhangRui，LyuXiaoli’1TangshanJidongOilfieldDesignEngineeringCo，Ltd，Tangsh

3、an063004，China2UrbanCommunicationsEngineeringCo，LtdofCCCCFirstHarborEngineeringCo，Ltd，Tianjin300479，ChinaAbstract：Thedevelopmentcourseoftheprofiledrawingsoftwareforoilandgaspipelinesisdescribedindetailaccordingtotheneeds

4、ofsurvey—designintegration，productionandrelevantcodesEmphasisisputonprofileformat，midlinedataextraction，straighteningplanediagrammaticsketch，drawingprofile，linearinterpolationofprofiledrawing，andSOOnKeywords：oilandgaspip

5、elines；profiledrawing；drawingsoftware；developmentidea油氣輸送管道的縱斷面圖以橫坐標(biāo)代表油氣管道里程，以縱坐標(biāo)代表油氣管道高程，直觀反映了管道沿線(xiàn)的地形地貌，是油氣管道設(shè)計(jì)必備的基礎(chǔ)資料。油氣管道縱斷面圖繪制軟件開(kāi)發(fā)的總體思路是：實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)一體化，根據(jù)油氣輸送管道勘察設(shè)計(jì)生產(chǎn)的需求，按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該軟件的具體開(kāi)發(fā)思路根據(jù)繪制縱斷面圖的詳細(xì)步驟確定，并按照以下順序進(jìn)行開(kāi)發(fā)

6、：(1)根據(jù)生產(chǎn)需求和相關(guān)規(guī)范的具體要求制訂縱斷面圖版式。(2)從帶狀地形圖提取縱斷面圖制圖所需的中線(xiàn)數(shù)據(jù)。(3)把帶狀地形圖拉直成符合規(guī)范要求的平面示意圖。(4)根據(jù)中線(xiàn)數(shù)據(jù)和平面示意圖繪制縱斷面圖。(5)縱斷面圖線(xiàn)性?xún)?nèi)插。分析相關(guān)測(cè)繪規(guī)范對(duì)油氣管道縱斷面圖格式方面的具體規(guī)定，發(fā)現(xiàn)縱斷面圖格式中只有測(cè)繪專(zhuān)業(yè)制圖欄，沒(méi)有管道相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)欄，考慮本單位生產(chǎn)實(shí)際情況，決定采取勘察設(shè)計(jì)一體化的思路定義縱斷面圖版式。新圖紙格式既要有測(cè)量?jī)?nèi)容，又

7、要留有管道設(shè)計(jì)的余地，具體圖紙版式見(jiàn)圖1?？v斷面圖格式說(shuō)明：外圖框：594mm420mm(標(biāo)準(zhǔn)A2圖幅)；k=((o—1)(2一1)(Yo—Y1)(Y2一Y1))／((2一1)(2一1)(Y2一Y1)(y2一y1))=1(2一1)Y=Y1十(Y2一Y1)戶(hù)K=P—KSQRT((—1)(一)(Y～Y)(Y—Y))(1)P是PT點(diǎn)的里程，也是P％點(diǎn)里程，式(1)就是直線(xiàn)段地形點(diǎn)里程推算公式。222曲線(xiàn)段算法本文221節(jié)所述的內(nèi)容適用于直線(xiàn)段

8、，但是油氣管道有時(shí)需進(jìn)行曲線(xiàn)測(cè)設(shè)，該曲線(xiàn)一般為圓曲線(xiàn)，曲線(xiàn)段里程推算算法如下，如圖3所示，程序自動(dòng)提取中線(xiàn)上折點(diǎn)、P的坐標(biāo)，地形點(diǎn)P(Y。，ho)的坐標(biāo)和高程，圓弧參數(shù)：zy(y)、YZ(y2)、0(Y3)等三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)、半徑，以圓心0與的連線(xiàn)與圓弧的交點(diǎn)刀代表P％的里程，設(shè)ZY_K為ZY點(diǎn)里程，JP點(diǎn)的里程推算公式如下：3曲線(xiàn)段數(shù)據(jù)提取殫云憊=ANGLE(ZY0PTo)為ZY、0、P三點(diǎn)的夾角，單位為弧度。眥=ZY_K4R8(2)用即

