一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统的制作方法

本发明属于城市轨道交通设计领域，具体涉及一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统。

背景技术

随着我国城市快速发展，为提高城市交通服务质量，越来越多的城市建设开通轨道交通线路。随着客流量的增加，传统的楼梯集散方式已无法满足车站的集散要求，为增强车站疏散能力，提高运营服务质量，在轨道交通各车站设计安装自动扶梯。

以往轨道交通设计中车站自动扶梯的设计文件、设计图纸、专业配合工作量巨大，对于每条地铁线基本都有300台左右的自动扶梯需要设计，有限的设计人员需要耗费大量的时间和精力完成工艺设计，以往为完成设计任务，保证设计质量，设计人、复核人、专业设计负责人、处总工程师加班加点，不但要完成与相关专业的沟通管理，还要进行大量的文件编制和图纸绘制工作，这种设计技术模式对于专业的可持续发展是十分不利的。

自动扶梯作为特种设备，其设计质量、运营安全、高效节能受到设计单位、业主单位、使用乘客、社会大众的广泛关注。轨道交通施工地下空间受限，扶梯的安装、运输受土建条件的约束，设计成果必须精确到毫米级，以匹配预留的土建条件；车站建筑结构多变，每台扶梯需要适应其所在城市、所属线路、安装车站的建筑特点(站内、出入口、高架、地面、地下多层等)；专业接口多，既要实现与土建的无缝接口，又要实现与电力、监控、通信等系统专业的连通；工作层次多，流程复杂，为保证准确无误，需与接口专业相互会签，并且按设计阶段逐级深化。

除此之外，国外轨道交通项目施工周期长，车站设备先投产再进行土建基础施工，而国内项目建设周期快，需进行基于不同地域、多个设备厂家的包容性设计，并匹配工期要求。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统，实现数据驱动的全过程设计文件、图纸的标准化、快速化输出。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统，该系统包括应用单元、维护单元、标准单元、管理单元4个外围单元，以及数据资源层、集成服务层、计算机辅助设计层、协同设计层4个内部结构层；

应用单元用于供用户操作，应用单元包括按设计阶段、设计深度、设计需求进行划分的若干子功能模块，采集用户输入的信息；

维护单元用于维护系统的保密性、安全性以及数据正确性；包括自动扶梯相关基础数据、设计规范、运维标准的信息如发生变化，均在该维护单元体内修改，保证系统所应用数据是统一的、正确的；

标准单元用于搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型，以及为系统提供标准化数据资源和规则、规范、模板；同时，维护单元也用于维护轨道交通自动扶梯设计层次数据模型搭建中所应用数据的统一性、正确性；

管理单元用于管理本系统中其他外围单元和内部结构层所涉及的包括硬件环境、软件环境、数据库的应用；

数据资源层用于对标准单元及维护单元中元数据进行整理归纳和程序化；

集成服务层用于通过总线结构对元数据进行集成，并与结构化标准模板结合，形成中间成果或中间数据；

计算机辅助设计层是数据驱动全过程辅助设计系统的子功能层，是应用单元中各个子功能模块的子功能层，用于对用户输出的信息进行处理；

协同设计层是与计算机辅助设计层的并行层，是多专业、多单位间协同工作的功能层，保证轨道交通自动扶梯全过程涉及到的各专业、各单位间的协同数据的一致。

优选地，所述应用单元包括自动扶梯的智能选型模块、预可行性研究阶段设计模块、可行性研究阶段设计模块、初步设计阶段设计模块、专业协同会签模块、施工图阶段设计模块、全寿命周期管理模块7个子功能模块。

优选地，所述维护单元包括统一运营管理模块、数据质量管理模块、元数据管理模块、安全管理模块。

优选地，所述标准单元为系统提供功能规范、数据层次模型、输入数据标准、输出数据标准、中间数据标准。

优选地，所述管理单元包括软件环境模块、硬件基础模块、存储模式模块、数据库模块、基础软件模块、设计服务模块6个子模块。

优选地，所述数据资源层包括项目信息元数据、单项概算元数据、互提资料元数据、说明书元数据、图纸绘制元数据。

优选地，计算机辅助设计层包括辅助提资模块、工程概算模块、文件编制模块、辅助绘图模块、辅助选型模块、维护保养模块、全寿命数据管理模块。

优选地，协同设计层包括专业间接口提资模块、单位间接口提资模块、会签专家库模块、会签数据分析模块。

优选地，至少涉及所述标准单元和维护单元的搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型的方法中，轨道交通自动扶梯工艺设计数据标准包括基础数据集及其相应的软件代码集，该软件代码集由相应的基础数据集转化形成；基础数据集包括互提资料、单向概算、说明书素材、cad图纸在内的数据类层；

