面向路橋施工問(wèn)題求解的功能圖形數(shù)據(jù)模型

黃 羚， 李延強(qiáng)， 符力勇

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面向路橋施工問(wèn)題求解的功能圖形數(shù)據(jù)模型

黃 羚， 李延強(qiáng)， 符力勇

（石家莊鐵道學(xué)院土木工程分院，河北石家莊 050043）

針對(duì)現(xiàn)有路橋施工問(wèn)題求解所常采用的工程數(shù)據(jù)模型的缺陷，提出了功能圖形數(shù)據(jù)模型。以功能圖形對(duì)象建模技術(shù)為指導(dǎo)，以特征線、特征線數(shù)組為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述具有可變長(zhǎng)非結(jié)構(gòu)化的工程圖形，進(jìn)行相關(guān)幾何和專(zhuān)業(yè)計(jì)算，表達(dá)特征線數(shù)組間存在的協(xié)同合作關(guān)系，支持功能圖形對(duì)象的動(dòng)態(tài)計(jì)算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了一種利用簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建復(fù)雜工程圖形對(duì)象的新途徑，表現(xiàn)出廣泛的工程軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。

計(jì)算機(jī)應(yīng)用；數(shù)據(jù)模型；功能圖形對(duì)象；路橋施工問(wèn)題

近20年來(lái)，公路、鐵路等路橋工程已成為我國(guó)工程建設(shè)業(yè)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，具有龐大的建筑和經(jīng)濟(jì)規(guī)模。然而，與航空航天、機(jī)械、電子等行業(yè)的制造技術(shù)相比，目前我國(guó)路橋施工問(wèn)題計(jì)算機(jī)求解技術(shù)還比較落后，還不能很好地滿足現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際需要。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因之一在于，現(xiàn)有的路橋施工專(zhuān)業(yè)軟件或相關(guān)國(guó)際CAD/CAE通用軟件還不能充分地反映路橋施工問(wèn)題求解本質(zhì)特征，路橋施工專(zhuān)業(yè)軟件出現(xiàn)難以克服的發(fā)展瓶徑。

路橋施工軟件屬于工程軟件研究范疇。與CAD技術(shù)研究規(guī)律一樣，路橋施工問(wèn)題求解技術(shù)的研究應(yīng)該分三個(gè)層次：一是反映路橋施工問(wèn)題本質(zhì)特征的建模理論，二是實(shí)現(xiàn)環(huán)境的研究，以建模理論為指導(dǎo)研究問(wèn)題求解所需要的工程數(shù)據(jù)模型、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及相關(guān)的交互式圖形系統(tǒng)，最后才是以建模理論和實(shí)現(xiàn)環(huán)境為支撐的工程應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。然而，在路橋施工領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界和工程界大多致力于第二或三個(gè)層次的研究，即在現(xiàn)有基本建模理論基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)環(huán)境的研究及專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，很少能見(jiàn)到關(guān)于基礎(chǔ)性建模理論研究的報(bào)道。

功能圖形建模技術(shù)是筆者提出的一種面向功能圖形對(duì)象的建模技術(shù)，它是一種新的區(qū)別于傳統(tǒng)面向?qū)ο蟮慕７椒ǎ阂跃哂泄こ虒傩院蛯?zhuān)業(yè)功能的功能圖形對(duì)象為基本建模單位，功能圖形對(duì)象間彼此獨(dú)立又協(xié)同合作，專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)創(chuàng)建和操作功能圖形對(duì)象實(shí)現(xiàn)工程問(wèn)題求解。為使該建模技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，筆者研究了相應(yīng)的功能圖形數(shù)據(jù)模型、工程數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及面向功能圖形對(duì)象的圖形系統(tǒng)，并開(kāi)發(fā)了大量的路橋施工問(wèn)題求解軟件功能，較為系統(tǒng)地建立起了針對(duì)路橋施工問(wèn)題求解的功能圖形建模新技術(shù)體系。本文主要介紹該技術(shù)體系中功能圖形數(shù)據(jù)模型的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作方法、數(shù)據(jù)關(guān)系模式與實(shí)現(xiàn)途徑等。

