http://www.ebook.edu.vn LandDektop C:\DOCUME~1\ChuKien\LOCALS~1\Temp\LandDektop.doc Page 2 of 53 mở đầu Giao thông vận tải luôn là lĩnh vực đợc u tiên phát triển hàng đầu trong chiến lợc phát triển của mỗi quốc gia bởi tầm quan trọng của nó. Xây dựng và hoàn thiện hệ thống giao thông là nhu cầu cấp thiết với bất kỳ quốc gia nào, vì vậy, quá trình xây dựng các con đờng luôn đòi hỏi sự nghiên cứu cẩn thận và sâu sắc trên mọi khía cạnh để đảm bảo sự tối u cho mỗi con đờng, phục vụ tốt ngay khi đợc đa vào sử dụng. Để đạt đợc các yêu cầu đó, đã có nhiều công trình khoa học, nhiều luận thuyết đợc ra đời tạo nền tảng cơ bản cho nghiên cứu xây dựng công trình giao thông nói chung cũng nh đờng ô tô nói riêng. Đồng thời với sự phát triển về lý thuyết là sự phát triển vợt bậc về công nghệ thiết kế, thi công đờng. Công nghệ cơ khí, vật liệu, công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ đã đẩy ngành xây dựng công trình có những bớc tiến to lớn. Tuy nhiên, hàng loạt các công nghệ mới xuất hiện đợc đa vào sử dụng đã phần nào khó khăn trong áp dụng thực tế, nhiều khi không đạt đợc hiệu quả nh mong muốn vì ngời sử dụng cha thực sự làm chủ công nghệ . Nh vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để các công nghệ mới đợc áp dụng dễ dàng và tiếp cận nhanh chóng với thực tế sản xuất. Trong lĩnh vực thiết kế đờng ô tô, đã có những thay đổi lớn trong cách làm việc do sự áp dụng công nghệ CAD vào công tác thiết kế. Với việc áp dụng máy tính, ngời kỹ s dễ dàng thể hiện ý tởng thiết kế nhanh chóng thông qua sự trợ giúp của các phần mềm. Các bớc thiết kế tuyến, xuất bản vẽ trắc dọc, trắc ngang, tính toán khối lợng đều đợc nghiên cứu tự động hóa và kết quả đạt đợc là rất nhiều phần mềm trợ giúp thiết kế ra đời giúp cho công tác thiết kế nhanh chóng và thuận tiện. Nhng để nắm vững và ứng dụng thành thạo các phần mềm này lại không phải là vấn đề đơn giản do nhiều nguyên nhân, nhng nguyên nhân chủ yếu là do thiếu các tài liệu hớng dẫn sử dụng chi tiết và dễ hiểu, dễ tiếp cận. Các phần mềm nớc ngoài đợc xây dựng theo quy chuẩn của nớc ngoài nên kết quả xuất ra có nhiều điểm không phù hợp với điều kiện làm việc ở Việt Nam. Các phần mềm trong nớc lại không thống nhất về mô hình và còn nhiều hạn chế, do vậy cha có tính phổ cập cao dẫn đến khó khăn trong công tác trao đổi dữ liệu các dự án và quản lý. Giải pháp cho vấn đề này là sử dụng các phần mềm mạnh và cho phép ngời sử dụng dễ dàng tùy biến theo yêu cầu, một trong số các phần mềm đó là Land Desktop - Civil Design của hãng Autodesk. Từ vấn đề đó, báo cáo này đi vào nghiên cứu ứng dụng máy tính trong công tác thiết kế đờng ô tô, mà cụ thể là cách sử dụng phần mềm Land Desktop - Civil Design, đồng thời so sánh điểm mạnh và các khuyết điểm còn tồn tại của nó với các phần mềm khác hiện nay đợc sử dụng nhiều ở Việt Nam. http://www.ebook.edu.vn LandDektop C:\DOCUME~1\ChuKien\LOCALS~1\Temp\LandDektop.doc Page 3 