油氣管道縱斷面圖繪制軟件的開發(fā)

1、石油工程建設油氣管道縱斷面圖繪制軟件的開發(fā)機具設備■桑悅’，崔文利，高余祥，陳學虎’，羅金銳’，張蕊，呂曉麗1唐山冀東油田設計工程有限公司，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)勘察設計一體化、生產(chǎn)和規(guī)范要求，開發(fā)一款油氣管道縱斷面圖繪制軟件的過程，著重從縱斷面圖版式、中線數(shù)據(jù)提取、平面示意圖拉直、繪制縱斷面圖、縱斷面圖線性

2、內插等方面，介紹了該款軟件開發(fā)的具體思路。關鍵詞：油氣管道；縱斷面圖；繪制軟件；開發(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代表油氣管道里程，以縱坐標代表油氣管道高程，直觀反映了管道沿線的地形地貌，是油氣管道設計必備的基礎資料。油氣管道縱斷面圖繪制軟件開發(fā)的總體思路是：實現(xiàn)勘察設計一體化，根據(jù)油氣輸送管道勘察設計生產(chǎn)的需求，按照相關規(guī)范的要求進行開發(fā)。該軟件的具體開發(fā)思路根據(jù)繪制縱斷面圖的詳細步驟確定，并按照以下順序進行開發(fā)

6、：(1)根據(jù)生產(chǎn)需求和相關規(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)中線數(shù)據(jù)和平面示意圖繪制縱斷面圖。(5)縱斷面圖線性內插。分析相關測繪規(guī)范對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繪專業(yè)制圖欄，沒有管道相關專業(yè)設計欄，考慮本單位生產(chǎn)實際情況，決定采取勘察設計一體化的思路定義縱斷面圖版式。新圖紙格式既要有測量內容，又

7、要留有管道設計的余地，具體圖紙版式見圖1?？v斷面圖格式說明：外圖框：594mm420mm(標準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K=P—KSQRT((—1)(一)(Y～Y)(Y—Y))(1)P是PT點的里程，也是P％點里程，式(1)就是直線段地形點里程推算公式。222曲線段算法本文221節(jié)所述的內容適用于直線段

8、，但是油氣管道有時需進行曲線測設，該曲線一般為圓曲線，曲線段里程推算算法如下，如圖3所示，程序自動提取中線上折點、P的坐標，地形點P(Y。，ho)的坐標和高程，圓弧參數(shù)：zy(y)、YZ(y2)、0(Y3)等三個點的坐標、半徑，以圓心0與的連線與圓弧的交點刀代表P％的里程，設ZY_K為ZY點里程，JP點的里程推算公式如下：3曲線段數(shù)據(jù)提取殫云憊=ANGLE(ZY0PTo)為ZY、0、P三點的夾角，單位為弧度。眥=ZY_K4R8(2)用即

9、為P％點里程，式(2)就是曲線段地形點里程推算公式。一般情況下油氣管道中線不是直線而是折線，因此沿中線測量獲取的管道線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路平面示意圖，所以需要對帶狀地形圖進行一定的數(shù)學變換，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、拼接、平面圖整飾、圖形文件存盤等幾個基本步驟。(1)拷貝。對帶狀地形圖分段進行拷貝，即對每2個相鄰折點

10、樁之間的帶狀地形圖進行拷貝操作。(2)旋轉。對拷貝出來放到指定位置的一段帶狀地形圖進行旋轉操作，使得本段帶狀地形圖的中線置于水平位置。機具設備一(3)拼接。對已經(jīng)旋轉過的分段地形圖在指定位置進行拼接工作，使分段地形圖首尾相連，使拼接帶狀地形圖的長度與縱斷面圖的里程對應。(4)平面圖整飾。對已經(jīng)拼接的地形圖，刪除其高程點、等高線等與高程有關的內容，把對角度傾斜的獨立地物符號旋轉至水平狀態(tài)，對傾斜文字進行旋轉操作，使文字字頭朝上。(5)平面

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

12、成數(shù)據(jù)坐標系、圖紙坐標系、CAD坐標系三者之間的轉換算法設計工作。本軟件讀取縱斷面數(shù)據(jù)文件里的高程點參數(shù)，即里程、高程等數(shù)據(jù)，向CAD電子文檔中相應位置寫入斷面線、標尺、注記等內容，最后出版紙質施工圖。經(jīng)過分析，認為以CAD坐標系坐標代表里程，Y坐標代表高程比較合適。坐標系轉換算法示意見圖4，圖中D代表數(shù)據(jù)坐標系，M代表紙質縱斷面圖坐標系，C代表CAD電子文檔坐標系，CAD坐標系單位為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塑吾坐標系吾坐I4坐標糸轉萸舁)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)轉換為CAD的坐標的公式，式(4)就是高程數(shù)據(jù)轉換為CAD的y坐標的公式。42動態(tài)縱標尺算法設計根據(jù)有關規(guī)范要求，油氣管道縱斷面圖一般采用2號圖進行繪制，每幅圖實際的縱標尺有效使用長度為17Omm，能表示的地形起伏不得超過170mmXZBL，以ZBL為1：100