1 功能圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

功能圖形對(duì)象抽象于現(xiàn)實(shí)工程求解過(guò)程中所涉及的工程圖形的整體、局部、某個(gè)符號(hào)或意圖，由點(diǎn)、直線段、圓、圓弧、文本等基本圖形元素構(gòu)成，具有幾何和工程雙重屬性，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)既要描述復(fù)雜多樣的工程圖形的幾何形狀，還需要描述蘊(yùn)涵于工程圖形中可變長(zhǎng)非結(jié)構(gòu)化的工程屬性。功能圖形對(duì)象的圖形元素的這些數(shù)據(jù)特征可以通過(guò)簡(jiǎn)單、規(guī)范且易于運(yùn)算和管理的特征線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)加以描述。

1.1 特征線的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

特征線是一種由若干個(gè)整型數(shù)、實(shí)型數(shù)、特征點(diǎn)及兩個(gè)長(zhǎng)度可達(dá)256個(gè)字符的字符串構(gòu)成的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型，可以用來(lái)描述具有可變長(zhǎng)工程信息的圖形元素。其Object Pascal描述是：

type TLine=record //特征線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Id ，ItemIndex ，ControlValue，Tag1，Tag2，Tag3，LineWidth：integer；//整型數(shù)

R， TagD1， TagD2， TagD3:double; //實(shí)型數(shù)據(jù)

LineStr1,lineStr2:String； //字符串信息

firstPoint，secondPoint，arcPo: TUserDefPoint; //特征點(diǎn)

LineColor：TColor； //特征線顏色

LineStyle：TLineStyle；//特征線線型

……

end；

type TUserDefPoint=record //特征點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

x,y,z:Double;

end;

根據(jù)特征線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各變量的具體數(shù)值，即可以得到具有工程信息的直線段、圓弧、圓或文本等圖形元素。其中，特征線的整型、實(shí)型或字符串變量主要用于描述特征線的工程信息。其中，F(xiàn)GOTag(=1，2，3)及FGOTagD(=1，2，3)分別描述特征線相關(guān)的整型及實(shí)型數(shù)據(jù)；當(dāng)工程信息數(shù)據(jù)較多，可變長(zhǎng)且難以結(jié)構(gòu)化時(shí)，可以將整型或?qū)嵭蛿?shù)值轉(zhuǎn)化為字符串存入LineStr1或LineStr2中，可以通過(guò)若干屬性存取方法實(shí)現(xiàn)。

例如，要將某工程數(shù)值V存儲(chǔ)在特征線Line中，可以采用如下實(shí)現(xiàn)方法：

SetLineValue(Line,S,V)——表示將數(shù)值V存儲(chǔ)給特征線Line字符串中，其存儲(chǔ)前置標(biāo)記為s；

當(dāng)要提取該數(shù)時(shí)，則取數(shù)值的方法為：

V:=GetLineValue(Line,S)——表示從特征線Line中提取前置標(biāo)記為s的數(shù)值。

當(dāng)要在特征線Line中存儲(chǔ)某字符串信息時(shí)，可以采取的方法如下：

SetLineStringValue(Line，S，ItemIndex)——表示在Line中存儲(chǔ)第ItemIndex個(gè)字符串；

當(dāng)要在特征線Line中取得某字符串信息時(shí)，可以采取的方法如下：

S:=GetLineStringValue(Line，ItemIndex)——表示在Line中提取第ItemIndex個(gè)字符串。

當(dāng)工程圖形中需要描述豐富的圖形信息和工程信息時(shí)，可以通過(guò)對(duì)特征線數(shù)據(jù)變量加載可視或隱性特征，將特征線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)直接顯示為圖形系統(tǒng)中直線、圓、圓弧或文本等圖形元素，或者在圖形系統(tǒng)被隱含，其目的主要用來(lái)存儲(chǔ)功能圖形對(duì)象中所可能蘊(yùn)涵的豐富多樣的工程信息。

