بررسی نرم افزار Civil 3D و مقایسه نتایج آن با نرم افزار های Land desktop و SDR map

حسن ذوقی،استادیار دانشگاه آزاد واحد کرج

علیرضا خراشاهی،دانشجوی کارشناسی ارشد

چکیده :

با توجه به گسترش روزافزون نرم افزارها و عمومیت استفاده کاربران از آنها ،بررسی خروجی های نرم افزار های جدید جهت قیاس با نرم افزار های موجود و تعیین میزان تفاوت نتایج حاصله با واقعیت و در نهایت نحوه شبیه سازی عملیات انجام گرفته از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

نرم افزار Civil 3D از محصولات جدید شرکت Autodesk می باشد. با توجه به امکانات موجود در این نرم افزار، می توان آنرا به عنوان یکی از کاملترین نرم افزارهای طراحی راه دانست. از جمله خصوصیات مهم این نرم افزار ،توانایی طراحی پویا و همچنین امکان طراحی مدل سه بعدی مولفه های راه می باشد .از دیگر مزایای این نرم افزار، افزایش راحتی کاربران( user friendly )، امکان لینک شدن به نرم افزار های دیگر (…,Land desktop, Autocad) و در نظر گرفتن پارامتر های دخیل در ایمنی مسیر می باشد.

در مقاله بررسی نرم افزار Civil 3D و مقایسه نتایج آن با نرم افزار های Land desktop و SDR map سعی بر این است تا نتایج حاصله از این نرم افزار با نرم افزارهای Land desktop و SDR MAP  و همچنین میزان نزدیکی نتایج حاصله با واقعیت و در نظر گرفتن پارامتر های دخیل در ایمنی مورد بررسی قرار گیرد.

کلمات کلیدی : Civil 3D،مدلسازی، کنترل نتایج، Land Desktop ،SDR Map

1- معرفی

نرم افزار Autodesk Civil 3D در سال ۱۹۹۳ میلادی معرفی شده است. هدف از طراحی این نرم افزار، دستیابی به تسهیلاتی همچون مدلسازی سه بعدی پویا، مدیریت گرافیکی اشکال، تبادل اطلاعات در شبکه طراحی، استفاده از سیستمهای ۲۴ بیتی و … می باشد.

2- تکنولوژی طراحی نرم افزار

نرم افزار Autodesk Civil 3D توسط جدیدترین زبانهای برنامه نویسی نوشته شده و تحت آخرین نسخه های سیستم عامل Windows اجرا می شود. طراحی این نرم افزار براساس ترکیبی از اصولی مبتنی بر استفاده از ابزارها و فرامین و خصیصه های توانمند و تامین راحتی کاربران (user friendly) بوده که موجب تسهیل در استفاده و یادگیری آن شده است.

روش کار این نرم افزار بر پایه سه اصل شبیه سازی و هماهنگی اجزا و سبک محوری می باشد. این اصول، هر کدام به نوبه خود، برتری قابل توجهی را به این نرم افزار در مقایسه با سایر نرم افزارها نسبت داده است.[۱]

3- شبیه سازی

شبیه سازی به این معناست که محصول نهایی این نرم افزار، مدلی مشابه به آنچه مد نظر طراح از طرح ساخته شده است، باشد. در نتیجه امکان استخراج ملزومات مورد نیاز برای اجرای طرح مانند نقشه ها و  گزارشات میخ کوبی و … برای مهندسین وجود خواهد داشت.

4- هماهنگی اجزا

در این نرم افزار، ساختمان اصلی بلوکهای طراحی، بر اساس مدلی گرافیکی و با پیروی از پارامترهای مورد نظر طراحان می باشد بگونه ای که قوائد کلی طراحی بلوکها، توسط مهندسین طراح مشخص می گردد. کاربران می توانند با کلیک کردن بر روی اشکال و جابجا نمودن اجزا آنها، براحتي آنها را ویرایش نمایند.

به علاوه، ایجاد محیطی با ارتباط پویا میان اجزاء مختلف طراحی از دیگر ویژگی های بارز این نرم افزار می باشد. ارتباط پويا میان اجزا بدین معناست که با ایجاد هرگونه تغییر در ساختار بخشی از اجزاء طراحی، سبک و یا تعویض کلی آن جزء، برچسبها و سایر متغیرهای مرتبط با آن جزء، مطابق تغییرات وارده تغییر یافته و بطور خودکار بهنگام می شوند.

5- سبک محوری

نرم افزار Autodesk Civil 3D ،نرم افزاری سبک محور می باشد.سبک محوری بدین معناست که تمامی اجزاء شیه سازی شده در این نرم افزار،توسط سبکها و شیوه های از پیش تعیین شده کاربران ساخته می شوند. کاربران می توانند با تعریف یک سبک جدید و تخصیص آن به شکل مورد نظر، شیوه نمایش آن شکل را کلا و براحتی اصلاح نمایند. در این نرم افزار شیوه ها و سبکهای مختلفی جهت ایجاد اشکال وجود دارد. بعلاوه، اکثر این سبکها و شیوه ها، با شیوه های مرسوم در کشورهای مختلف دنیا، سازگار می باشند.

6- یکپارچگی طراحی

نرم افزار Civil 3D بگونه ای از محيط AutoCAD استفاده می نماید که در آن ،کاربران بدون استفاده از دستور و فرمانی خاص، بصورت کاملا مستقیم با اشکال در ارتباط بوده و بصورت گرافیکی، آنها را ویرایش نمایند.

با ایجاد هرگونه تغییری در اجزاء طراحی، مشخصات و برچسبهای آن جزء نیز بطور خودکار تغییر می یابند. بعلاوه، این تغییرات بر روی اجزاء مرتبط نیز بطور خودکار اعمال می شود.
در این نرم افزار سیستم طراحی پروژه ها بگونه ای می باشد که تمامی مراحل و فاز های طراحی مانند طراحی اجزاء طرح، برچسب گذاریها، جداول، شیتهای طراحی و اشکال شبیه سازی شده در قالب یک مدل یکپارچه انجام می گردد.

7- کالیبره نمودن پروژه ها و مدیریت داده ها

با وجود سیستمهای مدیریت داده های یکپارچه و مولفه های کالیبراسیون پروژه ها، مدیران پروژه و کاربران قادر به تبادل اجزاء و مفعولین طراحی بوده و بعلاوه، از هرگونه تغییرات بر روی اجزاء تبادل یافته، از طریق تغییر رنگ اشکال، آگاه می شوند، در نتیجه امکان کار بر روی یک پروژه برای چندین کاربر فراهم بوده، به گونه ای که اطلاعات رد و بدل شده میان آنها، بهنگام و دقیق می باشد. امتيازات نرم افزار Civil 3D در طول انجام پروژه مطابق زیر می باشد .

– انطباق طراحی و نقشه ها در طول انجام فازهای پروژه میان چندین ترسیم مختلف 

– امکان دسترسی چندین کاربر بطور همزمان به طرح و اجزاء نقشه ها

– سهولت بایگانی پروژه های تکمیل بافته

– کنترل دسترسی کاربران

مدیران پروژه ها می توانند برای دسترسی به پروژه ها، قوانین و محدودیتهایی برای افراد مشخص نمایند. این امر سبب افزایش حفاظت داده ها در پروژه می شود.

اعضا تیم طراحی نیازمند داده هایی از وضعیت محدوده طراحی می باشد. این داده ها از طریق ارتباط مستقیم نرم افزار Civil 3D با سیستمهای اطلاعات جغرافیایی (GIS) امکان پذیر می باشد. علاوه بر این، در این نرم افزار، امکان تبادل اطلاعات با نرم افزار ESRI ArcSDE توسط SQL Server نیز فراهم شده است.

8- وسعت عملیات طراحی

در سالهای گذشته با توجه به قیمت بالا و نبود توانایی اجرای نرم افزارهای چند کاره، معمولا هر شرکت تولید کننده نرم افزار، نرم افزار هایی با کارایی خاص تولید می نموده است. به سبب این امر، اکثر تیمهای طراحی برای انجام پروژها خود از چندین نرم افزار گوناگون استفاده می نموده اند.

