關于給排水專業(yè)CAD軟件開發(fā)方法研究

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　摘要：本文結合筆者實際工作經驗，分析了國內給排水專業(yè)CAD軟件開發(fā)及應用現狀，探討了給排水CAD軟件開發(fā)的原則、思路、方法及步驟等，并給出了開發(fā)實例。

　　關鍵詞：給排水專業(yè)；CAD軟件；開發(fā)方法

　　1、給排水專業(yè)CAD開發(fā)應用現狀

　　在工程設計行業(yè)，CAD技術的應用大大提高了設計及繪圖效率。CAD應用軟件的開發(fā)也越來越重要。

　　在給排水設計領域，CAD開發(fā)應用起步較晚。有些設計院從八十年代末開始嘗試進行CAD開發(fā)，但進展比較慢，多數是圖塊和小型實用程序，在深度和廣度上都存在著差距。從1993年以后給排水CAD開發(fā)步伐開始加快。1994年底全國給排水學會和給排水技術情報網組織召開了“計算機技術在給排水專業(yè)應用研討會”，對給排水軟件開發(fā)起了積極的促進作用。

　　目前在給排水CAD開發(fā)方面已經取得了可喜的成績，尤其是建筑室內給排水方面涌現出1些比較優(yōu)秀的給排水CAD軟件，如洛陽的1家軟件和北京的幾家軟件。這些軟件都具有計算機輔助設計建筑給排水平面圖、自動生成系統圖、自動統計材料表；進行室外給排水管網計算、自動生成圖形等功能，其中個別軟件已在室外設計和泵房設計等方面有了新的進展。

　　現有軟件都偏重于民用建筑給排水方面，而且也有待于繼續(xù)完善、發(fā)展。在給排水的其它領域，由于難度大，投資回報較低，軟件公司還不愿涉足，所以進展緩慢。應用CAD進行給排水及水處理系統的優(yōu)化設計更是少有人涉足。此外，目前還沒有專業(yè)設計CAD軟件的標準和規(guī)范。商業(yè)化軟件多數都不經過權威部門嚴謹的技術測試和鑒定，所以其數據庫、計算方法、設計方法和生成圖形的準確性還沒有嚴格保障，這1點還可能成為工程設計質量的隱患。

　　現在設計部門的給排水CAD應用水平也參差不齊。有的購買或自行開發(fā)了給排水專業(yè)軟件，提高了設計繪圖效率。有的只是在用AutoCAD的簡單命令繪圖，雖提高了CAD出圖率，卻根本談不上利用CAD提高效率。給排水專業(yè)CAD應用水平還有待于進1步提高。

　　目前許多有精力的設計院及研究部門都在研究開發(fā)本單位適用的專業(yè)軟件及應用程序，但由于開發(fā)經驗不足，成績不明顯。本文將結合筆者的工作經驗，著重論述有關給排水軟件開發(fā)的原則、思路、方法及步驟，旨在拋磚引玉，促進給排水CAD軟件開發(fā)工作。

　　2、給排水軟件包開發(fā)思路及原則

　　由于現有建筑給排水軟件已經比較成熟，且仍在繼續(xù)開發(fā)、升級。1般開發(fā)者在水平和起點上均與這些軟件開發(fā)有1定差距，所以應該購買此類軟件，而著重開發(fā)適合本單位使用的實用程序、應用軟件或優(yōu)化設計軟件。高起點開發(fā)者則應在深度及廣度上向更高層次沖擊。

　　1.給排水CAD軟件開發(fā)依據及原則

　　（1）設計依據為有關設計規(guī)范、制圖標準以及設計手冊等；保證數據庫、計算方法和設計方法的準確性。

　　（2）軟件包開發(fā)設計首先要突出專業(yè)水平，把專業(yè)設計思想轉化為計算機語言是專業(yè)軟件包的關鍵所在。

　　（3）符合設計人員思維習慣及設計習慣，人機界面友好，操作簡單，易掌握。

　　（4）適用性強，容易修改，容易擴充，容易發(fā)展。

　?。?）盡量使用效率高、功能強的計算機語言及開發(fā)工具。

　?。?）嚴格執(zhí)行標準化及規(guī)范化。

　?。?）通過自動繪圖以及建立標準圖庫，提高圖紙復用率等途徑，提高設計繪圖速度，真正發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，把設計人員從圖板上解脫出來。

　　2.設計開發(fā)步驟

　　（1）開發(fā)適合于給排水專業(yè)應用的CAD軟件環(huán)境，包括AutoCAD的優(yōu)化配置及常用專業(yè)圖塊及繪圖工具。

　?。?）開發(fā)1些獨立的專業(yè)繪圖軟件，發(fā)展標準圖形庫，由淺到深，從易到難，逐步提高自動成圖及圖紙復用比例，使軟件包成為覆蓋面廣，功能齊全的專業(yè)繪圖軟件包。

　?。?）開發(fā)給排水專業(yè)高階段設計方案優(yōu)化軟件，以及設計、繪圖1體化軟件，逐步成為智能化、自動化程度較高的專家系統軟件包。

　　3.開發(fā)人員配備軟件開發(fā)是1項較復雜的腦力勞動，對開發(fā)人員要求也較高，專業(yè)軟件開發(fā)人員大致可分為以下幾個檔次：

　?。?）初級水平：專業(yè)人員掌握1些基本計算機知識及開發(fā)工具可以進行1些專業(yè)圖塊制作，簡單的實用程序開發(fā)。

　　（2）中等水平：較高專業(yè)水平加上較高計算機水平。熟悉專業(yè)設計習慣，有較豐富的設計經驗的專業(yè)人員，如果掌握先進的CAD開發(fā)技術，可以開發(fā)出較高水平的CAD應用軟件，可以提高設計效率，特別是可以大大提高繪圖效率。

