中国公路工程咨询集团有限公司路桥设计研究院分公司 武汉 430023
摘要：本文首先研究国内外相关的道路安全设施辅助软件的功能，根据道路安全设施工程数量的编制原理，按照软件工程中软件的设计步骤，依次完成软件的需求分析、数据库设计、方案设计和功能设计，并基于Excel2003平台，利用VBA二次开发工具编程，形成一款高效、便捷的道路安全设施工程数量编制软件。
关键词：Excel二次开发 VBA 道路安全设施 工程数量编制
近年来，随着基础设施领域的持续投入，我国道路交通建设事业快速发展。作为道路重要组成部分的安全设施设计也越来越受到整个社会和行业的重视[1]。
在对交通安全重视的今天，设计单位要想取得比较优势，就必须高效快捷的进行交安设计。交安设计内容广泛，影响因素较多，编制交安工程数量表耗时耗力，设计中的任何阶段的任何改动，都可能引起交安工程数量的相应变化，难免重复修改，修改不及时、不彻底。故需要一款良好的安全设施工程数量的编制软件，高效便捷的辅助设计。
1 国内外研究现状
上世纪70年代，随着计算机技术的产生，计算机辅助设计（CAD及Excel技术等）迅速发展成为一门实用性非常强的技术。在交通、机械等工程设计领域得到广泛的应用，极大提高设计效率[2]。
近年来，国内外已有一些相关软件能够完成交安设施的部分设计工作。这些软件大多数是在CAD平台上开发的，各具特点和存在一定操作盲区。总体而言，①更多侧重标志和标线的绘图功能，基本缺少安全设施的智能布设和数量编制功能；②参数设计界面上参数项较少，不能全面反映实际设计中的影响因素；③数据计算过程缺少交互性，不能及时发现并改正问题；④应用较多的计算机及软件专业知识，开发难度和工作量较大；⑤较多的以CAD为开发平台，以Excel为开发平台的很少见。
1.1 国外软件现状
1）SignCAD软件。由SignCAD公司(美国)研制开发，SignCAD软件不是在CAD平台上开发，故与CAD不能相兼容，无法利用CAD众多的内置功能[3]。以交通标志版面绘图设计为主要功能。
2）GuidSIGN软件。由Transoft公司（加拿大）研制开发，GuidSIGN软件是在CAD平台上开发的软件，该软件能在CAD界面下运行，能利用CAD众多的内置功能，为设计带来很大便利。GuidSIGN软件以交通标志版面绘图设计为主要功能。
上述两款国外软件，解决了交通标志板面的绘图设计问题，对各种类型的安全设施的智能布设和其工程数量的编制显得无能为力；不支持中文。
1.2 国内软件现状
国内对道路安全设施辅助软件的研发已经做了很多工作，但其功能仍不够完善，各有自身特点，多侧重于标志标线的绘图设计功能开发，而基本忽略各类型安全设施的智能布置和数量编制。
1）HintJT软件。由西安纬地软件公司开发，根据路线数据文件，自动进行路线纵向标线及各安全设施的布设，可提供三维浏览功能[4]。具有一定的工程数量编制功能。
2）HY-TFD软件。由鸿业软件公司开发，以绘制标志、标线和生成相应工程数量为主要功能。可快速完成布置标志、绘制大样图、生成布设一览表[5]。
3）TJTV9.X软件。由天正软件公司研发，对标志能够实现便捷设计、修改；能够提供多种常用标线的设计功能；能够提供常用的机动车、非机动车、人行信号灯及信号控制机参数化设计功能[6]。
4）HPCAD软件。由沈阳市政院研发，HPCAD软件主要用于标志、标线的平面布置[7]。软件内置绝大多数常用的标志、标线图库，能方便统计图中的各类标志、标线的数量。
上述四款国内软件，侧重标志和标线布设和绘图功能；提供的基本参数设计界面上参数项较少，不能全面反映实际设计中的影响因素；对各种类型的安全设施的智能布设和工程数量编制研究较少。
2 道路安全设施工程数量的编制原理
2.1 安全设施的类型
根据相关行业现行规范及设计细则，道路安全设施主要包含隔离设施、防眩设施、视线诱导设施、安全护栏、路面标线、交通标志及施工安全设施等。
2.2 安全设施的工程数量编制依据
安全设施工程数量编制需要遵循相应规范，和具体工程资料。
1）相关规范规程。安全设施工程数量编制主要依据安全设施领域的主要规范，主要包括如下：
《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2006，《公路交通安全设施细则》JTG TD81-2006，《高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范》JTG D80-2006等。
2）工程图纸级资料。包括设计合同、施工图设计文件、勘察设计大纲等。
3 系统的设计
3.1 系统分析与数据设计
3.1.1 系统分析
鉴于目前已开发软件基本缺少安全设施的智能布设和数量编制功能。为此系统需实现以下功能：
1）只需导入路线资料，输入沿线资料，进行简单信息选择，就能完成大部分交安工程数量编制。
2）自动导入路线平纵横数据库，设置参数的导入和导出，工程数量的编制、汇总和导出。
3）给用户更多的参数选择，更全面的反应实际设计情况。
4）实时记录用户操作历史，实时提示下一步操作。