of 53 Chơng 1 Sơ lợc về một số phần mềm thiết kế đờng hiện có ở Việt Nam 1.1 Tổng quan Hiện nay ở Việt Nam xuất hiện khá nhiều các phần mềm trợ giúp thiết kế đờng ô tô. Có thể phân chúng ra làm hai loại chính : - Loại 1 : Đây là các phần mềm đợc xây dựng để chạy độc lập, không phụ thuộc vào bất cứ một phần mềm nào khác ngoài hệ điều hành máy. Các phần mềm này chủ yếu đợc xây dựng bởi các cá nhân là các kỹ s Việt Nam. Nói chung điểm mạnh của các phần mềm này là nhỏ gọn, dễ sử dụng và chạy đợc trên nhiều loại máy khác nhau, đồng thời không phụ thuộc vào các phần mềm khác, đa số miễn phí, giá thành rẻ. Nhợc điểm của các phần mềm này là còn yếu, khả năng áp dụng hẹp, nhiều vấn đề cha đợc xử lý triệt để và còn nhiều lỗi phát sinh trong khi hoạt động, do vậy tính ứng dụng của các phần mềm này không cao. Đa số các phần mềm này dùng cho mục đích nghiên cứu. - Loại 2 : Điểm chung của các phần mềm này là chúng đều lấy AutoCad, chơng trình vẽ kỹ thuật phổ biến hiện nay của AutoDesk làm môi trờng đồ họa để thể hiện các bản vẽ. Có một số chơng trình đợc xây dựng khá độc lập, AutoCad đợc áp dụng trong quá trình xuất ra bản vẽ cuối cùng. Một số chơng trình khác thì đợc viết trên nền AutoCad và liên kết trực tiếp với AutoCad. Có thể thấy điểm mạnh chung của các phần mềm này là bản vẽ cuối cùng đẹp do tận dụng đợc u thế về đồ họa của AutoCad. Tuy nhiên do phụ thuộc vào AutoCad nên dẫn đến trờng hợp ngời sử dụng muốn dùng phần mềm thì phải có AutoCad, do đó chi phí sử dụng tăng cao, đồng thời bị lệ thuộc vào sản phẩm của một hãng nớc ngoài. Các phần mềm phổ biến loại này hiện nay có thể kể đến là : Nova TDN - Hài Hòa việt hóa; TKĐ - Bộ môn TĐHTKCĐ - ĐH GTVT; ngoài ra còn có một số phần mềm của các hãng nớc ngoài nh Softdesk - AutoDesk; Eagles - EaglePoints; MX Road Bentley; Nova; RDS v v Nói chung thì các phần mềm của Việt Nam gần gũi và dễ tiếp cận với các kỹ s Việt Nam hơn do ngời viết chơng trình đã căn cứ vào các tiêu chuẩn Việt Nam để viết. Tuy nhiên các phần mềm nớc ngoài lại nhiều chức năng, chạy ổn định, nói chung là mạnh hơn các phần mềm của Việt Nam về khả năng tùy biến và có thể áp dụng cho các dự án lớn. Các phần mềm nớc ngoài có mô hình hoạt động đợc thiết kế rất khoa học, vì vậy chơng trình hoạt động hiệu quả, đạt độ chính xác cao, đồng thời các phần mềm nớc ngoài đều tạo đợc mối liên hệ nhiều chiều và khép kín giữa các đối tợng: Bình đồ Trắc dọc Trắc ngang Vì vậy tạo tính thống nhất trong quản lý dữ liệu. http://www.ebook.edu.vn LandDektop C:\DOCUME~1\ChuKien\LOCALS~1\Temp\LandDektop.doc Page 4 of 53 Theo nh các tác giả của báo cáo đợc biết thì hiện nay ở Việt Nam Nova TDN của Hài Hòa đợc sử dụng khá phổ biến trong công tác thiết kế đờng giao thông ở các công ty. Tuy nhiên với các dự án lớn có vốn đầu t nớc ngoài thì nhiều dự án lại sử dụng Softdesk. TKD chủ yếu đợc sử dụng trong mục đích học tập và nghiên cứu. Ngoài ra còn có một số lợng lớn các chơng