所述搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型的方法包括如下步骤：

s1、自动扶梯设计数据按照数据类层的不同，分为包括互提资料、单向概算、说明书素材、cad图纸在内的不同数据；

s2、各数据类层的数据按照数据子类层的不同，分为包括预可研、可行性研究、初步设计、施工图设计在内的不同设计阶段的数据；

s3、根据数据项层的原始资料，形成s2步骤中各数据类层在不同数据自类层中的输入数据；

s4、根据输入数据，形成元数据层的各项输出数据；

s5、将输出数据代码化，形成软件代码集，建立轨道交通自动扶梯设计数据层次模型，并在云平台上网络化共享，实现数据标准统一。

优选地，至少涉及所述应用单元、数据资源层、集成服务层、计算机辅助设计层的数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程辅助设计方法，包括如下步骤：

s1、将包括预可研、可研、初步设计、施工图的各设计阶段的自动扶梯设计的包括互提资料、单项概算、说明书素材、cad图纸的各文件结构化、参数化、模块化，建立轨道交通自动扶梯设计数据层次模型；

s2、利用于office宏程序，对数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程设计文件标准化输出；

s3、利用数据库技术，将项目信息不断填充到后台数据库中，并用ado.net技术，对数据标的执行包括更新、编辑、读取的操作，建立项目基本信息参数表；通过项目基本信息表，记录各阶段共性的信息，在设计阶段不断深入的过程中，完善项目信息表，同时项目基本信息表中的数据也作为项目设计记录；

s4、全过程进行数据一致性处理，最后进入标准文件进行更新或进入绘图子界面。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统，应用于城市轨道交通设计领域，能够指导自动扶梯设备选型、工程设计和运营维护；贯穿轨道交通自动扶梯设计全过程，解决所有设计文件标准化输出的难题，实现数据驱动的全过程设计文件、图纸的标准化、快速化输出；绘制一册轨道交通自动扶梯安装布置图(外封+内封+目录+设计说明+8张安装图)仅需60s；会签数据直接运用于图纸绘制，施工图出图时间提高为原来的10倍以上。

2、本发明运用业务层面的分解和程序化理论，突破性的将预可研、可研、初步设计、施工图各设计阶段的扶梯设计互提资料、工程概算、说明书素材、cad图纸等文件结构化、参数化、模块化，建立了轨道交通自动扶梯设计数据层次模型，实现了数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程设计文件的标准化输出功能，解决了轨道交通自动扶梯设计工作层次多、数据量大、涉及面广的难题；这种轨道交通自动扶梯全过程的辅助设计系统为国内外首创。

附图说明

图1是本发明的轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统总体框架示意图；

图2是本发明的轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统程序模块的三层结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-2所示，本发明提供一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统，该系统包括应用单元、维护单元、标准单元、管理单元4大单元外围单元，以及数据资源层、集成服务层、计算机辅助设计层、协同设计层4大结构层次。4个单元是系统功能开发的外围单元，4个结构层是系统功能实现的内部结构。

应用单元用于供用户操作，是系统功能的表现方式；应用单元包括按设计阶段、设计深度、设计需求进行划分的若干子功能模块，采集用户输入的信息；优选地，所述应用单元包括自动扶梯的智能选型模块、预可行性研究阶段设计模块、可行性研究阶段设计模块、初步设计阶段设计模块、专业协同会签模块(会签是指专业接口间相互确认的过程)、施工图阶段设计模块、全寿命周期管理模块7个子功能模块。

维护单元用于维护系统的保密性、安全性以及数据正确性；自动扶梯相关基础数据、设计规范、运维标准等信息如发生变化，均在该维护单元体内修改，保证系统所应用数据是统一的、正确的。优选地，所述维护单元包括统一运营管理模块、数据质量管理模块、元数据管理模块、安全管理模块。

标准单元用于搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型，以及为系统提供标准化数据资源和规则、规范、模板；同时，维护单元也用于维护轨道交通自动扶梯设计层次数据模型搭建中所应用数据的统一性、正确性。优选地，所述标准单元为系统提供功能规范、数据层次模型、输入数据标准、输出数据标准、中间数据标准。

管理单元用于管理本系统中其他外围单元和内部结构层所涉及的包括硬件环境、软件环境、数据库的应用，是系统开发的外部基础。优选地，所述管理单元包括软件环境模块、硬件基础模块、存储模式模块、数据库模块、基础软件模块、设计服务模块6个子模块。

数据资源层用于对标准单元及维护单元中元数据进行整理归纳和程序化，是最小的设计参数化数据，后续的功能核心均是通过元数据的不同组合以及对应用的驱动实现的；优选地，所述数据资源层包括项目信息元数据、单项概算元数据、互提资料元数据、说明书元数据、图纸绘制元数据。

集成服务层用于通过总线结构对元数据进行集成，并与结构化标准模板结合，形成中间成果或中间数据；通过集成服务层可以避免传统数据交叉读取导致的数据结构复杂、难以维护、不可溯源等问题，具有数据流向清晰、数据传输可溯源、标准扩展性好的优点。

计算机辅助设计层是数据驱动全过程辅助设计系统的子功能层，是应用单元中各个子功能模块的子功能层，用于对用户输出的信息进行处理。应用单元是按设计阶段、设计深度、设计需求进行划分的功能模块，而应用单元中每一个设计阶段可能均涉及到计算机辅助设计层中的子模块。计算机辅助设计层是将集成服务层集成的中间成果，结合输出模板，形成使用人员需要的最终成果的功能层；优选地，计算机辅助设计层包括辅助提资模块、工程概算模块、文件编制模块、辅助绘图模块、辅助选型模块、维护保养模块、全寿命数据管理模块。

