功能图形建模技术及其在路桥工程中的应用

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1、.基于功能图形建模技术的路桥施工问题求解新方法收稿日期：作者简介：黄羚，男，1966.5生，副教授，博士，主要从事桥梁施工技术设计与控制,曾负责多座大桥、特大桥的现场施工技术设计与控制；长期从事路桥施工软件研发，自主研发了路桥施工计算专家系统RBCCE，E-mailHling601@163.com；Tel:13833190603黄羚1)刘志坚1)李延强2)路大鹏2)(1.石家庄铁道学院土木工程分院，河北石家庄050043)(2.中铁十局集团有限公司，山东济南250001)摘要现代路桥企业信息化建设对

2、路桥施工问题求解提出了更高的要求，为此需要深入研究路桥施工问题的求解特征，提出需要面向工程图形、数值分析及专家知识应用是路桥施工问题求解的基本特征；针对现有图形和数据建模技术的不足，提出了一种新的适合于路桥施工问题求解的功能图形建模技术，以功能图形对象为基本建模单位，功能图形对象具有可变长非结构化的工程属性及可操纵的专业功能，功能图形对象间彼此独立又协同合作，通过具有协同合作关系内涵专家知识特征的一组功能图形对象模拟规划了的路桥施工子问题，以交互创建和操作功能图形对象的作图模式模拟路桥施工问题的动态

3、求解过程；以该建模技术为指导研制了相应的实现环境，建立较为完善的适合于路桥施工问题求解的功能图形建模技术体系，开发了较为完善的路桥施工测量与桥梁临时结构计算系统，实现了一种简单高效、直观形象，能够反映路桥施工问题求解特征的计算新方法。关键词建模，功能图形对象，工程问题，路桥施工分类法：文章编号：1引言随着我国公路、铁路特别是高速铁路等路桥建设的快速发展，路桥建设已成为我国工程建设业的重点产业，具有庞大的建筑规模和施工技术队伍。在路桥施工中，信息技术取着越来越重要的作用，并已成为路桥企业发展的一个重要

4、组成部分。将信息技术与它支持的现代化管理技术应用于路桥企业施工和管理，是建立了现代企业制度，增强企业竞争力的有效途径。然而，与航空航天、机械、电子、通讯等行业的制造技术以及路桥设计技术相比，目前我国路桥施工信息化应用水平还较低。信息化技术在路桥施工中存在许多应用领域[1]，如电子政务、工程项目的信息化管理、企业自身的信息化建设、路桥施工问题求解技术等，其中，不同的领域有其自己的本质特征，并需要与之相适应的求解方案。路桥施工问题求解技术是路桥施工信息化技术中的重要的基础性内容，将直接或间接地影响到路桥

5、企业工程技术人员职业能力、企业人力资源合理应用、现场施工技术水平、施工进度、安全成本工期与质量控制等诸多方面，相应的软件研究属于工程软件研究范畴。工程软件开发规律表明，先进的工程软件需要有先进建模理论与相关实现环境的支持。然而，遗憾的是，工程软件的建模理论及相关应用环境的基础性研究并未引起我国学术界和工程界的重视，抛开对这两方面的工程软件研究与开发，直接把系统定位于商用数据库系统和图形平台上，这是一种快速工程软件开发方法，从某种角度上看是一种明智可行的发展策略，但从长远的发展目标来看，整个系统的功能

6、不仅依赖于现成的商用数据库系统和图形系统，而且由于这些商用系统涉及面广，对专业软件来说将缺乏一种竞争性[2]，这是导致目前我国路桥施工软件技术水平落后的根本原因。从CAD建模技术发展历程看[3]，每一次建模技术的重大进步，都给产业技术带来深远和广泛的影响，因此，工程软件的发展需要新的建模技术及相关图形技术、工程数据库技术的支持，只有建模理论的创新才能带来工程软件及相关产业技术的创新。本文提出功能图形建模技术，它是一种区别于面向对象技术的建模方法，可以综合支持...路桥施工求解过程中所涉及的图形建模、

7、数值分析及专家知识应用等特征，其实现需要有合适的图形系统和相关工程数据库管理系统为实现环境，通过创建和操作功能图形对象[4]实现路桥施工计算，为路桥施工问题求解提供一种新的能够反映路桥施工问题本质特征的求解方法。2路桥施工问题求解特征分析路桥施工问题是个极其广泛的概念，其求解需要工程技术人员根据设计提供的设计资料、现场施工技术条件等具体工程约束条件及有关路桥施工技术规范，利用自身的工作经验、专业知识、技术处理手段，经过一系列分析、综合、评价，得到满足特定要求的求解结果所进行的一种智能活动，包括施工方

8、案、施工工艺设计、现场施工技术管理、施工计算等众多领域，本文重点面向路桥施工计算，如路桥施工测量计算、各种桥梁临时结构力学计算等，它们是路桥施工的两大基础技术，是广大路桥施工技术人员必须掌握的基本职业技能。路桥工程问题求解不是一个纯逻辑的推理过程，求解过程是非公式化的，而是依赖工程问题处理经验、专业知识，综合应用抽象思维和形象思维的求解活动，与路桥工程设计存在明显区别，其主要特点包括：（1）需要有专家知识的支持：路桥施工问题求解是具有很强的针对性，以解决具体工程问题为