1、參數優化設計在甩車場施工圖繪制中的應用 王培強1 ，楊永來2，朱艷艷1（1.平頂山工業職業技術學院 河南 平頂山 467001；2.河南黃河工程局 河南 鄭州 450045）摘 要：本文以AutoCAD為軟件開發平臺，采用參數化的設計方法，通過對甩車場豎曲線高、低道的參數進行系列變參優化設計，使高、低道線路起坡點的距離L2最短，從而生成最佳甩車場施工圖。關鍵詞：參數化；甩車場；優化設計Parameter Optimization Design is Used in ConstructionDocuments Drawing of Swing-yardWang Pei-qiang1,YangYo

2、ng-lai 2，ZhuYan-yan1(1.Pingdingshan Industrial College of Technology2.Henan Huang Hoite Engineering Bureau )Abstract:The article takes AutoCAD as software development platform, uses method of parametric design, designs for paramete of swing-yards high and low railway by changing series of parameteri

3、zation , makes minimum distance (L2) between high and low railway of point of change of gradient,and generates the best swing-yard construction documents.Keyword：Parameterization, Swing-yard, Optimization Design引 言隨著各類軟件的普遍應用和編程工具的日益完善，煤炭行業在計算機輔助設計方面的應用逐漸增多，并出現了一大批優秀軟件。參數化設計方法是進行CAD技術開發的一個重要應用，在參數化設

4、計方式下，用戶的工作只是向程序提供必要的參數，或對某些參數提出修改意見，剩下的工作便由計算機去完成了。采用參數化設計方法提高了設計質量，規范了繪圖標準，節省了勞動強度，提高了繪圖效率，這對同一系列產品的設計和方案比較選擇具有重要意義。采區中部甩車場是井下運輸系統的一個重要環節，車場結構設計是否合理關系著采區生產系統的好壞。通過對甩車場結構分析和線路計算，建立了參數化的結構模型，并對豎曲線高、低道的參數加入約束機制，進行參數優化，使生成的甩車場軌道線路最短，工程量最省。1、參數化設計技術的原理及約束機制1.1參數化設計技術原理參數化設計技術是利用對象拓撲結構的共同特征，通過對設計對象實際尺寸的局

5、部驅動來實現對象的柔性設計。它要求對象結構比較定型，可以用一組參數來約束尺寸關系。參數的求解較簡單，并且與設計對象的控制尺寸有顯式的對應，設計結果的修改受到參數(尺寸)的驅動。通過約束參數的改變來獲取不同的設計方案，成為初始設計、多方案比較和動態設計的有效手段。1.2 參數化設計技術的約束機制（1）圖形結構約束，是構成二維圖形基本幾何元素之間關系的集合，它包括非關系約束和關系約束。其中非關系約束包括自身鉛直、自身水平等特定約束；而關系約束則包括平行約束、垂直約束、共線約束、相切約束、同心約束和對稱約束等。關系約束在實際操作時有主體與從體之分，從體隨主體的變化而變化，但出圖時這種主從關系就沒有意

6、義了。結構約束決定圖形結構,它表達圖形元素之間的連接關系以及相互位置關系。（2） 尺寸約束，用于描述幾何元素的大小及幾何元素之間相對位置大小，分為關系尺寸約束和非關系尺寸約束。關系尺寸約束包括兩平行線之間的距離、兩直線間的夾角、定位尺寸等；非關系尺寸約束有直線長度、圓的直徑、圓弧的半徑等。正是相同的基本幾何元素基于不同的結構約束和尺寸約束，帶來了豐富多彩的設計方案和系列化的設計成果。2、施工圖參數設計2.1甩車場線路參數化甩車場的線路系統是一個“立體結構”，即包括平面上的線路，又包括斜面上的線路和豎曲線，因而它的設計比單純的平面上的線路設計復雜。甩車場線路如圖1所示，從上山巷道利用第一道岔分出

7、一股線路，再利用第二道岔變為復線，到AA線達到規定的中心距，這些線路鋪設在斜面上，稱為斜面上的線路；CC線以下到第三道岔是車場的存車線，雖然線路具有一定的坡度，但他們都鋪設在水平巷道內，因而稱之為平面上的線路；AA線到CC線之間的線路，是從斜面到平面的過渡線路，BB線是斜面與平面的交線，為避免線路以折線狀突然改變方向不利于行車，使其成為曲線狀，這段過渡線叫做豎曲線。甩車場線路參數如表1所示。圖1 甩車場軌道線路圖表1 甩車場線路參數號道岔Dc1線路中心距S1號道岔Dc2平曲線內半徑R1號道岔Dc3平曲線角度a3上（下）巷道與平巷夾角a1二次層面回轉角a2平、豎曲線插入段長度C1斜面聯結點曲線半

8、徑Rx12.2豎曲線高、低道的參數優化設計豎曲線高、低道線路結構如圖2所示，豎曲線高、低道的主要參數如表2所示，豎曲線在繪制過程中，需根據甩車場運料及其它要求，選擇高、低道豎曲線半徑，其低道豎曲線半徑一般在915m的范圍內，高道豎曲線半徑一般在1525m的范圍內選取，根據高、低道豎曲線半徑的選取值不同，甩車場線路設計的方案也不同。從技術理論上考慮，起坡點之間的水平間距（L2）的絕對值最小，線路的設計就可能達到最優。根據以上條件建立參數優化約束機制：（1）9mRD15m；（2）15mRD25m；（3）L2的絕對值最小圖2 豎曲線高、低道線路圖表2豎曲線高、低道的主要參數高道平均坡度iG低道起坡點

9、KG低道平均坡度iD高道起坡點KD高道曲線半徑RG高、低道起坡點水平間距L2低道曲線半徑RD高、低道起坡點垂直距離H高道曲線角度aG高、低道終坡點水平間距L1低道曲線角度aD存車線長度Ccxl2.3其它參數設計甩車場施工圖除了軌道線路繪制模塊外，還包括車場外廓繪制、線路坡度、道岔特征表、車場硐室等模塊繪制，在繪制過程中需要設置相關的參數。3、程序框圖甩車場施工圖的繪制采用模塊化的程序設計方法，把車場繪制分為幾個程序模塊，程序框圖如圖3所示圖3程序設計框圖開 始 構造輸入參數軌道線路計算優化使L2、Rgs、Rds最小繪制平面圖繪制坡度圖繪制車場外輪廓繪制聯絡巷道繪制道岔特征表繪制其他構件繪 圖 廓 加繪圖廓 Y N結 束4、結束語參數化繪圖程序設計是充分利用AutoCAD提供的二次開發平臺進行創造性思維最有成效的應用。在煤礦圖件繪制過程中利用參數化設計方法不僅可以提高繪圖效率，還可以使礦圖設計規范化、標準化。參數優化設計在甩車場施工圖繪制中的應用使甩車場的傳統設計計算、參數的優化設計和計算機參數化自動繪圖有機地集成在一起，具有良好的應用效果。參考文獻：1王玉琨，康全玉，原東方等.礦圖設計、繪制與管理信息系統R. 研制報告，2001.2曾剛，江東. AutoLISP編程技巧與實用程序M. 成都：四川大學出版社，1997.3童秉樞.參