1.2 基于特征線的幾何計(jì)算

以特征線為統(tǒng)一數(shù)據(jù)線元數(shù)據(jù)模型，可以實(shí)現(xiàn)圖形系統(tǒng)中圖形元素間的各種幾何運(yùn)算，如交點(diǎn)計(jì)算、點(diǎn)到特征線距離、特征線長(zhǎng)度、特征線切斷、特征線上點(diǎn)計(jì)算、特征線段延長(zhǎng)、特征線段剪切、特征線段平移、特征線段旋轉(zhuǎn)等。以下示出了基于特征線的若干計(jì)算方法：

function GetIntersectedPointOfTwoLine(line1,line2:TLine):TUserDefPoint;

//計(jì)算兩條特征線段的交點(diǎn)，不管兩條線段有實(shí)交點(diǎn)，還是虛交點(diǎn)

function GetExtendedLineAtTwoEnd(line:TLine;Leftlen,RightLen:double):TLine;

//計(jì)算特征線向兩端切線方向延長(zhǎng)Leftlen,RightLen后的線段

……

基于特征線數(shù)據(jù)幾何運(yùn)算方法，可使工程圖形幾何運(yùn)算簡(jiǎn)單化和規(guī)范化，并可方便提供用于圖形系統(tǒng)中工程圖形元素的繪制和編輯等各種方法，便捷地構(gòu)造出豐富多樣的工程幾何圖形。

1.3 特征線數(shù)組

功能圖形對(duì)象可以通過(guò)特征線數(shù)組描述。特征線數(shù)組是由特征線構(gòu)成的動(dòng)態(tài)線性數(shù)組，其Object Pascal描述為：

TOLines:=array of TLine；

OLines:TOLines；

為了便于描述復(fù)雜功能圖形對(duì)象中的工程信息，有時(shí)需要對(duì)特征線數(shù)組OLines進(jìn)行分段描述，將特征線數(shù)組分解成的可視的及隱性特征線數(shù)組區(qū)段。特征線數(shù)組的分段結(jié)構(gòu)如下：

OLines:=[ ViewOLines, virtureOLines]；

ViewOLines=[ ViewOLines1，ViewOLines2，…，ViewOLinesn]；

virtureOLines=[ virtureOLines1，virtureOLines2，…，virtureOLinesm]；

其中，ViewOLines為可視特征線數(shù)組，ViewOLines(=1, 2,…,)為各分類(lèi)可視特征線數(shù)組；virtureOLines為隱性特征線數(shù)組，virtureOLines(=1, 2,…,)為各分類(lèi)隱性特征線數(shù)組。

利用上述特征線數(shù)組結(jié)構(gòu)，既可描述工程圖形中復(fù)雜多樣的幾何信息，也可以描述功能圖形中所蘊(yùn)涵的可變長(zhǎng)非結(jié)構(gòu)化的工程信息，其工程信息的類(lèi)型、數(shù)量可以動(dòng)態(tài)變化，增加一種工程數(shù)據(jù)不需要改變圖形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種可變長(zhǎng)非結(jié)構(gòu)化的工程圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征不僅很好地適用了工程應(yīng)用復(fù)雜多樣的工程信息描述，而且可二維工程圖形描述的簡(jiǎn)單化和規(guī)范化，有利于工程圖形的運(yùn)算和管理。特征線數(shù)組的工程信息描述機(jī)制是多樣的，常見(jiàn)特征描述策略有：

·局部特征描述 一個(gè)工程圖形除了具有其整體特征外，還可能具有多樣化的局部特征，通過(guò)對(duì)工程圖形的局部特征描述，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程圖形的整體或局部特征處理；

· 多態(tài)顯示描述 工程圖形可能需要多種顯示方式，來(lái)適應(yīng)不同工程約束條件下的狀態(tài)，或者當(dāng)工程圖形具有空間特征需要從多個(gè)視角顯示其空間特征時(shí)，可以在特征線數(shù)組中加載局部特征信息來(lái)功能圖形對(duì)象的多態(tài)顯示機(jī)制；

· 功能圖形化處理 同一類(lèi)型的幾何圖形可以通過(guò)加載不同的工程信息而成為不同類(lèi)型的功能圖形類(lèi)型，并表現(xiàn)出不同的工程圖形屬性行為特征；