عدم هماهنگی میان بعضی از این نرم افزارها موجب اتلاف وقت و کالیبراسیون نامناسب داده ها در حین تبادل اطلاعات فیمابین این نرم افزارها می شده است. امروزه این مشگل توسط نرم افزار Civil 3D قابل حل می باشد. در این نرم افزار، گستره وسیعی از تسهیلات طراحی در زمینه های مختلف و مورد نیاز طراحان قرار داده شده است. امکانات مختلف این نرم افزار مطابق زیر می باشد.

– ترسیمات توسط نرم افزار AutoCAD

– GIS و نقشه کشی

– آنالیز نقشه برداری ها

– مدلسازی سایت

– طراحی کریدور پایه

– طراحی شبکه لوله گذاری

– تولید و چاپ پلانها

با توجه به وجود توانایی ها و جنبه های مختلف طراحی توسط نرم افزار Civil 3D ،دیگر نیازی به آماده سازی و تبادل داده ها میان چندین نرم افزار نمی باشد، بعلاوه جهت ادامه طراحی، می توان مدلهای جدید را در یک محیط و بر روی مدلهای پیشین ارائه نمود. این خصیصه نرم افزار موجب افزایش راندمان تیم طراحی شده و زمان انجام پروژه را بطور قابل توجه کاهش می دهد.

9- مراحل انجام پروژه توسط نرم افزار Civil3D

اولین مرحله در انجام پروژه های راهسازی، برداشت و بررسی عوارض سطحی و زیرزمینی محدوده مورد مطالعه می باشد. امکان تبدیل و تبادل داده ها در این نرم افزار مطابق زیر می باشد.[2]

– تبدیل و تبادل داده ها با سری نرم افزار Autodesk Land desktop و نرم افزارهای مشابه تحت فرمت Land XML
– نرم افزار Macroatation (DGN)
– نرم افزار(SDF)  GIS

– نرم افزار Google Earth

سایر عملیات مدلسازی یک پروژه راهسازی در این نرم افزار در فلوچارت شکل (1) نشان داده شده است. منظور از عبارات Subassemblies و Assemblies در این فلوچارت بترتیب ، اجزاء مقطع عرضی نمونه و چیدمان آن می باشد.

شکل (1)  فلوچارت انجام پروژه طراحی راه توسط نرم افزار Civil 3D

در این مرحله از طراحی، اشکال ترسیمی طرح معرفی شده و خواص مورد نظر طراح بر روی آنها پیاده می شود. اشکال ترسیمی، اشکالی می باشند که در یک ترسیم واحد وجود دارند.[۳]

جهت معرفی اشکال ترسیمی ( مانند رویه ها، مسیرها و با پروفیلها) ، تنها کافیست کاربر به منوی ابزار مربوطه به هر شکل مراجعه نموده و سپس با انتخاب گزینه ساخت آن شکل و وارد نمودن داده های اولیه مورد نظر ، شکل ترسیمی اولیه پدید آورد.

جهت مدیریت و ویرایش سبکها و خواص اشكال ترسیمی، در قسمت سمت چپ صفحه طراحی نرم افزار، فضای کار تعبیه شده است. در جعبه ابزار، نحوه دستیابی به تمامی اجزا تعریف شده در پروژه بصورت دیاگرام درختی می باشد. جعبه ابزار خود نیز به چهار کشوی جستجو گر ، جعبه ابزار ، تنظیمات و نقشه برداری تقسیم شده که توسط این چهار کشور، کاربران به تمامی جزئیات هر شکل ترسیمی دسترسی پیدا نموده و می توانند آنها را ویرایش و یا مدیریت نمایند.

از دیگر خصوصیات این نرم افزار، نحوه معرفی مقاطع عرضی نمونه به نرم افزار می باشد. در نرم افزارهایی همچون Land desktop، این کار با ترسیم مقطع عرضی توسط فرامین و ابزارهای ترسیمی انجام می گرفته است [5] اما در Civil 3D، این کار بوسیله بلوکهای از پیش ساخته شده انجام می گیرد، بدین معنا که کاربر تنها لازم است خواص هر کدام از این بلوکها را تنظیم نموده و آنها را مانند پازل در کنار یکدیگر بچیند. این امر، ایجاد یک مقطع عرضی را بسیار ساده نموده بطوریکه مقاطع مدل شده ملموستر و مشابه مدل واقعی می باشند. بعلاوه، زمان مورد نیاز جهت ساخت مقاطع عرضی نیز در این نرم افزار نسبت به سایر نرم افزارهای مشابه بسیار کاهش یافته است.

            ویژگی بارز نرم افزار Civil 3D نسبت به نرم افزارهای مشابه، ایجاد ارتباطی منطقی و پویا میان اجزای تشکیل دهنده راه مانند رویه ها، مولفه های افقی و قائم و مقاطع عرضی نمونه تعریف شده می باشد. در واقع، این ارتباط میان اجزا با ساخت مدل کریدور در نرم افزار Civil 3D تامین شده است. کریدورها، ترکیبی سه بعدی از اجزاء تشکیل دهنده راه (مانند مولفه های افقی مسیر، مولفه های قائم و مقاطع عرضی نمونه) می باشند. [4]

              کریدورها در این نرم افزار، عملکردی پویا داشته و با ایجاد هرگونه تغییر در اجزا آن، سایر اجزا مرتبط بطور خودکار با اجزاء ویرایش شده انطباق پیدا می کنند. از دیگر خصوصیات کریدورها، ايجاد مدلی سه بعدی از مسیر مورد نظر می باشد. از آنجا که شیوه طراحی در نرم افزارهایی مانند Land desktop و SDR map، در تمامی مراحل انجام پروژه بصورت دوبعدی و بر روی صفحه کاغذ می باشد، این روش مدلسازی مسیرها بسیار دقیقتر و مفیدتر بوده، دید بهتری به طراح نسبت به آنچه مدل نموده داده و طرحها نیز از راندمان بالاتری برخوردار خواهند بود. بعلاوه در این نرم افزار، پس از ایجاد کریدور، مقادير احجام خاکبرداری و خاکریزی به کاربر نشان داده شده که کاربر می تواند با ویرایش مولفه های قائم و افقی، مقادير حجم عملیات حاصله را به مقادیر بهینه و با صرف زمانی بسیار اندک نزدیک نماید. در ضمن، دیگر خطاهای انسانی نیز در حین ویرایش پروژه، دامنگیر آن نخواهد بود.

10- ساخت مدلی مشابه در نرم افزارهای Civil 3D 2008 ،Land desktop 2007،SDR map و مقایسه خروجی های آنها

جهت کنترل مجدد نتایج نرم افزار 2008 Civil 3D ، در این فصل نتایج حاصل از این نرم افزار با نرم افزارهای SDR Map 6.5 و Land desktop 2007 مقایسه شده است. نحوه مقایسه با مدل نمودن پروژه ای یکسان از یک راه دلخواه در هر سه نرم افزار انجام گرفته است. پروژه انجام گرفته راهی به طول تقریبی 1 کیلومتر می باشد. این راه در هر سه نرم افزار با رعایت یکسانی المانهای افقی، عمودی و مقاطع عرضی ایجاد گردید. [6] معیار مورد بررسی جهت قياس نتایج میان سه نرم افزار، مقادير تجمعی احجام خاکبرداری و خاکریزی در سه نرم افزار انتخاب شده است. در جدول (1) مقادير احجام تجمعی محاسبه شده در هر کدام از این سه نرم افزار آورده شده است. معیار مورد بررسی جهت قياس نتایج میان سه نرم افزار، مقادير تجمعی احجام خاکبرداری و خاکریزی در سه نرم افزار انتخاب شده است. در جدول (1) مقادير احجام تجمعی محاسبه شده در هر کدام از این سه نرم افزار آورده شده است.

