- Tự động hóa công tác thiết kế công trình giao thông cũng không nằm ngoài quy luật chung đó, hiện nay, hầu hết các công ty trong lĩnh vực tư vấn thiết kế công trình giao thông đều rất chú trọng thực hiện tự động hóa công tác thiết kế trong công ty của mình. - Điều này được thể hiện rõ nét trong việc đầu tư của các công ty (mua sắm máy tính, phần mềm và đào tạo nhân lực) cũng như triển khai tự động hóa thiết kế rất nhiều công trình trong thực tế. - Với sự đa dạng của mình, các bài toán trong công tác thiết kế luôn đòi hỏi sự linh hoạt của công tác tự động hóa. - Chính vì vậy, để phần nào đáp ứng được yêu cầu cấp bách từ thực tế sản xuất, nội dung cuốn giáo trình này đề cập đến tất cả các vấn đề cơ bản nhất của việc thực hiện tự động hóa thiết kế công trình giao thông cũng như phương pháp để nâng cao mức độ tự động hóa cho phù hợp với từng yêu cầu chuyên biệt xuất hiện trong quá trình thiết kế. - Nội dung của giáo trình này là sự đúc kết kinh nghiệm giảng dạy môn Tự động hóa thiết kế cầu đường cho sinh viên ngành xây dựng công trình giao thông và quá trình tham gia thực hiện tự động hóa công tác thiết kế ngoài sản xuất của các tác giả cũng như cập nhật mới nhất những công nghệ chủ chốt phục vụ cho việc tự động hóa. - Hơn nữa, nội dung chính tập trung vào những thành phần cốt lõi phục vụ cho mục đích tự động hóa thiết kế cầu đường, cùng với những nội dung mang tính gợi mở và định hướng cho từng chuyên ngành, khiến cho cuốn giáo trình này hoàn toàn phù hợp với định hướng đào tạo theo tín chỉ của Nhà trường. - Tổng quan về thiết kế và tự động hóa thiết kế công trình giao thông. - Đôi nét về các phần mềm dùng cho thiết kế công trình giao thông. - Lựa chọn phần mềm dùng cho thiết kế công trình giao thông. - Chuyên biệt hóa phần mềm. - PHẦN II: LẬP TRÌNH TRÊN ỨNG DỤNG NỀN. - CHƯƠNG III: CƠ BẢN VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC. - Chương trình con. - Biến trong chương trình con. - Thoát khỏi chương trình con. - Lập trình xử lý tập tin. - Phân loại lỗi trong lập trình. - Gỡ rối trong lập trình. - CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH TRÊN MICROSOFT EXCEL. - CHƯƠNG V: LẬP TRÌNH TRÊN AUTOCAD. - Tổng quan về thiết kế và tự động hóa thiết kế công trình giao thông. - Công tác thiết kế luôn có một vị trí quan trọng từ khi lập dự án cho đến khi thi công, hoàn thành và đưa công trình vào sử dụng. - Từ trước đến nay, công tác khảo sát thiết kế được biết đến như một quá trình gồm nhiều công đoạn khác nhau, mà mục đích cuối cùng là xác lập cấu tạo của công trình, cách thức thi công chủ đạo để tạo ra công trình trên thực địa và phương pháp khai thác công trình một cách hiệu quả nhất. - Kết quả của công tác thiết kế được thể hiện dưới dạng hồ sơ thiết kế, nghĩa là quá trình thiết kế nhắm đến việc tạo ra một bộ hồ sơ thiết kế, mà trong đó nó mô tả một cách đầy đủ toàn bộ mục đích của quá trình thiết kế. - Thông thường hồ sơ thiết kế bao gồm những thành phần cơ bản như sau:. - Ø Ø Bản thuyết minh: nơi thể hiện những cơ sở cho công tác thiết kế, lập luận của người thiết kế và giải thích những vẫn đề cơ bản của phương án thiết kế.. - Mức độ chi tiết của những thành phần trong hồ sơ thiết kế phụ thuộc vào yêu cầu trong từng giai đoạn của quá trình đầu tư cho công trình. - Nếu xem xét kỹ hơn bên trong của hồ sơ thiết kế công trình giao thông thì ai cũng nhận thấy rằng chúng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau theo một quan hệ logic khá rõ ràng, ví dụ các kích thước hình học trong bản vẽ sẽ phải phù hợp với kết quả tính toán được trình bày trong các bảng tính. - Điều này nói lên rằng, khi mô tả mối liên hệ trên thành một chuỗi các lệnh thì ta đã