· 功能圖形的細(xì)化分類(lèi) 通常情況下，由于工程問(wèn)題的復(fù)雜性，同一類(lèi)功能圖形類(lèi)型可能表現(xiàn)出多樣化的屬性行為特征，通過(guò)細(xì)化分類(lèi)特征變量，可以對(duì)功能圖形對(duì)象的細(xì)化分類(lèi)；

· 復(fù)合異質(zhì)工程圖形描述 在一個(gè)特征線數(shù)組中，可以包含多種由不同材料構(gòu)成的復(fù)合工程圖形，通過(guò)在特征線數(shù)組中進(jìn)行各材料的特征描述，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)工程約束條件對(duì)不同類(lèi)型工程圖形進(jìn)行顯示或運(yùn)算處理；

· 復(fù)雜工程信息描述 當(dāng)工程圖形蘊(yùn)涵大量復(fù)雜工程信息需要描述時(shí)，可以利用特征線數(shù)組的分段描述機(jī)制加以實(shí)現(xiàn)。

1.4 特征線數(shù)組的幾何和專(zhuān)業(yè)計(jì)算

特征線數(shù)組是一種抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型，其幾何信息與工程信息同屬于一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有完整的幾何信息和工程信息的描述能力，相應(yīng)的面向特征線數(shù)組的計(jì)算，既可以是幾何計(jì)算，又可包含專(zhuān)業(yè)方法的專(zhuān)業(yè)計(jì)算，具體計(jì)算方法豐富多樣。以下是幾種常見(jiàn)的特征線數(shù)組運(yùn)算類(lèi)型：

· 幾何計(jì)算 主要通過(guò)對(duì)特征線數(shù)組的提取、平移、延長(zhǎng)、修剪、旋轉(zhuǎn)、分段、組合、重線清除、序號(hào)重排、方向調(diào)整、局部幾何區(qū)域處理等方法創(chuàng)建出新特征線數(shù)組；

· 工程信息存取和管理 對(duì)特征線數(shù)組中的工程信息進(jìn)行存儲(chǔ)與提取，使特征線數(shù)組具有工程信息，并可從特征線數(shù)組中提取專(zhuān)業(yè)計(jì)算所需要的工程數(shù)據(jù)；

· 類(lèi)型識(shí)別和處理 對(duì)特征線數(shù)組所代表的幾何圖形進(jìn)行特征分析、判斷，確定其所代表的工程圖形類(lèi)型，并加載上必要的初始化的工程信息；

· 關(guān)系識(shí)別和處理 識(shí)別和處理特征線數(shù)組元素間的幾何約束關(guān)系，例如：平行、同軸、相交、垂直，特征線點(diǎn)是否在工程圖形上等；

· 專(zhuān)業(yè)計(jì)算 從特征線數(shù)組中提取有關(guān)幾何信息和工程信息，然后利用專(zhuān)業(yè)方法對(duì)它們進(jìn)行加工處理，可以得到相關(guān)的由特征線數(shù)組表達(dá)的專(zhuān)業(yè)計(jì)算結(jié)果。

通常，一個(gè)工程問(wèn)題可以通過(guò)規(guī)劃分解為一系列便于實(shí)現(xiàn)的子問(wèn)題，而每個(gè)子問(wèn)題原始數(shù)據(jù)則可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)具有工程約束關(guān)系的特征線數(shù)組或數(shù)組集來(lái)描述，利用專(zhuān)業(yè)方法對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以得到新的由特征線數(shù)組表達(dá)的新的問(wèn)題求解結(jié)果。

圖1顯示了一貝雷梁結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。貝雷梁力學(xué)計(jì)算需要貝雷梁有限元模型、外荷載、約束支座等由特征線數(shù)組構(gòu)成的功能圖形對(duì)象組，由這些對(duì)象組構(gòu)成的特征線數(shù)組包含了完整的桿件有限計(jì)算的原始信息，可以對(duì)其進(jìn)行桿件有限元計(jì)算，得到新的負(fù)載了桿件內(nèi)力、變形、約束反力等計(jì)算結(jié)果的的特征線數(shù)組集，通過(guò)各類(lèi)特征線數(shù)組的多態(tài)顯示機(jī)制，可以顯示出桿件有限元的內(nèi)力、變形效果，并利用桿件有限元特征線數(shù)組可以創(chuàng)建出需要的內(nèi)力圖表，所有計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)均以特征線數(shù)組為數(shù)據(jù)類(lèi)型，無(wú)需增加新的其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了貝雷梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的簡(jiǎn)單化、規(guī)范化。

