冶金企业总图运输设计CAD系统研究

第i6卷附11sn101053x.1943.紧科技大学学报 Vol.16 1994年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1994 冶金企业总图运输设计CAD系统研究 杜 瑾 (西安建筑科技大学建筑系) 摘要本文就如何开发一个较理想适合于冶金企业总图运输设计CAD系统（简称GPTD CAD系统)从冶金企业GPTD CAD系统的总目标确定：GPTD CAD系统总体结构设计，GPTD CAD系统设计思想：软件开发工具：用AUTO CAD可能开发的方式等5个方面进行了研究探 讨。 关键词总图运输设计，方案评价与决策，模糊评价，AHP法 The Development of A GPTA CAD System for Metallurgical Industry Du Jin ABSTRACT How to develop a more ideal General Plan Transportation Design CAD System (GPTD CAD System)which is suited for Metallurgical Industry is studied.The five contents will be discussed as the below:a)Determination of general target in Metallurgical Industry. b)General structure design of Metallurgical Industry.c)Design idea of Metallurgical Industry. d)Soft ware developing tool.e)Useing AUTO CAD software to develop Metallurgical Indus- try GPTD CAD system method. KEY WORDS gereral plan and transportation design,scheme appraisal and decision,fuzzy appraisal,AHP 80年代，随着微机CAD系统的问世，CAD已经成为引人注目的新领域。虽然CAD技 术的应用范围很广，但在具体应用时总是面向某个专业。建立开发专业智能化的CAD系 统，是CAD应用发展的方向。如何开发一个较理想适用于冶金企业总图运输设计的计算机 辅助设计(GPTD CAD)系统，正是本文所要研究探讨的问题。 ◆1994-07-15收稿第一作者女，40岁，讲师

第 卷增刊 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 冶金企业总 图运输设计 系统研究 杜 瑾 西安建筑科技大学建筑系 摘 要 本文就如何开发一个较理想适合于 冶金企业总 图运输设计 系统 简称 系统 从冶金企业 系统的总 目标确定 系统总体结构设计 系统设计思想 软件开发工具 用 可能开发 的方式等 个方面进行 了研究探 讨 。 关键词 总 图运翰设计 ， 方案评价与决策 ， 模糊评价 ， 法 “ 块 块 · ， ， ， 年代 ， 随着微机 系统的问世 ， 已经成为引人注 目的新领域 。 虽然 技 术 的应用范围很广 ， 但在具体应用时总是面 向某个专业 。 建立开 发专业智能化的 系 统 ， 是 应用发展的方向 。 如何开发一个较理想适用于 冶金企业总 图运输设计的计算机 辅助设计 系统 ， 正是本文所要研究探讨的问题 。 一 。 收稿 第一作者 女 ， 岁 ， 讲师 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1994．s3．049

杜瑾：冶金企业总图运输设计CAD系统研究 ·65· 1冶金企业GPTD CAD系统总目标确定 任何计算机辅助系统都是为某种目的建立的，冶金企业GPTD CAD系统也不例外。 GPTD CAD系统的任务与目的，就是实现总图运输设计过程中的计算机辅助支持，以加快 设计进程，提高设计质量，产生高的生产效益。当然“支持”是一个笼统的概念。有关总 图运输设计中计算机辅助支持的内容需要从总图运输设计的工作内容上进行分析，从而对 人与计算机的相互作用有一个清晰的了解，GPTD CAD系统总目标的确定应建立在这一基 础上。 作为工程设计，总图运输设计为二段设计：初步设计一施工图设计。由于总图运输设 计从内容上属大规模、复杂化的综合性系统设计，因而具有一些不同于单一性专业设计工 作的特点，即它不仅具有严格的政策法规性，又有广泛的技术性，还必须符合技术经济要 求。初步设计是整个设计过程的核心，一般应进行多方案比较，从技术和经济上加以定性 和定量论证，推荐一个最优方案（相对优）。评价因素甚多，且方案技术条件均为定性因素， 因此，对技术条件评价大多建立在定性基础上，即根据诸因素对方案技术条件的满足程度 定性评价论证，这样对总图运输设计方案难以做出全面地、科学地正确决策。随着总图运 输设计理论与方法的成熟，一些以现代数学为基础理论的评价方法使得方案评价定性量化， 即定性定量地对方案进行科学评价，其评价决策的数学模型可非常方便地利用计算机进行 处理。在总图方案拟定后，以最优方案为核心，展开深入细致地施工图设计。在施工图设 计阶段，要绘制各类施工图并涉及到许多工程计算问题。从总图设计工作内容上看，GPTD CAD系统不可能覆盖GPTD工作，因为计算机没有自我学习能力，没有创造性，不能取代 人的思维，必须由人告诉它的如何工作。因此，总图运输设计中一些难以形式化、符号化、 经验设计方法及直观判断留给设计者，比如方案构思等。而将有利于计算机发挥优势的工 作内容，如计算、评价决策、分析绘图等工作赋预计算机。GPTD CAD系统应用围绕这一 总目标进行。 2 GPTD CAD系统总体结构设计 从GPTD CAD系统总目标出发，可将整个系统分为5个子系统，其总体结构如图1所 示。 ·数据采集子系统 总控程序 ·绘制方案图子系统 设计文件编制子系统 ·方案评价决策子系统 数据采集系统 ·设计文件编制子系统 ·施工图绘图子系统 方案绘图子系统 数据库 数据采集子系统主要完成采集外部基础 设计数据资料，总体方案（绘图）中的有关 方案评价决策子系统 施工图绘制图子系统 指标、数据分析及方案评价子系统产生的数 据结果。方案评价决策子系统主要完成总体 图1 GPTD CAD系统结构图

杜 瑾 冶金企业总 图运输设 计 系统研究 冶金企业 系统总 目标确定 任何计算机辅助 系统都是 为某 种 目的建立 的 ， 冶金 企业 系统 也 不 例外 。 系统 的任务与 目的 ， 就是实现总 图运输设计过程 中的计算机辅助支持 ， 以加快 设计进程 ， 提高设计质量 ， 产生 高的生产效益 。 当然 “ 支持 ” 是一个笼统的概念 。 有关总 图运输设计 中计算机辅助支持的 内容需要从总 图运输设计的工作内容上进行分析 ， 从而对 人与计算机 的相互作用有 一个清晰 的 了解 ， 一 系统总 目标 的确定应建立在这一基 础 上 。 作为工程设计 ， 总 图运输设计为二段设计 初步设计一施工 图设计 。 由于 总 图运输设 计从 内容上属大规模 、 复杂化的综合性系统设计 ， 因而具有一些不 同于单一性专业设计工 作的特点 ， 即它不 仅具有严格的政策法规性 ， 又有广泛 的技术性 ， 还必须符合技术经济要 求 。 初步设计是 整个设计过程 的核心 ， 一般应进行多方案 比较 ， 从技术和经济上加 以定性 和定量论证 ， 推荐一个最优方案 相对优 。 评价 因素甚多 ， 且方案技术条件均为定性 因素 ， 因此 ， 对技术条件评价大多建立在定性基础上 ， 即根据诸因素对方案技术条件的满足程度 定性评价论证 ， 这样 对总 图运输设计方案难 以做出全面地 、 科学地正确决策 。 随着总 图运 输设计理论与方法 的成熟 ， 一些 以现代数学 为基础 理论 的评价方法 使得方案评价定性量化 ， 即定性定量地对方案进行科学评价 ， 其评 价决策的数学模型 可非常方便地利用计算机进行 处理 。 在总 图方案拟定后 ， 以最优方案为核心 ， 展开深入细致地施工 图设计 。 在施工 图设 计 阶段 ， 要绘制各类施工 图并涉及到许多工程计算问题 。 从总 图设计工作 内容上看 ， 系统不可 能覆盖 工作 ， 因为计算机没 有 自我学 习能力 ， 没有创造性 ， 不能取代 人 的思维 ， 必须 由人告诉它 的 如何工 作 。 因此 ， 总 图运输设计 中一些难 以形式化 、 符号化 、 经验设计方法及直观判 断 留给设计者 ， 比如方案构思等 。 而将有利于计算机发挥优势的工 作内容 ， 如计算 、 评价决策 、 分析绘 图等工作赋预计算机 。 系统应用 围绕这 一 总 目标进行 。 系统总体结构设计 从 系统总 目标 出发 ， 可将整个系统分为 个子 系统 ， 其总体结构如图 所 不 。 · 数据采集子系统 · 绘制方案图子 系统 · 方案评价决策子系统 · 设计文件编 制子 系统 · 施工 图绘 图子系统 数据采集子系统主要 完成采集外部基础 设计数据资料 ， 总体方案 绘 图 中的有关 指标 、 数据分析及方案评价子系统产生 的数 据结果 。 方案评价决策子系统主要 完成总体 总控程序 茹面舀滚习比一七塑王丝迥迎巡 方案绘 图子 系统 数 据库 方案评价决策子 系 统 施 工 图绘制 图子 系 统 图 系统结构图

·66· 北京科技大学学报 及局部区域方案的优劣评价及决策。方案绘图子系统是产生方案直观图形的工具。施工图 绘图子系统按施工设计深度绘制施工图。设计文件编制子系统主要分析处理设计资料（包 括计算资料、主要附表等)。 3 GPTD CAD系统设计思想 GPTD CAD系统使用对象主要是从事总图运输设计的工程技术人员。因此，软件人机 接口方式设计力求使用简单方便，适合于总图设计人员的特点：(1)人机界面简单直观，功 能指令一目了然；(2)软件贯穿方案一初设一施工图，整个设计阶段完全仿效总图设计人 员的工作流程；(3)方案评价子系统由设计决策者在提示驱动下只输人简单的数据信息。 4软件开发工具选用 建立计算机辅助系统，是最大程度地方便用户，故软件开发工具要考虑适用性与高效 性等因素。对于计算、数据分析和方案评价的模块，选择C语言或Turb BASIC语言作为开 发工具。对于数据库模块，选用大众化的数据库语言dBASE N(或FOXBASE)。考虑到数 据采集子系统主要进行提示或运行驱动及数据结构转换，因而选择数据文件存贮及结构转 换功能较强的语言来开发。比如可选用Turb BASIC和dBASE N数据库软件来共同实现其 功能。对于绘图系统，选择目前广为流行的AUTO CAD作为支持软件。 5用AUTO CAD可能开发的方式 AUTO CAD是一种通用的微机绘图系统，是一套功能极强的绘图工具，是当今世界上 广为流传的优秀的绘图软件。AUTO CAD不仅能满足通用绘图需要，而且该系统采用了开 放的体系结构，提供了向更高层次发展各类专业CAD系统的多种接口。在此基础上，开发 总图运输设计CAD系统可以采用以下方式： (I)在TUTO CAD支持下，开发冶金企业总图运输设计专业标准图及标准设计图形 库，创造适宜总图运输设计绘图的环境。 (2)利用嵌人在AUTO CAD系统中的AUTO LISP程序语言编写适用于总图运输设 计绘图需要的程序和函数，为AUTO CAD扩充新的宏命令，建立总图运输设计绘图实用的 菜单。 (3)采用AUTO CAD命令组文件接口方式，用其它程序编辑扩展名为“SCR”类型的 命令组文件，通过它可以控制AUTO CAD系统自动生成所需的总图运输设计图形。 (4)采用图形交换文件接口方式。此种表示方式既为AUTO CAD所接受，又为其它高 级程序设计语言所接受。 如果CAD系统需要有“计算程序一绘图一计算程序”之间的互相衔接，可以采用此种 接口方式。通过DXF文件或SCR文件都可控制AUTO CAD系统自动生成所需总图运输 设计图形。但DXF文件的信息量太大，故笔者认为，两者相比较，采用SCR文件接口方式

北 京 科 技 大 学 学 报 及局部 区域方案的优劣评价及决策 。 方案绘 图子 系统是产生方案直观 图形 的工具 。 施工 图 绘图子系统按施工设计深度绘制施工 图 。 设计 文件编制子系统主要分析处理设计资料 包 括计算资料 、 主要 附表等 。 系统设计思想 系统使用 对象主要是从事总 图运输设计的工程技术人员 。 因此 ， 软件人机 接 口 方式设计力求使用 简单方便 ， 适合于总 图设计人员 的特点 人机界 面简单直观 ， 功 能指令一 目了然 软件贯穿方案一初设一施工 图 ， 整个设计阶段完全仿效总 图设计人 员 的工作流程 方案评价子系统 由设计决策者在提示 驱动下 只输人简单的数据信息 。 软件开发工具选用 建立计算机辅助 系统 ， 是最大程度地方便用户 ， 故软件开发工具要考虑适用性 与高效 性等 因素 。 对于计算 、 数据分析和方案评价 的模块 ， 选择 语言或 语言作为开 发工具 。 对于数据库模块 ， 选用大众化 的数据库语言 或 。 考虑到数 据采集子系统主要进行提示或运行驱动及数据结构转换 ， 因而选择数据文件存贮及结构转 换功能较强 的语言来开发 。 比如可选用 和 数据库软件来共 同实现其 功能 。 对于绘 图系统 ， 选择 目前广为流行 的 作为支持软件 。 用 可能开发的方式 是一种通用 的微机绘图系统 ， 是一套功 能极强 的绘 图工具 ， 是 当今世界上 广为流传的优秀的绘 图软件 。 不仅能满足通用绘 图需 要 ， 而且该系统采用 了开 放 的体系结构 ， 提供 了向更高层次发展各类专业 系统的多种接 口 。 在此基础上 ， 开 发 总 图运输设计 系统可 以采用 以下方式 在 支持下 ， 开发冶金企业总 图运 输设计专业标准 图及标准设计图形 库 ， 创造适宜总 图运输设计绘 图的环境 。 利用嵌人在 系统 中的 程序语言编写适用 于 总 图运输设 计绘图需要 的程序和 函数 ， 为 扩充新的宏命令 ， 建立总 图运输设计绘 图实用 的 菜单 。 采用 命令组文件接 口 方式 ， 用其它程序编辑扩展名为 “ ” 类型 的 命令组文件 ， 通过它可 以控制 系统 自动生成所需的总 图运输设计 图形 。 采用 图形交换文件接 口 方式 。 此种表示方式既为 所接受 ， 又 为其它高 级程序设计语言所接受 。 如果 系统需要 有 “ 计算程序一绘 图一计算程序 ” 之 间的互相衔接 ， 可 以采用此种 接 口 方式 。 通过 文件或 文件都可控制 系统 自动生成所需总 图运输 设计图形 。 但 文件 的信息量太大 ， 故笔者认为 ， 两者相 比较 ， 采用 文件接 口 方式

杜瑾：冶金企业总图运输设计CAD系统研究 ·67· 比DXF文件接口方式要更好一些。笔者曾参加开发的“机械工厂总图运输设计微机辅助绘 图GPTD CAD系统就采用了SCR接口方式和属性提取文件接口方式。其开发模式见后附 例。 (⑤)利用属性提取的文本、文件接口方式，将总图运输设计图形中的有关数据提取成 扩展名为“T×T”类型的数据文件，为其它高级程序设计语言编写的各种设计计算程序所 接受和处理。 (6)利用TUTO CAD与操作系统的接口方式，可在AUTO CAD系统内运行其它程序 语言编写的程序。 通过上述AUTO CAD的开发方式，能很方便地把AUTO CAD与其它程序设计语言 编写的各种总图运输设计应用程序连接起来，使AUTO CAD的绘图功能成为更高层次的 CAD系统的一个组成部分。 6开发实例 图2是西安冶金建筑学院与机电部第七设计研究院联合研制的一种机械工厂总图运输 设计CAD系统。 该系统运行的硬件环境为BM系列微机及其兼容机。软件环境为当今广为流传的MS DOS操作系统及AUTO CAD。该系统的基本指导思想是为总图运输设计人员按设计项目 提供8类14种基本设计表格。设计人员可以在完全不直接接触计算机的条件下，仅仅只需 根据设计项目的要求填写上述8类表格。填表方式十分简单且数据量很少，然后由计算机 操作员或设计人员按照人一机对话方式向屏幕提示输入表格中填写的数据，从而便于广大 长期从事总图运输设计而又从未学习过计算机知识的专业人应用。 启动高级 输人设计 运行 程序语言 要求的有 程序 输出处 程序 关数据 处理 理结果 程序 操作系统批命令文件 总图运输设计程序系统 自动生成".SCR"文件 AUTO 启动AUTO 总图运输、 CAD 专用图形库 BAT 运行 SCR"文件 动自成图形 提取数据 图形存盘 输出图纸 图2总图运输设计CAD系统

杜 瑾 冶金企业总 图运输设计 系统研究 比 文件接 口 方式要更好一些 。 笔者 曾参加开发 的 “ 机械工 厂总 图运输设计微机辅助绘 图 系统就采用 了 接 口 方式和 属性提取 文件接 口 方式 。 其开发模式见后 附 例 。 利用属性提取 的文本 、 文件接 口 方式 ， 将总 图运输设计图形 中的有关数据提取成 扩展名 为 “ ” 类型 的数据文件 ， 为其它高级程序设计语言编 写的各种设计计算程序所 接受和处理 。 利用 与操作系统 的接 口 方式 ， 可在 系统 内运行其它程序 语言编写 的程序 。 通过上述 的开发方式 ， 能很 方便地把 与其它 程序设计语言 编 写 的各种总 图运输设计应用程序连接起来 ， 使 的绘 图功能成 为更高层 次的 系统的一个组成部分 。 开发实例 图 是西安冶金建筑学院与机 电部第七设计研究 院联合研制的一种机械工 厂总 图运输 设计 系统 。 该系统运行 的硬 件环境为 系列 微机及其兼容机 。 软件环境 为 当今广 为流传的 以 操作系统及 。 该系统的基本指导 思想是为总 图运 输设计人员按设计项 目 提供 类 种基本设计表格 。 设计人员 可 以在完全不直接接触计算机的条件下 ， 仅仅只需 根据设计项 目的要求填写上述 类表格 。 填表方式 十分简单且数据量很少 ， 然后 由计算机 操作员或设计人员按照人一机对话方式 向屏幕提示输人表格 中填写 的数据 ， 从而便于 广大 长期从事总 图运输设计而又从未学 习过计算机知识的专业人应 用 。 启动高到 翰人设计，运行 程序语言 攀求的有 卜程序 程序 关数据 处理 程序 总图运粉 、 专用图形库 图 总 图运输设计 系统