9、為P％點(diǎn)里程，式(2)就是曲線(xiàn)段地形點(diǎn)里程推算公式。一般情況下油氣管道中線(xiàn)不是直線(xiàn)而是折線(xiàn)，因此沿中線(xiàn)測(cè)量獲取的管道線(xiàn)路帶狀地形圖也不是筆直的，而是彎曲的，根據(jù)規(guī)范要求縱斷面圖的平面示意圖一欄要貼入拉直的線(xiàn)路平面示意圖，所以需要對(duì)帶狀地形圖進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)變換，才能制成符合規(guī)范要求的平面示意圖。平面示意圖拉直的基本思路可以分為拷貝、旋轉(zhuǎn)、拼接、平面圖整飾、圖形文件存盤(pán)等幾個(gè)基本步驟。(1)拷貝。對(duì)帶狀地形圖分段進(jìn)行拷貝，即對(duì)每2個(gè)相鄰折點(diǎn)

10、樁之間的帶狀地形圖進(jìn)行拷貝操作。(2)旋轉(zhuǎn)。對(duì)拷貝出來(lái)放到指定位置的一段帶狀地形圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，使得本段帶狀地形圖的中線(xiàn)置于水平位置。機(jī)具設(shè)備一(3)拼接。對(duì)已經(jīng)旋轉(zhuǎn)過(guò)的分段地形圖在指定位置進(jìn)行拼接工作，使分段地形圖首尾相連，使拼接帶狀地形圖的長(zhǎng)度與縱斷面圖的里程對(duì)應(yīng)。(4)平面圖整飾。對(duì)已經(jīng)拼接的地形圖，刪除其高程點(diǎn)、等高線(xiàn)等與高程有關(guān)的內(nèi)容，把對(duì)角度傾斜的獨(dú)立地物符號(hào)旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，對(duì)傾斜文字進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，使文字字頭朝上。(5)平面

11、示意圖文件存盤(pán)。繪制縱斷面圖須符合規(guī)范要求且滿(mǎn)足管道設(shè)計(jì)需求。該圖以橫坐標(biāo)代表線(xiàn)路里程，以縱坐標(biāo)代表線(xiàn)路高程?？v斷面圖制圖功能不僅要實(shí)現(xiàn)制圖版式符合前文所規(guī)定的要求，而且還應(yīng)符合下列要求：(1)軟件須能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)坐標(biāo)系、圖紙坐標(biāo)系、CAD坐標(biāo)系三者之間的轉(zhuǎn)換工作。(2)能夠表示各種地形的起伏，也就是說(shuō)不受地形起伏的限制，無(wú)論高差多大，都能在規(guī)定的圖紙范圍內(nèi)正確繪制，因此須使用動(dòng)態(tài)縱標(biāo)尺設(shè)計(jì)。41坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換算法設(shè)計(jì)在編寫(xiě)本軟件時(shí)，須完

12、成數(shù)據(jù)坐標(biāo)系、圖紙坐標(biāo)系、CAD坐標(biāo)系三者之間的轉(zhuǎn)換算法設(shè)計(jì)工作。本軟件讀取縱斷面數(shù)據(jù)文件里的高程點(diǎn)參數(shù)，即里程、高程等數(shù)據(jù)，向CAD電子文檔中相應(yīng)位置寫(xiě)入斷面線(xiàn)、標(biāo)尺、注記等內(nèi)容，最后出版紙質(zhì)施工圖。經(jīng)過(guò)分析，認(rèn)為以CAD坐標(biāo)系坐標(biāo)代表里程，Y坐標(biāo)代表高程比較合適。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換算法示意見(jiàn)圖4，圖中D代表數(shù)據(jù)坐標(biāo)系，M代表紙質(zhì)縱斷面圖坐標(biāo)系，C代表CAD電子文檔坐標(biāo)系，CAD坐標(biāo)系單位為m，HBL代表圖紙橫比例尺，ZBL代表圖紙縱比例尺。

13、I數(shù)據(jù)lD里程=M里程J圖紙IM里程‘1000=CXICADI塑吾坐標(biāo)系吾坐I4坐標(biāo)糸轉(zhuǎn)萸舁)云恿CX=D里程X1000(3)CY=D高程HBL／ZBL(4)式(3)就是里程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAD的坐標(biāo)的公式，式(4)就是高程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAD的y坐標(biāo)的公式。42動(dòng)態(tài)縱標(biāo)尺算法設(shè)計(jì)根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求，油氣管道縱斷面圖一般采用2號(hào)圖進(jìn)行繪制，每幅圖實(shí)際的縱標(biāo)尺有效使用長(zhǎng)度為17Omm，能表示的地形起伏不得超過(guò)170mmXZBL，以ZBL為1：100