5）自动设置好交安工程数量表的出版格式。
3.1.2 数据设计
1）数据库关系设计。数据库设计是本程序的重中之重。Excel 2003表格拥有高达1048576条记录，庞大的数据空间足以用来存储路线平纵横数据、沿线构造物数据、以及基本设置等数据库文件[8]。本程序利用Excel表格进行数据库的存储和处理。数据库的关系设计，见图1～5。
图1 数据库关系总图
图2 路线数据库关系图
图3 沿线数据库关系图
2）数据库表单设计。共设4个数据库，每个数据库里包含一定数目的表单，所有单表的格式相同且固定，有利于减少开发工作量，便于数据查找和调用。单击表单的单元格，会自动提示输入或选择的内容，同时进行正在输入数据的单表检查，和表间检查，确保数据输入准确且不相互矛盾。
（1）路线数据库_项目管理_表单设计。属于输入模块，见图6。表单的第1～8列为左幅设置，第8～16列为右幅设置。断链类型分为短链、长链、平链。根据项目情况，在需要桩号断开的地方，允许用户设计平链（断链前数值等于断链后数值）。
图4 设置数据库关系图 图5 工程数量数据库关系图
图6 项目管理_表单 格式示意图
（2）路线数据库_路线表单设计。属于输入模块，支持批量导入，见图7所示。数据库中包含平面数据_ICD表单、纵面数据_SQX表单、横面数据_CG表单。其数据输入均采用导入EICAD软件的数据格式。以平面数据_ICD表单为例。纵面数据_SQX表单、横面数据_CG表单类似。
图7 平面数据_ICD表单 格式示意图
（3）沿线数据库_表单设计。属于输入模块，见图8。数据库中包含左右幅22个、11个种类的表单，均采用相同的格式。包括沿线桥梁、隧道、分离路基、沿线城镇村、沿线江河、节点数据等。论文中，节点数据指立体交叉式互通、停车区、服务区、平交。
图8 桥梁输入_表单 格式示意图
（4）设置数据库_表单设计。属于输入模块，支持批量导入，见图9。数据库中包含10个种类表单，均采用相同的格式。以路侧护栏表单为例，分为控制设置和类型设置2个模块。控制设置模块由桩号段落、桥梁类型、平面曲线等23个参数控制，每个参数有多项供选择，因此可以形成上百种参数组合，最大限度反映交安设施布设过程中的影响因素，给用户提供最大的自由度。类型设置根据路段位置不同分为整体路基段、分离路基段、桥梁路段、隧道路段等10种主要类型的路段，不同的主要类型之间又允许用户设置过渡段（前过渡段和后过渡段），合计630种路段组合。每种路段允许用户设置最多三个种类的安全设施，每个种类的安全设施又由7个参数进行类型设置的描述。由于控制参数，路段类型，类型设置种类繁多，软件定制了默认设置，减轻用户类型设置的工作量。
3.2 系统方案确定与功能
3.2.1 系统方案确定
基于系统的功能需求分析，系统的设计方案应具备以下要求：
图13 系统框架图
2）系统窗体设计。针对系统4大模块设计了4个窗体，每个窗体均设置菜单栏、列表窗口、提示窗口、过程窗口。有利于提高操作的可视化，方便表单输入与切换。窗体设计见图14～17。
图14 窗体设计图_项目管理
图15 窗体设计图_数据管理
图16 窗体设计图_设置管理
图17 窗体设计图_数量管理
3）系统菜单设计。如前所述，根据系统框架，系统的菜单设计见图18。
4 结论
1）操作方便，用户只需导入路线资料，输入沿线资料，进行简单信息选择，就能完成大部分交安工程数量编制；
2）提供给用户更多的参数选择，更全面的反应实际设计情况；
3）实时记录用户操作历史，实时提示下一步操作，增加操作便捷性；
4）能够自动设置打印格式和页眉页脚、自动区分打印区域，输出成果美观、页面规范。
图18 系统菜单设计图
参考文献
[1]李峻利，过秀成.交通工程设施设计[M]北京:人民出版社,2001.
[2]方成.道路标志标线辅助设计研究 [D].南京：东南大学,2007.
[3]蔡建华，方守恩.道路交通标志辅助软件需求分析[A]. 中国公路学会计算机应用学会2002年年会学术论文集[C].北京:中国公路学会计算机应用学会，2002：140-144.
[4]纬地软件公司中文官网：http://www.hintcad.cn/soft.php?cat_id=1273
[5]鸿业软件公司中文官网：http://www.hongye.com.cn/
[6]天正软件公司中文官网：http://www.tangent.com.cn/
[7]TPCAD软件中文官网：http://www.hpcad.com/software/hpjt_main/hpjt.ht ml
[8]方成. Excel2007二次开发对水利工程造价编制的优化研究:硕士学位论文[D].郑州：华北水利水电大学,2013:5-15
论文作者:许富强,石澍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/1
标签：设施论文; 表单论文; 数量论文; 工程论文; 标线论文; 数据论文; 软件论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;