协同设计层是与计算机辅助设计层的并行层，是多专业、多单位间协同工作的功能层，保证轨道交通自动扶梯全过程涉及到的各专业、各单位间的协同数据的一致。优选地，协同设计层包括专业间接口提资模块、单位间接口提资模块、会签专家库模块、会签数据分析模块。其中，专业间接口提资是指自动扶梯专业向建筑、结构专业提资的安装基础要求，向电力专业提供用电要求等；单位间接口提资是指自动扶梯设计单位向其他系统设计单位、设备厂家、施工单位、业主单位等提供设计要求的功能；会签是指对其他专业、单位是否严格执行自动扶梯设计内容、数据的核实过程，会签专家库是对核实内容、数据的提醒及汇总，会签数据分析是指其他专业、单位设计数据与标准设计数据的对比、分析，正确性的判断。会签过程形成的会签参数表用于“一键成图”。

如图2所示，表达了本系统程序模块可分为界面层、数据层、应用层三层结构，主要汇总了全过程辅助设计功能的软件开发模式，重点表达了word、excel、autocad输出的软件功能开发的方式。其中，界面层是总体框架中应用单元的设计阶段子模块，界面层实现设计输入的人机交互；数据层是总体框架中数据资源层与集成服务层的汇总，数据层对设计参数进行暂存、更新、记忆，并依据设计标准智能判断和提示参数的合理性；应用层是总体框架中计算机辅助设计层辅助提资、文件编制、辅助绘图子模块，应用层实现各类设计文件的输出。最终通过模块组合，实现各设计阶段互提资料、投资概算、说明书素材、安装布置图的设计简易性、方便性、智能性、高效性。

本发明提供了一种轨道交通自动扶梯全过程辅助设计系统，应用于城市轨道交通设计领域，能够指导自动扶梯设备选型、工程设计和运营维护；贯穿轨道交通自动扶梯设计全过程，解决所有设计文件标准化输出的难题，实现数据驱动的全过程设计文件、图纸的标准化、快速化输出；绘制一册轨道交通自动扶梯安装布置图(外封+内封+目录+设计说明+8张安装图)仅需60s；会签数据直接运用于图纸绘制，施工图出图时间提高为原来的10倍以上。

搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型时，至少对应涉及本系统中的标准单元和维护单元；具体地，搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型的方法中，轨道交通自动扶梯工艺设计数据标准包括基础数据集及其相应的软件代码集，该软件代码集由相应的基础数据集转化形成；基础数据集包括互提资料、单向概算、说明书素材、cad图纸在内的数据类层；

所述搭建轨道交通自动扶梯设计层次数据模型的方法包括如下步骤：

s1、自动扶梯设计数据按照数据类层的不同，分为包括互提资料、单向概算、说明书素材、cad图纸在内的不同数据；

s2、各数据类层的数据按照数据子类层的不同，分为包括预可研、可行性研究、初步设计、施工图设计在内的不同设计阶段的数据；

s3、根据数据项层的原始资料，形成s2步骤中各数据类层在不同数据自类层中的输入数据；

s4、根据输入数据，形成元数据层的各项输出数据；

s5、将输出数据代码化，形成软件代码集，建立轨道交通自动扶梯设计数据层次模型，并在云平台上网络化共享，实现数据标准统一。

数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程辅助设计中，至少对应涉及本系统中的应用单元、数据资源层、集成服务层、计算机辅助设计层；具体地，数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程辅助设计方法，包括如下步骤：

s1、将包括预可研、可研、初步设计、施工图的各设计阶段的自动扶梯设计的包括互提资料、单项概算、说明书素材、cad图纸的各文件结构化、参数化、模块化，建立轨道交通自动扶梯设计数据层次模型；

s2、利用于office宏程序，对数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程设计文件标准化输出；

s3、利用数据库技术，将项目信息不断填充到后台数据库中，并用ado.net技术，对数据标的执行包括更新、编辑、读取的操作，建立项目基本信息参数表；通过项目基本信息表，记录各阶段共性的信息，在设计阶段不断深入的过程中，完善项目信息表，同时项目基本信息表中的数据也作为项目设计记录；

s4、全过程进行数据一致性处理，最后进入标准文件进行更新或进入绘图子界面。

本发明运用业务层面的分解和程序化理论，突破性的将预可研、可研、初步设计、施工图各设计阶段的扶梯设计互提资料、工程概算、说明书素材、cad图纸等文件结构化、参数化、模块化，建立了轨道交通自动扶梯设计数据层次模型，实现了数据驱动的轨道交通自动扶梯全过程设计文件的标准化输出功能，解决了轨道交通自动扶梯设计工作层次多、数据量大、涉及面广的难题；这种轨道交通自动扶梯全过程的辅助设计系统为国内外首创。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。