單元號(hào)Ni(kN)Qi(kN)Mi(kN.m)Nj(kN)Qj(kN)Mj(kN.m) 142-710.89-9.08-4.11710.899.08-2.25 409-43.74-0.97-0.4643.740.97-0.5

2 功能圖形數(shù)據(jù)模型的關(guān)系模式

數(shù)據(jù)模型研究的一個(gè)核心內(nèi)容是數(shù)據(jù)關(guān)系模式。不同的關(guān)系模式?jīng)Q定了不同數(shù)據(jù)模型類(lèi)型。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)模型可以是層狀、網(wǎng)狀和關(guān)系數(shù)據(jù)模型，或者面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型雖然語(yǔ)義豐富，表達(dá)自然，具有很強(qiáng)的描述能力，但由于存在復(fù)雜的數(shù)據(jù)層次結(jié)構(gòu)，使得面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成為一種開(kāi)發(fā)難度大、開(kāi)發(fā)成本高的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，至今還沒(méi)有成熟的適合于路橋工程問(wèn)題求解的商品化面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。目前流行的關(guān)系數(shù)據(jù)模型中，表（或關(guān)系）是用來(lái)表示數(shù)據(jù)，每個(gè)關(guān)系是由一些屬性（列）或隨時(shí)間變化的記錄（行）構(gòu)成的二維表來(lái)組成，記錄相當(dāng)于一個(gè)實(shí)體實(shí)例。功能圖形數(shù)據(jù)模型中特征線數(shù)組之間的關(guān)系是一種協(xié)同合作關(guān)系模式，其特征可以通過(guò)特征線數(shù)組協(xié)同關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)表達(dá)，見(jiàn)圖2。圖2(a)中的節(jié)點(diǎn)為獨(dú)立的特征線數(shù)組，邊表示特征線數(shù)組間存在協(xié)同關(guān)系，橢圓表示一個(gè)協(xié)同合作關(guān)系。對(duì)象網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一系列協(xié)同合作關(guān)系的集合體，它可以通過(guò)繪制一系列單個(gè)的協(xié)同合作關(guān)系圖來(lái)表達(dá)。如圖2(a)中的關(guān)系、、可以將該其分解為圖2(b)所示的協(xié)同關(guān)系圖。

(a) (b)

特征線數(shù)組間的協(xié)同合作關(guān)系是通過(guò)特征數(shù)組中用于描述類(lèi)型或關(guān)系的特征數(shù)據(jù)自然地建立起來(lái)，并通過(guò)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)方法加以實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)機(jī)制是：通過(guò)識(shí)別協(xié)同合作關(guān)系中所涉及的特征線數(shù)組，對(duì)它們進(jìn)行幾何或?qū)I(yè)計(jì)算，最后通過(guò)對(duì)特征線數(shù)組進(jìn)行修改或創(chuàng)建新的特征線數(shù)組，來(lái)表達(dá)產(chǎn)生協(xié)同合作關(guān)系的結(jié)果。本質(zhì)上，功能圖形數(shù)據(jù)模型屬于一種新的數(shù)據(jù)模型，它與具有定長(zhǎng)數(shù)據(jù)項(xiàng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型或者具有層次結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型具有存在明顯區(qū)別（見(jiàn)圖3），功能圖形數(shù)據(jù)模型描述的是一組具有協(xié)同合作關(guān)系的具有幾何屬性和可變長(zhǎng)非結(jié)構(gòu)化工程屬性的圖形數(shù)據(jù)，具有很強(qiáng)的工程圖形描述能力，可表達(dá)出復(fù)雜多樣的工程屬性，表現(xiàn)出廣泛的適應(yīng)性和靈活性。

3 功能圖形數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)