　?。?）高級水平：高深的專業(yè)水平加上先進的計算機開發(fā)技術。在專業(yè)方面應該熟練掌握專業(yè)基礎知識，有豐富的工程設計經驗，善于總結專業(yè)設計思路，發(fā)現規(guī)律，具有較強的系統工程及方案優(yōu)化水平。在計算機方面要掌握LSP、ADS、DCL等開發(fā)工具（或其它高級開發(fā)工具）。這類人員開發(fā)專業(yè)CAD軟件是最理想的。

　　由于給排水專業(yè)涉及面廣，而且不同行業(yè)給排水設計習慣也不盡相同，不可能有軟件可以覆蓋所有給排水領域，適用于所有設計院，所以目前仍然需要分行業(yè)、分類進行開發(fā)。前述的個別建筑給排水軟件包及開發(fā)人員屬于較高水平，其開發(fā)設計思路非常值得向給排水其它領域延伸。 4.開發(fā)工具（軟件方面）

　　目前較常用的CAD開發(fā)工具主要有AutoLISP語言、ADS、DCL語言以及數據庫處理，也有的開發(fā)者使用BASIC、FORTRAN等高級語言與AutoCAD的圖形數據交換接口進行開發(fā)；還有用C 開發(fā)或用VB等在Windows界面下開發(fā)的；此外，網絡技術也越來越重要。

　　開發(fā)CAD軟件，需要非常熟悉Auto CAD命令，以及其中的各參數、系統變量、圖層、圖塊、線形等，這樣才能方便靈活地在程序中執(zhí)行各種命令，掌握CAD開發(fā)技巧，例如圖塊的屬性可以帶許多信息，1條LINE線的厚度可以存入管道的管徑等。此外現在有些軟件使用數據的后處理方式，使軟件和AutoCAD結合得更好，這些技術還需要對AutoCAD圖元數據庫和數據圖形交換等有更深的了解。

　　AutoLISP是在AutoCAD內部使用的語言，用AutoLISP編輯的程序可以定義變量，對數據進行處理和作出圖形，并可能自定義函數，比較適合搞人工智能工作，特別是它的表處理功能以及遞歸等功能比較獨特，在CAD工作中它可以獨立工作，也可能與DXF圖形交換文件互相配合 困難，要求開發(fā)人員具備C語言編程經驗并熟悉ADS庫中各函數用法。1般商業(yè)軟件應該用ADS.

　　AutoCAD還提供了可編程對話框（PDB）工具，使用戶可以結合自身專業(yè)特點，用DCL語言構造自己的對話框，從而改善界面，提高CAD軟件效率。

　　目前最流行、最實用的專業(yè)CAD開發(fā)工具是ADS、DCL，加上少量AutoLISP.

　　3、開發(fā)過程

　　1.專業(yè)繪圖環(huán)境的開發(fā)

　?。?）AutoCAD的配置及改善

　　a.選擇AutoCAD版本。目前最常用的是漢化AutoCAD12.0版。但其漢字輸入不太方便，應配上較先進的漢字系統，或用12.0版forWindows（中文）。

　　b.對AutoCAD系統變量進行重新優(yōu)化配置及設定，主要包括系統變量及尺寸變量設置，層、線形設置等，使acad.dwg成為理想的樣板圖。

　　c.對acad.mnu進行優(yōu)化，將許多常用命令放在最容易拾取的位置或固定位置。專業(yè)菜單部分可加入acad.mnu，也可以獨立編寫。

　　d.利用acad.pgp做簡化命令（10.0版以前的版本可在acad.lsp中用defun函數設定），編寫acad.lsp.

　?。?）專業(yè)繪圖功能

　　a.專業(yè)圖框繪制：可由菜單點取或用屏幕幻燈菜單點取，自動生成各種圖框。

　　b.專業(yè)常用圖塊：由菜單點取生成，自動插入斷線。

　　c.開發(fā)實用的專業(yè)繪圖工具程序：如標注標高、管徑、坐標、管道立管、代號、各種管件等的程序，繪制單、雙線管道的程序，生成專業(yè)設計說明、圖例、專業(yè)詞組的程序，以及文字、線形、線寬編輯和表格操作等實用程序。

　　d.開發(fā)或引進建筑圖繪圖程序。

　　專業(yè)CAD軟件包都應具有高效的繪圖環(huán)境，否則1旦自動生成等功能出現故障或不能適用時，用戶就只能用AutoCAD簡單命令來畫圖了。

　　2.專業(yè)繪圖軟件的開發(fā)

　　在專業(yè)繪圖環(huán)境的基礎上逐步開發(fā)1些相對獨立的專業(yè)繪圖軟件，逐步形成功能強，覆蓋面廣的給排水綜合軟件包。

　　目前已開發(fā)的較成熟的軟件有：民用建筑給排水CAD軟件包、室外給排水管網計算軟件、給排水管道縱斷面圖繪圖軟件、給排水外部管網設計軟件等。

　　正在開發(fā)，初見成效的軟件有泵房設計軟件、平流沉淀池軟件、機械加速澄清池軟件、和市政管網CAD軟件等。

　　尚未深入開發(fā)，開發(fā)難度大，但預期效果好的軟件包括：輻射沉淀池、旋流沉淀池、水塔、綜合管溝、架空管網、過濾間、軟水站、污泥脫水間設計等。