功能圖形建模技術(shù)及其在路橋工程中的應(yīng)用

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1、.基于功能圖形建模技術(shù)的路橋施工問題求解新方法收稿日期：作者簡介：黃羚，男，1966.5生，副教授，博士，主要從事橋梁施工技術(shù)設(shè)計(jì)與控制,曾負(fù)責(zé)多座大橋、特大橋的現(xiàn)場施工技術(shù)設(shè)計(jì)與控制；長期從事路橋施工軟件研發(fā)，自主研發(fā)了路橋施工計(jì)算專家系統(tǒng)RBCCE，E-mailHling601@163.com；Tel:13833190603黃羚1)劉志堅(jiān)1)李延強(qiáng)2)路大鵬2)(1.石家莊鐵道學(xué)院土木工程分院，河北石家莊050043)(2.中鐵十局集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南250001)摘要現(xiàn)代路橋企業(yè)信息化建設(shè)對

2、路橋施工問題求解提出了更高的要求，為此需要深入研究路橋施工問題的求解特征，提出需要面向工程圖形、數(shù)值分析及專家知識應(yīng)用是路橋施工問題求解的基本特征；針對現(xiàn)有圖形和數(shù)據(jù)建模技術(shù)的不足，提出了一種新的適合于路橋施工問題求解的功能圖形建模技術(shù)，以功能圖形對象為基本建模單位，功能圖形對象具有可變長非結(jié)構(gòu)化的工程屬性及可操縱的專業(yè)功能，功能圖形對象間彼此獨(dú)立又協(xié)同合作，通過具有協(xié)同合作關(guān)系內(nèi)涵專家知識特征的一組功能圖形對象模擬規(guī)劃了的路橋施工子問題，以交互創(chuàng)建和操作功能圖形對象的作圖模式模擬路橋施工問題的動態(tài)

3、求解過程；以該建模技術(shù)為指導(dǎo)研制了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)環(huán)境，建立較為完善的適合于路橋施工問題求解的功能圖形建模技術(shù)體系，開發(fā)了較為完善的路橋施工測量與橋梁臨時結(jié)構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一種簡單高效、直觀形象，能夠反映路橋施工問題求解特征的計(jì)算新方法。關(guān)鍵詞建模，功能圖形對象，工程問題，路橋施工分類法：文章編號：1引言隨著我國公路、鐵路特別是高速鐵路等路橋建設(shè)的快速發(fā)展，路橋建設(shè)已成為我國工程建設(shè)業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，具有龐大的建筑規(guī)模和施工技術(shù)隊(duì)伍。在路橋施工中，信息技術(shù)取著越來越重要的作用，并已成為路橋企業(yè)發(fā)展的一個重要

4、組成部分。將信息技術(shù)與它支持的現(xiàn)代化管理技術(shù)應(yīng)用于路橋企業(yè)施工和管理，是建立了現(xiàn)代企業(yè)制度，增強(qiáng)企業(yè)競爭力的有效途徑。然而，與航空航天、機(jī)械、電子、通訊等行業(yè)的制造技術(shù)以及路橋設(shè)計(jì)技術(shù)相比，目前我國路橋施工信息化應(yīng)用水平還較低。信息化技術(shù)在路橋施工中存在許多應(yīng)用領(lǐng)域[1]，如電子政務(wù)、工程項(xiàng)目的信息化管理、企業(yè)自身的信息化建設(shè)、路橋施工問題求解技術(shù)等，其中，不同的領(lǐng)域有其自己的本質(zhì)特征，并需要與之相適應(yīng)的求解方案。路橋施工問題求解技術(shù)是路橋施工信息化技術(shù)中的重要的基礎(chǔ)性內(nèi)容，將直接或間接地影響到路橋

5、企業(yè)工程技術(shù)人員職業(yè)能力、企業(yè)人力資源合理應(yīng)用、現(xiàn)場施工技術(shù)水平、施工進(jìn)度、安全成本工期與質(zhì)量控制等諸多方面，相應(yīng)的軟件研究屬于工程軟件研究范疇。工程軟件開發(fā)規(guī)律表明，先進(jìn)的工程軟件需要有先進(jìn)建模理論與相關(guān)實(shí)現(xiàn)環(huán)境的支持。然而，遺憾的是，工程軟件的建模理論及相關(guān)應(yīng)用環(huán)境的基礎(chǔ)性研究并未引起我國學(xué)術(shù)界和工程界的重視，拋開對這兩方面的工程軟件研究與開發(fā)，直接把系統(tǒng)定位于商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和圖形平臺上，這是一種快速工程軟件開發(fā)方法，從某種角度上看是一種明智可行的發(fā)展策略，但從長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)來看，整個系統(tǒng)的功能

6、不僅依賴于現(xiàn)成的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和圖形系統(tǒng)，而且由于這些商用系統(tǒng)涉及面廣，對專業(yè)軟件來說將缺乏一種競爭性[2]，這是導(dǎo)致目前我國路橋施工軟件技術(shù)水平落后的根本原因。從CAD建模技術(shù)發(fā)展歷程看[3]，每一次建模技術(shù)的重大進(jìn)步，都給產(chǎn)業(yè)技術(shù)帶來深遠(yuǎn)和廣泛的影響，因此，工程軟件的發(fā)展需要新的建模技術(shù)及相關(guān)圖形技術(shù)、工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持，只有建模理論的創(chuàng)新才能帶來工程軟件及相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新。本文提出功能圖形建模技術(shù)，它是一種區(qū)別于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的建模方法，可以綜合支持...路橋施工求解過程中所涉及的圖形建模、

7、數(shù)值分析及專家知識應(yīng)用等特征，其實(shí)現(xiàn)需要有合適的圖形系統(tǒng)和相關(guān)工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)環(huán)境，通過創(chuàng)建和操作功能圖形對象[4]實(shí)現(xiàn)路橋施工計(jì)算，為路橋施工問題求解提供一種新的能夠反映路橋施工問題本質(zhì)特征的求解方法。2路橋施工問題求解特征分析路橋施工問題是個極其廣泛的概念，其求解需要工程技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)提供的設(shè)計(jì)資料、現(xiàn)場施工技術(shù)條件等具體工程約束條件及有關(guān)路橋施工技術(shù)規(guī)范，利用自身的工作經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識、技術(shù)處理手段，經(jīng)過一系列分析、綜合、評價，得到滿足特定要求的求解結(jié)果所進(jìn)行的一種智能活動，包括施工方

8、案、施工工藝設(shè)計(jì)、現(xiàn)場施工技術(shù)管理、施工計(jì)算等眾多領(lǐng)域，本文重點(diǎn)面向路橋施工計(jì)算，如路橋施工測量計(jì)算、各種橋梁臨時結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算等，它們是路橋施工的兩大基礎(chǔ)技術(shù)，是廣大路橋施工技術(shù)人員必須掌握的基本職業(yè)技能。路橋工程問題求解不是一個純邏輯的推理過程，求解過程是非公式化的，而是依賴工程問題處理經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識，綜合應(yīng)用抽象思維和形象思維的求解活動，與路橋工程設(shè)計(jì)存在明顯區(qū)別，其主要特點(diǎn)包括：（1）需要有專家知識的支持：路橋施工問題求解是具有很強(qiáng)的針對性，以解決具體工程問題為