جدول 1- مقادیر تجمعی احجام عملیات خاکی در سه نرم افزار

جهت بررسی نحوه محاسبه سطوح مقاطع عرضی و عملیات خاکی در این دو نرم افزار، چندین مقطع متوالی و با كيلو متراژهای یکسان در دو نرم افزار انتخاب گردیده است. تفاوت عمده میان ایند و نرم افزار، در محاسبات سطوح خاکبرداری و خاکریزی می باشد. بدینگونه که سطوح عملیات خاکی محاسبه شده در مقاطع عرضی نمونه در نرم افزار Civil 3D بدون در نظر گرفتن فصل مشترک میان سطوح روسازی ( بدون شیب شیروانی ها و قنوها) زمین طبیعی بوده در صورتی که نرم افزارهای Land desktop و SDR Map این سطح را نیز در محاسبات خود لحاظ می نمایند. در نرم افزار SDR map شیوه سطوح عملیات خاکی بر اساس روشهای تقریبی ریاضی با استفاده از مختصات گوشه های مقطع عرضی محاسبه می گردد .[8] روش محاسبه احجام عملیات خاکی در هر سه نرم افزار یکسان بوده و بر اساس روش مقطع متوسط می باشد. [7] مطابق با جدول (1)نتایج محاسبه شده در دو نرم افزار SDR Map 6.5 و Land Desktop 2007  در این مطالعه موردی چندان با یکدیگر متفاوت نبوده حال آنکه در نتایج محاسبه شده در نرم افزار  Civil 3D 2008 تفاوت قابل توجهی نسبت به این دو نرم افزار دیده می گردد.

11- نتیجه گیری

وجود تسهیلاتی مانند ایجاد سبک برای ترسیمات ، پویایی روابط میان اجزاء و مدلسازی سه بعدی، از جمله ویژگیهای بارز نرم افزار Civil 3D نسبت به نرم افزارهای مشابه می باشد. شیوه مدلسازی در نرم افزارهای SDR MAP , Land desktop بصورت دو بعدی و بر اساس شیوه های ترسیمی دستی و محاسبات ریاضی تقریبی (با توجه مختصات گوشه های مقطع ) می باشد. بعلاوه در صورت نیاز به ویرایش هر کدام از اجزا می بایست قسمتی از پروژه یا کل آنرا دوباره انجام داد.

در نرم افزار Civil 3D بسیاری از این مشکلات حل شده است. با اصلاح هر کدام از اشکال یا و یرایش خواص شکلی، سایر اشکال و خواص مربوطه نيز مطابق با اصلاحات انجام شده، ویرایش می شوند. ایجاد مقاطع عرضی نمونه توسط بلوکهایی مشابه به اجزا واقعی تشکیل دهنده راهها و جاده ها و همچنین مدلسازی سه بعدی کریدور مسیر موجب شده تا درک بهتری از طرح در نظر کاربر ایجاد گردد. بعلاوه پس از مدلسازی کریدور، می توان مقادیر خاکبرداری و خاکریزی را مشاهده و با توجه به نتایج حاصله، مدل را بهینه نمود . با توجه به نحوه محاسبه احجام عملیات خاکی در نرم افزارCivil 3D
، كماكان نرم افزار Land desktop جهت انجام این محاسبات پیشنهاد می گردد.

12- منابع و مآخذ

-1
www.Autodesk.com\civil 3D\Autodesk Civil 3D  2008 versus Bently MX Software

-2

www.Autodesk.com/civil 3D 2008/Feature-Enhancement

-3

.Auto CAD Civil 3D 2008 Help , Glossary

–4

Propert, D.@ all, “Mastering AutoCAD Civil 3D 2008”, Wiley Publishing, Inc

-5
AutoCAD Land desktop 2007 Help

6-

ذوقي، ح و خراشاهی، ع.، بررسی نرم افزار Civil 3D و مقایسه آن با نرم افزارهای موجود، سمینار کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، 1387

7-

بهبهانی، ح، “راهسازی، مرکز نشر دانشگاهی”، تهران، 1379

8-

قاسمی آقباش، و، ” آموزشی SDR map “، انتشارات نورند، تهران، 1377