功能圖形數(shù)據(jù)模型是對(duì)工程圖形數(shù)據(jù)描述的一種新的數(shù)據(jù)模型，其實(shí)現(xiàn)不僅需要研發(fā)面向功能圖形數(shù)據(jù)模型的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，而且還需要研發(fā)面向功能圖形對(duì)象的交互式圖形系統(tǒng)。為此筆者開(kāi)發(fā)了路橋施工計(jì)算專(zhuān)家系統(tǒng)RBCCE (Road Bridge Construction Calculation Expert)，圖4為其圖形界面。RBCCE它是一款面向路橋工程測(cè)量計(jì)算領(lǐng)域的圖形驅(qū)動(dòng)式、高性能、集成化軟件，是一種全新的通過(guò)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)功能圖形實(shí)現(xiàn)路橋工程問(wèn)題求解的新軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)本身為面向功能圖形對(duì)象的交互式圖形系統(tǒng)，支持功能圖形對(duì)象的建模技術(shù)，融合了面向功能圖形數(shù)據(jù)模型的工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。目前，RBCCE功能涵蓋了鐵路、公路、地鐵、隧道、橋涵等線路及其結(jié)構(gòu)物的平面及三維施工測(cè)量計(jì)算、線路改線、導(dǎo)線近似平差計(jì)算、路基土方自動(dòng)計(jì)量及隧道斷面分析、路橋施工安全計(jì)算等眾多領(lǐng)域，提供了眾多現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)軟件或國(guó)際通用軟件難以實(shí)現(xiàn)的專(zhuān)業(yè)功能和使用性能。多年的推廣應(yīng)用表明，RBCCE具有良好的使用性能和廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值，可以適合于路橋工程領(lǐng)域項(xiàng)目總工、工程部長(zhǎng)、測(cè)量主管、普通測(cè)量人員等廣大路橋施工技術(shù)人員使用。

4 結(jié) 論

工程數(shù)據(jù)模型是工程軟件研究與開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性課題，其研究需要有相關(guān)的工程問(wèn)題求解建模理論為指導(dǎo)，并需要研究出合適的實(shí)現(xiàn)環(huán)境。研究的功能圖形數(shù)據(jù)模型是在以功能圖形對(duì)象建模技術(shù)為指導(dǎo)的基礎(chǔ)上提出的，相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)環(huán)境為面向功能圖形對(duì)象的路橋施工計(jì)算專(zhuān)家系統(tǒng)。功能圖形數(shù)據(jù)模型本質(zhì)上屬于一種新工程數(shù)據(jù)模型，其學(xué)術(shù)意義在于實(shí)現(xiàn)了一種能夠利用特征線、特征線數(shù)組等簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述和創(chuàng)建復(fù)雜多樣的工程圖形、便捷處理特征線數(shù)組間蘊(yùn)涵的各種協(xié)同合作關(guān)系，及支持各種功能圖形對(duì)象的幾何和專(zhuān)業(yè)計(jì)算的新途徑，表現(xiàn)出廣泛的工程應(yīng)用價(jià)值。

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Function Graphic Data Model for Road Bridge Construction Problem Solving

HUANG Ling, LI Yan-qiang, FU Li-yong

( Civil Engineering Department, Shijiazhuang Railway Institute, Shijiazhuang Hebei 050043, China)

In view of the defects existing in present engineering data models for the road bridge construction problem solving, the function graphic data model is provided. Taking the function graphic modeling technology as the instruction, with the feature line and the feature line array as the basic data structure, this paper introduces the length-variable and unstructured engineering graphs, conducts the related graphic and professional computation, describes the collaborative relationship among feature line arrays, and the model supports dynamic computation process for function graphic objects. The result proves it a new way to create complicated engineering graphic objects with simple data structure and its engineering application value in engineering software development.

computer application; data model; function graphic object; road bridge construction problem

TP 391

A

1003-0158(2011)01-0174-06

2009-09-02

黃 羚（1966-），男，江西樟樹(shù)人，副教授，博士，主要研究方向?yàn)闃蛄菏┕ぴO(shè)計(jì)與控制、路橋施工信息化技術(shù)。