có trong tay thành phần cơ bản nhất của tự động hóa thiết kế công trình giao thông. - Trong lĩnh vực thiết kế công trình giao thông, do sản phẩm của công tác này là hồ sơ thiết kế, cho nên thiết bị trợ giúp phù hợp là các hệ thống có khả năng tạo văn bản, tính toán kết cấu, vẽ các đối tượng hình học, dựng mô hình..... - và phần mềm (các chương trình ứng dụng), đã và đang được triển khai rộng rãi trong khắp các công ty tư vấn thiết kế công trình giao thông bởi chúng có những đặc điểm rất phù hợp cho việc lập hồ sơ thiết kế công trình:. - Ø Ø Tốc độ tính toán nhanh, điều này cho phép đưa ra nhiều hơn một phương án thiết kế với thời gian có thể chấp nhận được.. - Ø Ø Khả năng lưu trữ và tận dụng lại dữ liệu đạt hiệu quả rất cao, điều này cho phép người thiết kế có thể tận dụng lại tối đa dữ liệu đã có từ trước. - Có thể nói rằng mức độ tự động hóa thiết kế công trình hiện nay đang ở nhiều cấp độ khác nhau, tùy theo từng công việc cụ thể, điều này được thể hiện rõ trong cách thức tạo ra từng thành phần trong hồ sơ thiết kế. - Ví dụ, trong thiết kế cầu, phần phân tích kết cấu có mức độ tự động hóa rất cao, nhưng việc tạo bản vẽ lại có mức độ tự động hóa thấp hơn nhiều. - Nhờ chúng mà việc phân tích kết cấu công trình trở nên nhanh chóng và chính xác, nhờ chúng mà việc đưa ra các phương án thiết kế của tuyến đường cũng như việc tạo mô hình ba chiều động trở thành hiện thực.. - Hình I-1: Tự động hóa thiết kế hình học đường ô tô với Civil 3D 2008. - Đôi nét về các phần mềm dùng cho thiết kế công trình giao thông. - Các phần mềm dùng trong thiết kế công trình nói chung rất đa dạng và hỗ trợ hầu hết các công đoạn trong quá trình thiết kế. - Dựa vào công năng của các phần mềm có thể chia chúng làm hai nhóm:. - Ø Ø Nhóm các phần mềm đa năng: là những phần mềm có thể dùng cho nhiều mục đích khác nhau, đại diện cho nhóm này là AutoCAD và Excel, ta có thể sử dụng chúng trong hầu hết các giai đoạn của quá trình tạo hồ sơ thiết kế. - Tuy nhiên, để có thể sử dụng đa năng, các phần mềm này được thiết kế không tập trung vào một lĩnh vực cụ thể nào, khiến cho mức độ tự động hóa cho từng công việc không được cao khi thực hiện trực tiếp trên các phần mềm này. - hay từ chính những công ty tư vấn thiết kế, và thậm chí từ chính những kỹ sư thiết kế. - Trong lĩnh vực thiết kế hình học đường ô tô: Nova-TDN, Civil 3D.. - Do công trình giao thông luôn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố xung quanh nó, cho nên quá trình thiết kế luôn gặp phải những bài toán riêng, đặc biệt và không thể khái quát được. - Những bài toán này hầu như không có lời giải tổng quát, và cũng bởi điều này khiến cho không có một phần mềm chuyên dụng nào có thể giải quyết được mọi vấn đề, nhất là trong thiết kế đường ô tô. - Những nhược điểm này của các phần mềm chuyên dụng lại là điều kiện cho sự ra đời các phần mềm dạng Add-in 1 , chúng thường được phát triển bởi các kỹ sư cầu đường trong công ty tư vấn thiết kế công trình giao thông và chạy cùng với các phần mềm chính, chúng tác động trực tiếp lên kết quả do phần mềm chính tạo ra với mục đích là hoàn thiện chúng theo yêu cầu riêng của chính công ty đó.. - Lựa chọn phần mềm dùng cho thiết kế công trình giao thông. - 1 Add-in: đây là các chương trình dạng phụ trợ hoặc tiện ích được thiết kế để cùng hoạt động với chương trình chính. - 5 triển khai các hệ thống phần mềm. - Ví dụ, để tự động hóa công tác thiết kế kết cấu, những yêu cầu sau cần được thỏa mãn:. - Có thể thêm các tính năng mới cho phần mềm bằng các công cụ dạng Add-in (yêu cầu này có thể không bắt buộc phải có).. - Chuyên biệt hóa phần mềm. - Khi được trang bị phần mềm với mục đích tự động hóa công tác