trình khác do các cơ quan tự phát triển và đợc ứng dụng nội bộ. Tất cả các phần mềm trên đều đang trong quá trình hoàn thiện và liên tục đợc cập nhật nhằm có thể đáp ứng đợc các yêu cầu của ngời sử dụng. 1.2 Bộ phần mềm Nova TDN của Hi Hòa Nova TDN là bộ phần mềm thiết kế đờng đợc sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam hiện nay. Chơng trình đợc công ty Hài Hòa Việt hóa trên nền tảng của bộ chơng trình thiết kế công trình của hãng Nova Cad. Do chỉ đợc Việt hóa một phần, vì vậy Nova TDN không giữ đợc toàn bộ các đặc tính của chơng trình gốc. Dữ liệu của chơng trình bị tách riêng, các dữ liệu về tuyến, về bình đồ, trắc dọc trắc ngang không có sự liên kết, tơng tác lẫn nhau, vì vậy khó cho các kỹ s trong công tác quản lý dữ liệu, chỉnh sửa và tổng hợp dự án. Tuy nhiên chơng trình có một số điểm mạnh và u thế riêng : - Đợc xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam, vì vậy gần gũi với các kỹ s và dễ làm việc, đồng thời giao diện chủ yếu là tiếng Việt, dễ hiểu và dễ học. Tài liệu hớng dẫn cụ thể, rõ ràng. - Do công ty ở Việt Nam nên liên hệ bảo hành thuận tiện, giá thành rẻ hơn so với các chơng trình thiết kế của nớc ngoài. - Bản vẽ xuất tuân thủ các yêu cầu theo tiêu chuẩn nên đợc chấp nhận rộng rãi. - Khi nhập số liệu có xét đến điều kiện thực tế ở Việt Nam nên chơng trình cho phép nhập theo các phơng pháp phổ thông trớc đây nh nhập 3 dây v v - Tính toán khối lợng theo công thức do ngời sử dụng tự định nghĩa, do vậy khả năng tùy biến cao, có thể tính đợc một số trờng hợp đặc biệt Chơng trình vẫn còn một số nhợc điểm nh: - Khả năng kết xuất và quản lý dữ liệu kém - Khó khăn trong việc thiết kế mặt cắt ngang cho tuyến đờng, trong trờng hợp các đờng cao cấp có nhiều làn xe và các công trình phụ trợ đặc biệt thì chơng trình không hỗ trợ thiết kế, do vậy chơng trình không áp dụng đợc với các đờng thành phố hay đờng cấp cao. - Trong quá trình thiết kế, việc chỉnh sửa các đối tợng bản vẽ phải làm thờng xuyên, không có sự thống nhất về các thuộc tính bản vẽ từ đầu đến cuối dự án. - Chơng trình chỉ đơn thuần thiết kế đờng, có thêm một vài chức năng nhỏ của khảo sát trắc địa, do vậy rất khó khăn khi liên kết các nguồn dữ liệu khảo sát thiết kế khác vào dự án nh các dữ liệu địa chất thủy văn v v - Chơng trình đóng hoàn toàn và ngời sử dụng khó khăn trong khả năng tùy biến chơng trình theo yêu cầu sử dụng. Các lựa chọn xuất nhập file còn sơ sài và yếu. http://www.ebook.edu.vn LandDektop C:\DOCUME~1\ChuKien\LOCALS~1\Temp\LandDektop.doc Page 5 of 53 1.3 Chơng trình TKD ĐHGTVT Bộ chơng trình TKD đợc xây dựng và phát triển khởi đầu bởi thầy giáo Lê Quỳnh Mai, sau đó tiếp tục đợc tập thể tổ môn TĐH Thiết kế Cầu Đờng Trờng đại học Giao thông hoàn thiện. TKD là bộ chơng trình gọn nhẹ, đáp ứng đợc đa phần các tác vụ phổ thông trong thiết kế đờng ô tô nh tạo các bản vẽ cấu tạo của trắc dọc, trắc ngang, thiết lập bảng khối lợng với các yêu cầu bóc tách riêng. Ưu điểm nổi trội của chơng trình là tính dễ dùng và giá thành rẻ. Do vậy chơng trình đợc phổ biến khá rộng rãi trong giới sinh viên Giao thông và trong một số trung tâm, công ty t vấn thiết kế. Chơng trình đợc xây dựng bám sát với quy trình Việt Nam, các thao tác nhập dữ liệu đơn giản, gần gũi và thân thiện với ngời sử dụng. Có thể cho phép ngời sử dụng liên kết dữ liệu với các chơng trình phổ thông nh AutoCad và Excel. Công việc thiết kế đợc tiến hành trực quan, các thao tác với bản vẽ đơn giản và dễ hiểu với các kỹ s đã thạo sử dụng AutoCad Tuy nhiên chơng trình vẫn đang trong giai đoạn hoàn thiện nên còn nhiều nhợc điểm. Chơng trình cha cho phép ngời sử dụng tạo lập tuyến và thao tác với tuyến trực tiếp trên bình đồ. Khả năng làm việc với bình đồ còn yếu so với các chơng trình khác, quản lý điểm còn thủ công và cha nhất quán. 1.4 Bộ phần mềm thiết kế Softdesk Softdesk là bộ chơng trình nớc ngoài đợc sử dụng khá phổ biến ở nớc ta hiện nay. Chơng trình đợc phát triển trên nền của bộ phần mềm AutoDesk Land Development. Chơng trình đợc chia thành nhiều modul trong đó mỗi modul lại có các chức năng chuyên biệt riêng. Các modul chính của chơng trình là: - Softdesk Cogo : Modul chuyên về quản lý dữ liệu điểm - Design : Dùng cho thiết kế chung - Advanced Design : Thiết kế nâng cao - DTM ( Digital Terrain Modeling ) : Dùng để tạo số hóa mô hình bề mặt - Earthworks : Thiết kế san lấp mặt bằng và công tác đất - Hydrology : Dùng để tính toán thủy văn công trình - Landscape : Thiết kế cảnh quan đờng ô tô - Survey : Xử lý số liệu khảo sát Softdesk có rất nhiều u điểm, do là chơng trình đợc xây dựng bởi AutoDesk, hãng mẹ của AutoCad nên Softdesk tận dụng đợc trọn vẹn khả năng của AutoCad. Chơng trình đợc thiết kế khoa học, tổ chức tốt. Tuy nhiên do là chơng trình của nớc ngoài nên còn nhiều điểm cha phù hợp với các tiêu chuẩn thiết kế của Việt Nam. Nhng chơng trình cũng cho phép ngời sử dụng tùy chọn các thiết lập xuất nhập và các thiết lập khác nên tạo khả năng tùy biến khá cao để phù hợp với các tiêu chuẩn khác nhau. Nhằm hoàn thiện chơng trình, sau phiên bản Softdesk 8, Autodesk đã phát triển bộ phần mềm Land Desktop làm nền tảng, sau đó xây dựng các bộ chơng trình chuyên biệt phục vụ xây dựng dân dụng trên nền Land Desktop trong đó có Civil Design đợc coi là bớc phát triển kế tiếp của Softdesk với cách sử dụng và cách làm việc về căn bản đợc giữ nguyên. http://www.ebook.edu.vn LandDektop C:\DOCUME~1\ChuKien\LOCALS~1\Temp\LandDektop.doc Page 6 of 53 Civil Design có gần nh đầy đủ các chức năng của bộ Softdesk, tuy nhiên phần khảo sát trắc địa thì đợc tách thành một modul riêng và đợc bán riêng là Autodesk Survey. Do là sự phát triển kế tiếp của Softdesk 8 nên Civil Design đã thừa kế đợc đầy đủ các đặc tính tốt của Softdesk, đồng thời bổ sung và sửa chữa các khuyết điểm vốn có để ngày càng hoàn thiện hơn. Sử dụng Civil Design, các kỹ s có