thiết kế thì ta mới giải quyết được các bài toán cơ bản trong quá trình thiết kế, bởi không có phần mềm nào, mà ngay từ đầu, lại có thể đáp ứng được mọi vấn đề sẽ xuất hiện sau này, còn rất nhiều vấn đề mới sẽ liên tục phát sinh trong quá trình thiết kế những công trình cụ thể. - Nhân lực đáp ứng được yêu cầu này chính là kỹ sư xây dựng công trình giao thông được trang bị thêm những kiến thức về tin học phù hợp, đây là mục tiêu chính của môn học Tự động hóa thiết kế cầu đường và cũng là mục tiêu của chính giáo trình này.. - Ví dụ phần mềm AutoCAD cho phép người dùng sử dụng công cụ lập trình, như AutoLISP hay ObjectARX, để tự xây dựng thêm những chức năng mới trong AutoCAD.. - Các chương trình dạng Add- in có thể được xây dựng từ một số công cụ lập trình (ví dụ ta có thể dùng VSTO - Visual Studio Tools for Office - để xây dựng các chương trình dạng Add-in nhúng vào trong bộ Office). - Hầu hết chúng tập trung hỗ trợ cho AutoCAD và Office, bởi hai phần mềm này được dùng rất phổ biến trong công tác thiết kế. - Các công cụ lập trình nhúng sẵn bên trong AutoCAD:. - Trong lĩnh vực thiết kế công trình giao thông, công việc chiếm khối lượng lớn nhất và mất nhiều công nhất là tạo bản vẽ kỹ thuật.. - Mặc dù hầu hết người thiết kế đều dùng AutoCAD để tạo bản vẽ kỹ thuật nhưng mức độ tự động hóa vẫn rất thấp, chủ yếu sử dụng các lệnh đơn của AutoCAD (thông qua dòng lệnh hay nút bấm trong AutoCAD) cùng với các thông số hình học tính toán được (có thể bằng các phần mềm khác, ví dụ phần mềm tính kết cấu) để xây dựng bản vẽ. - Vấn đề này hoàn toàn có thể tự động hóa được khi người dùng biết kết hợp quy tắc vẽ đối tượng thiết kế với số liệu hình học tính được trong một chương trình VBA do chính họ tạo ra.. - Hình I-9: Môi trường lập trình VBA trong AutoCAD. - Như vậy, trong chương này, toàn cảnh về việc ứng dụng công nghệ thông tin để tự động hóa công tác thiết kế công trình giao thông đã được đề cập đến. - Vấn đề cốt lõi để tự động hóa thiết kế bao gồm:. - Ø Ø Quá trình thiết kế công trình giao thông và sản phẩm của từng công đoạn.. - Ø Ø Sự đa dạng của các bài toán thiết kế cũng như những hạn chế trong các phần mềm chuyên dụng.. - Ø Ø Những đặc điểm của phần mềm và các công cụ phát triển, để từ đó có được định hướng trong việc giải quyết các vấn đề phát sinh, vốn thường gặp suốt quá trình thiết kế.. - Với các chương tiếp theo trong giáo trình này, những kiến thức chi tiết để thực hiện tự động hóa thiết kế cầu đường sẽ được đưa ra theo những ý chính của chương đầu tiên này.. - Phần lập bảng tính và bản vẽ, thực chất sử dụng kết quả thực hiện của mô-đun tính toán và thể hiện kết quả này dưới dạng bản vẽ kỹ thuật và bảng tính, bảng biểu phù hợp với các quy định về trình bày tài liệu trong hồ sơ thiết kế. - Ví dụ trong lĩnh vực thiết kế công trình giao thông, Excel thường được dùng như là phần mềm hỗ trợ tạo bảng tính chuyên nghiệp, trong khi đó, AutoCAD lại thường được sử dụng trong việc tạo bản vẽ kỹ thuật. - Bên cạnh AutoCAD và Excel, còn có nhiều phần mềm chuyên dụng khác, mà khả năng của chúng tập trung vào một số lĩnh vực hẹp, ví dụ như MIDAS/Civil tập trung vào lĩnh vực phân tích kết cấu, Nova-TDN tập trung vào lĩnh vực thiết kế hình học đường ô tô. - Tuy vậy, trong phạm vi lĩnh vực của mình, không phần mềm chuyên dụng nào có thể đáp ứng được mọi nhu cầu, và do đó, chúng thường được thiết kế theo hướng có thể kết nối với các phần mềm khác nhằm mục đích hỗ trợ người dùng giải quyết được vấn đề phát sinh bằng cách kết hợp vài phần mềm với nhau.. - Việc kết nối này cũng chỉ có thể giải quyết thêm một số bài toán phát sinh, cho nên một số phần mềm đã cho phép người dùng có thể can thiệp sâu