thể thực hiện đợc gần nh mọi yêu cầu khi thiết kế cơ sở hạ tầng. Softdesk 8 đã đợc áp dụng khá phổ biến ở nớc ta hiện nay, vì vậy tìm hiểu các chức năng và nghiên cứu sử dụng đợc đầy đủ khả năng phần mềm thế hệ kế tiếp của nó là cần thiết. Đó cũng là một trong những mục đích nghiên cứu của đề tài này. 1.5 Sơ lợc về các đặc điểm của Land Desktop - Civildesign AutoDesk Land Desktop đợc phát triển dựa trên nền tảng của AutoCad và AutoCad Map, là bộ phần mềm mạnh đợc thiết kế nhằm mục đích hỗ trợ cho các dự án xây dựng cơ sở hạ tầng. Trải qua nhiều lần nâng cấp, hiện nay phiên bản mới nhất là Land Desktop 2005. Nói chung với các phiên bản khác nhau không có sự thay đổi nhiều về hệ thống menu lệnh, ngời sử dụng đã dùng các phiên bản cũ có thể dễ dàng chuyển lên dùng phiên bản mới. Trong phạm vi báo cáo này sẽ đi sâu vào phiên bản 2004. Với Land Desktop, các kỹ s có thể dễ dàng tạo, chỉnh sửa, xuất và phân tích các dữ liệu của các dự án phát triển cơ sở hạ tầng nói chung và thiết kế đờng ô tô nói riêng. Thực chất Land Desktop là cơ sở cho các công cụ và giải pháp thiết kế cơ sở hạ tầng của AutoDesk. Trong Land Desktop, các kỹ s đợc làm việc trực tiếp với các điểm dữ liệu trong môi trờng 3D, trong môi trờng đó, các kỹ s có thể tính toán dữ liệu khảo sát, tính toán thể tích, mô hình hóa địa hình và tạo các thiết kế đơn giản sơ bộ ban đầu nh một khu vực nhỏ hay một tuyến đờng v v. Civil Design và Survey là các phần mở rộng của Land Desktop nhằm phục vụ các chức năng nâng cao cho công tác khảo sát và thiết kế công trình. Do tầm bao quát rộng và nhằm phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau nên để nắm vững đợc Land Desktop đòi hỏi sự đầu t thời gian và công sức của ngời sử dụng. Land Desktop không đơn giản chỉ là công cụ thiết kế mà còn là nguồn cơ sở dữ liệu lớn bởi nó đợc xây dựng trên nền tảng một công cụ GIS mạnh là AutoCad Map. Toàn bộ chơng trình đợc xây dựng và tổ chức rất khoa học, tận dụng triệt để mọi chức năng của AutoCad, vì vậy đảm bảo cho chơng trình có tính khả chuyển cao. Ngời sử dụng dễ dàng tùy biến và viết thêm các ứng dụng phụ trợ trên nền tảng của chơng trình sẵn có để đáp ứng các yêu cầu cá nhân. Đây chính là u điểm vợt trội của bộ phần mềm Land Desktop so với các bộ phần mềm khác. Các đặc điểm và cách làm việc với Land Desktop sẽ đợc trình bày kỹ ở chơng sau. . liệu điểm - Design : Dùng cho thiết kế chung - Advanced Design : Thiết kế nâng cao - DTM ( Digital Terrain Modeling ) : Dùng để tạo số hóa mô hình bề mặt - Earthworks : Thiết kế san lấp mặt. http://www.ebook.edu.vn LandDektop C:DOCUME ~1 ChuKienLOCALS ~1 TempLandDektop.doc Page 3 of 53 Chơng 1 Sơ lợc về một số phần mềm thiết kế đờng hiện có ở Việt Nam 1. 1 Tổng quan Hiện nay ở. vực thiết kế đờng ô tô, đã có những thay đổi lớn trong cách làm việc do sự áp dụng công nghệ CAD vào công tác thiết kế. Với việc áp dụng máy tính, ngời kỹ s dễ dàng thể hiện ý tởng thiết kế