hơn nữa vào bên trong nó bằng các công cụ lập trình, để họ có thể tự giải quyết các bài toán phát sinh mà người thiết kế phần mềm không thể dự kiến trước được. - Khi người dùng xây dựng những chương trình của họ dựa trên những ứng dụng được thiết kế theo cấu trúc mở này, họ sẽ tận dụng những khả năng. - sẵn có của chúng để làm nền, giúp cho việc lập trình được nhanh và hiệu quả hơn rất nhiều so với cách lập trình thông thường, và do đó, có thể gọi chúng là các ứng dụng nền, điển hình và được sử dụng nhiều nhất làm ứng dụng nền trong lĩnh vực thiết kế là AutoCAD và Excel, ngoài việc phù hợp với định dạng tài liệu trong hồ sơ thiết kế (bản vẽ và bảng tính) chúng còn cho phép người dùng xây dựng các chương trình chạy cùng với mục đích bổ sung thêm các chức năng chuyên biệt.. - Ø Ø Cho phép sử dụng các tính năng của nó thông qua công cụ lập trình thích hợp.. - Hình I-3: Mô hình lập trình trên ứng dụng nền. - Thông thường công cụ lập trình được hiểu như là một tập hợp bao gồm:. - Ø Ø Ngôn ngữ lập trình.. - Ø Ø Môi trường lập trình.. - Ø Ø Thư viện hỗ trợ lập trình.. - Một ví dụ về công cụ lập trình trên AutoCAD, đó là AutoLISP. - Tương ứng với từng ứng dụng nền thì sẽ có các công cụ lập trình phù hợp. - Một ứng dụng nền có thể hỗ trợ một hay nhiều công cụ lập trình khác nhau, tùy mục đích sử dụng. - AutoCAD hỗ trợ các công cụ lập trình trên ứng dụng nền sau:. - Ø Ø VBA (Visual Basic for Applications) Còn Excel hỗ trợ các công cụ lập trình:. - Trong lĩnh vực tự động hóa thiết kế công trình giao thông, hầu hết các bài toán lớn và cơ bản đã được giải quyết, nhưng còn rất nhiều các bài toán khác, tuy không lớn và không quá phức tạp, nhưng lại rất đa dạng và khó khái quát, vẫn chưa có phần mềm thực hiện, và do đó, phạm vi ứng dụng của lập trình trên ứng dụng nền là rất lớn và có tính hiệu quả cao. - Ø Ø Thư viện lập trình có rất nhiều và đa dạng cho nên người dùng có thể xây dựng ứng dụng của mình nhanh và chuyên nghiệp.. - Tự động hóa công tác lập hồ sơ thiết kế công trình giao thông là hoàn toàn khả thi và có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau.. - Sử dụng AutoCAD và Excel làm ứng dụng nền để xây dựng các ứng dụng bằng VBA nhằm mục đích hỗ trợ thiết kế là lựa chọn mang tính khả thi cao và có nhiều ưu điểm.. - Đầu tiên cần nắm vững ngôn ngữ lập trình Visual Basic và cách sử dụng VBA IDE để viết mã lệnh cũng như thiết kế giao diện.. - Lựa chọn ứng dụng nền và công cụ lập trình phù hợp cho việc xây dựng chương trình. - Thiết kế hệ thống cho chương trình (hay dự án): bao gồm việc lập sơ đồ khối, xác định các mô-đun của chương trình, thiết kế giao diện nhập xuất dữ liệu và kết quả, xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu sao cho thỏa mãn những đề xuất ở bước 1 và 2.. - 1 COM (Component Object Model): là một kiến trúc lập trình được thiết kế bởi Microsoft. - Viết mã lệnh (lập trình): là việc sử dụng công cụ lập trình để tạo ra chương trình phù hợp với hệ thống đã được thiết kế ở bước 4.. - Tiếp nhận các góp ý, phản hồi của người dùng để bổ sung hay hoàn thiện những khiếm khuyết của chương trình mà trong quá trình thiết kế hệ thống hay kiểm thử đã bỏ qua hoặc chưa phát hiện được.. - Việc tạo ra các mô-đun chuẩn thường căn cứ theo các khối chức năng mà người thiết kế hệ thống đặt ra.. - Những thành phần này là bộ khung để người dùng xây dựng chương trình của mình lên trên đó, ví dụ như viết mã lệnh hay thiết kế giao diện cho chương trình. - Trong mỗi công cụ lập trình trên ứng dụng nền, luôn có một môi trường lập trình nhằm hỗ trợ người dùng có thể xây dựng, thử nghiệm và hoàn thiện chương trình của mình
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt