автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Методы и средства автоматизации системы проектной документации в строительстве

Па правах рукописи

АБАРЫКОВ Валерий Павлович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

05.13.12 Системы автоматизации проектирования (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1995

Работа выполнена в Акционерном обществе открытого типа — в Центрально!! научно-исследовательском н проектно-эксперпментальном институте по методологии, организации, экономике и автоматизации проектирования.

Научный руководитель — Доктор технических наук,

профессор Брюханов О. II.

Официальные оппоненты — Доктор технических наук,

профессор Мастаченко В. Н. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник Эпельцвейг Г. Я.

Ведущая организация — Государственное предприятие

Центр методологии нормирования п стандартизации в строительстве

Защита состоится 1995 г. в 15.00 часов на

заседании диссертационного Совета К 033.07.01 в Центральном научно-исследовательском п проектно-экспериментальном институте по методологии, организации, экономике и автоматизации проектирования (АО «ЦНИИпроект») по адресу: 117393, ГСП-7, Москва-393, ул. Архитектора Власова, 51.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АО « Ц Н И И проект».

Автореферат разослан « » _1995 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

БРЮХАНОВ О. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования по совершенствованию нормативно-технической базы для строительства, а также по развитию методов и средств автоматизации при внедрении нормативной документации в практику проектирования, определена потребителями строительного комплекса в условиях рынка. Условия развития внутреннего рынка проектной продукции, а также необходимость поставки отечественной проектной продукции на международный рынок предопределяют создание единой нормативной базы, обеспечивающей участников инвестиционного процесса едппым техническим языком, базирующимся на общепринятых требованиях, терминах и технологиях.

Анализ действующей нормативно-методической документации в строительстве и методов ее реализации, которые базируются на традиционных технологиях ее создания, тиражирования, распространения и использования, позволил сделать вывод о необходимости комплексного подхода к системе норматив-пых документов, как в части уточнения их состава, так п к выбору используемых технических средств п методов, способствующих оперативному обеспечению всевозможных запросов потребителей в норматпвно-методпческой документации.

Целью исследования является разработка теоретических основ, обеспечивающих развитие и совершенствование нормативных организационно-методических документов, регулирующих проектно-изыскательскую деятельность, в том чнсле, методом создания автоматизпрованпой системы нормативной документации в строительстве.

Научная новизна выполненного исследования заключается в разработке принципиально новой концепции развития системы нормативной документации в строительстве, базирующейся на интеграции комплекса стандартов Системы проектной документации для строительства (СПДС) с комплексом средств компьютерной, скапернон и информационной технологий САПР, обеспечивающих комплексно автоматизированные тех-

пологпческле процессы создания и ведения государственных стандартов Системы проектной документации для строительства.

Практическая значимость работы состоит в том, что результаты исследований использованы при разработке:

— комплекса государственных стандартов СПДС;

— СНиП И—01—95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений»;

— программы развития комплексов нормативных документов в строительстве;

— комплекса межотраслевых программных средств САПР.

Обоснованность н достоверность результатов исследований

подтверждаются тем, что проведенные с участием автора работы по стандартизации состава, порядка разработки п оформления проектной документации для строительства, нашли широкое применение в практике проектирования и позволили устранить многообразие действующих форм проектных документов, повысить их качество и информативность, упорядочить процесс и сократить объем выполняемых проектпых работ, а также создать необходимые предпосылки для создания программного обеспечения САПР.

Основными научными результатами данной работы являются:

— структурная модель автоматизированной системы проектной документации в строительстве (АСПДС);

— комплекс функционально-информационных моделей АСПДС;

— комплекс математических п алгоритмических моделей АСПДС.

Основными практическими результатами данной работы являются:

— комплекс государственных стандартов, регламентирующих состав, содержание ц формы представления проектной документации в строительстве;

— комплекс программных средств на автоматизированную разработку рабочих чертежей марок АР, КЖ, КЖИ, КМ, локальных, объектных и сводных смет, а также спецификаций и ведомостей расходов строительных ресурсов.

Работа выполпена в ЦНИИпроекте в период с 1982 по 1995 гг. Исследования, положенные в основу диссертации, проводились по планам Госстроя СССР, Госстандарта СССР, Минстроя России.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Научно-технических Советах ЦНИИпроекта (1982—1995), на секциях Научно-технического Совета Минстроя России (1992—1995), координационных совещаниях, конференциях и семинарах (Москва, С.-Петербург, Волгоград, Тула, Тюмень, Новосибирск п др.) с участием ведущих проектных организаций страны, а также на различных симпозиумах за рубежом (Прага, Варшава, Берлин, Лондон, Сидней).

По теме диссертации опубликовано более 50 работ, значительная часть которых внедрена б действующих государственных стандартах СПДС, международных стандартах ИСО и Руководствах, включенных в Федеральный фонд программных средств Минстроя России.

Кроме того, диссертационные исследования опубликованы в методических пособиях, журналах Стройиздата «Проект» и «Бюллетень строительной техники», а также в материалах семинаров, проводимых обществом «Знание», Ассоциацией проектных организаций и др.

Объем диссертации и ее структура. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 108 наименований. Диссертация изложена на 156 страницах, содержит 18 таблиц и 25 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование темы диссертации, определена цель работы и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость результатов, их достоверность.

В первой главе представлен системный анализ современного состояния развития нормативно-методической базы, регулирующей процесс создания, обращения и ведения проектно-изыска-тельской документации; показаны результаты исследований в области содержания и форм представления технической документации.

В качестве объектов исследования приняты:

— нормативные документы, регламентирующие состав, комплектование, оформление п обращение проектной документации;

— опыт отечественной и международной стандартизации, осуществленный в стандартах других сопоставимых систем документации;

— проектная документация, выполненная различными отраслевыми проектными организациями и зарубежными фирмами;

— другая техническая п организационно-методическая документация, полученная и подготовленная с участием автора в результате обследования проектных организаций страны, изучения отечественного и зарубежпого опыта проектирования, унификации и стандартизации проектпой документации.

Результаты исследований автора в области унификации состава и форм представления проектных документов использованы при разработке комплекса государственных стандартов Системы проектпой документации для строительства (СПДС), содержащих правила выполнения рабочей документации, обеспечивающие техническое и информационное единство, которые в соответствии с Законом Российской Федерации «О стандартизации» являются обязательными для соблюдения всеми субъектами хозяйственной деятельности (наряду с требованиями но обеспечению безопасности).

Приведены результаты сопоставления трех систем стандартизации — Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Системы проектной документации для строительства (СПДС) и документов Технического Комитета 10 Международной Организации по стандартизации (ИСО). Сопоставление правил выполнения технической документации проведено по следующим показателям: объект стандартизации, стадийность проектирования, виды и комплектность документов, термппы и определения, правила оформления чертежей.

Из анализа рассмотренных государственных и международных стандартов следует, что информационность, унифицированность и системность положений и правил нормативной системы, включающей 40 действующих государственных стандартов СПДС, выше, чем аналогичные свойства системы ИСО.

Объектами стандартизации ИСО являются, в основном, отдельные требования к выполнению технических и строительных чертежей. Вместе с тем, в стандартах ИСО есть своп преи-

КЛАССНОМ К АЦНОН II Ut

группы

СТАНДАРТОВ

тз

Общи« положения

Общие правила выполнения черт*'*1 м текстовик д-»»у-

Уса-в«** о4оэн1 ■ t>oCpti«i

правила выполнении документации инженерных изыскания

Правила выполнения технологнчес-кой проектной документации

Праанла выполнения архитектурно-строительной проектной докуиента-

Правила выполнения проектнсй документации инее* мерного обеспечение эдвниЯ и сооружения

Правила выполнения проектной яокуиен-тацни инженерных сооружения,наружных сетей и коинуника-чий . fa

Правила выполнения планировочной и градостроительной проектной документации

1

ГОСТ 31 .001-9)

Общие лолоамни« (взамен

ГОСТ 31.001-77

ГОСТ 21.002-81

Иормоконтроль проектной документации

ГОСТ 21.205-71

(003)

Правила учета и хранения подлинников проектной документации

(004) Виды,комплектность к обозначе ние проектной документации

ГОСТ 21,101*9) Основные требовч-документации

ГОСТ Г 21.1110-95

Премила выполне-ним спецификации оборудоеаиия,*»-далнй и иатярма-лов (взамен ГОСТ 21.110-82 М ГОСТ 21.109-80)

ГОСТ 21.114-

Правнла выполнения эскизных чертежей общих видов ««типовых изделий

(115)

Общие правила выполнения проек г-ных документов, получаемых на устройствах вывода ЭВМ

ГОСТ 21.207-

Условкые графические обозначения элементов автомобильных дорог

(lis)

Правила выполнения исходных требований на разработку оборудования индивидуального изготовления

(117)

Общие Правкла выполнения проектной документации для утверждения

гост 21.204-9)

условные графичес-'обрааяния м обозначения эле-тенеральны» н транспор-

ГОСТ 21 . J01-

Основные требова к документации по инженерным изыскания*

ГОСТ 21 .205-9)

Условные обозначения элементов са-ннгарно-технических систем

гост аГ.302-

Условкые обозначают • Документации по инвеиар геологическим изысканиям

ГОСТ 21.206-9)

Условные обозначения трубопроводов

(эоз)

Правила оформления изыскательской документации

004} Правила выполнения инженерно-топографических крупномасштабных планов

ГОСТ 21.112-87

(208) Подъемно-транспорт

оборудование. Условные изображения.

(505) Премила виполнения инженерно-геологически* карт и разрезов

ГОСТ 21 .113-88

(209) Черте»« строитель-е.Обозначения рахтеристих точ

ГОСТ 21.403-80

(210) Обозначения условные графические в схемах,Оборулова-

iepr

НЧ*Г|

ГОСТ 71.404-83

(>И)

Автоматизация технологических пра-цоссов .0-'оэначеим< условные приборов срелста автомат! ищи в схемах

ГОСТ 21.404-8}

1212)

Прооодиые средства единой автоматиэй -рованной системы

Обозначения ус-грлфнческие схемах н планах

ГОСТ 21.611-85

(21)) Централизованное управление энергоснабжением. Условные графичес кие н буквенные обозначения вида i содержания инФори

ГОСТ 21 .614-88

(31*)

Изображения услов мы« графические зле» »рооборупопа -имя н проволок на

(215)

Услоиные графические изображения I обозначения сущес*

»вциО, *Н**П9\>НЫ

гегей и транспортных устройств

(216) Условные графи«

(217) Условные графи-

Грунтов

ГОСТ II .«01-м

Технология про*»' воаства.Ос»о»мы« требования в рабочим чертежам

ГОСТ 21.402-8)

газоходов и трубопроводов . Рабочие чертеям

ГОСТ 21.405-93

Правила выполнения рабочей Документации тепловой изоляции оборудования и трубопроводов

(407)

Прланлш выполнения рабочей документации технологических коммуникаций

ГОСТ 21.408-93

Правила -выполнения рабочей документации ввтоматм вацнк технологических процессов

ГОСТ »1 .901-9) Прешла выполие'

имя »раитеетури«-строителъ«ы! рабочих чертек«*

ГОСТ 21.504-

Прааила выполнения рабочих чар-

(их конструкций

ГОСТ 21.505-

Правила выполнения рабочих даталнровочных чертежей металлических конструкций

ГОСТ 21.507-»!

Интерьеры.Рабочие черте**•

ГОСТ 11.308-9)

Правила выполнения рабочих у#р-теяей генеральных планов предприятий, сооружений и аилицно-гражданских объектов

ГОСТ М.913-8)

Антикоррозионна« защита конструкций зданий и сооружений .Рабочие чевтежи

щ

Г ОСТ 31 .601-79

Воаопровоа и ааи( лн Зацма.Габочия

чертежи

Г?СТ 21.«02-79

отолл«ние,вентиляция и кондициоинро «а воздуха.Габо чертежи.

ГОСТ 21•606-

Правнла выполнения рабочей догукеитв-цин теплонеханичес ки* рееений котель

ГОСТ 21.60»-««

Внутреннее Электрк ческое освещение. Рабочие черте»*

ГОСТ 21.609-8)

Газоснабжение. Внутренние устрой-ст»а.Рабочн» чвр-теаи.

ГОСТ 21.612-

Правила выполнения рабочая докуиаита-ции пожаротувення, пожарной.охр анной,

охранно-пожарной сигнализации

ГОСТ 21.613-

Прааила i

роустаиоаок (взамен ГОСТ 21.611-88)

(617)

Правила вилелнения рабочей документации средств радио* смэн.рляиовещання и телевидения

(618) Основные тре бова-НН1 к рабочей документации централизованного управлении эмергоснабае

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ :

1.ГОСТ 21 002-81 д^Пствуощие стандарти СПЛС:

2.ГОСТ 21 701- Bhobv разрабатываемые, переснатрнва гние или подготавливаемые к утяерщеннп стандарты СПЛС:

).ГОСТ 21 203-78 (00)) - действуощне стандарты с намечаемым изменением пс{>«а»ояого ио-rps стян-дарта в класснфцкацнонмой групп»;

4 , (004 ) для включения я перечень нпмык |>аГ'от 19«S-97rr.

ГОСТ Л•701 -

Правила выполнен

цмн а»то«э*м1ьмы •орог (азааяи ГОСТ 21-511-8))

ГОСТ 21.702-

Правила выполиеии* рабочей документации желеэнодорожны« путей (взанеи ГОСТ 21.510-8))

(801) ■

Основные требования к оформленно градостроительной npö«кт мой документации

(802) Правила выполнения градостроительной

.ии^опочмоЛ документец»««

ГОС^ 21.

21.70)-

Правилв выполнения рабочей документ" -ции проводных средств связи (взамен ГОСТ 21.60)-ВО)

ГОСТ 21.604-82

(704)

Водоснабжение и канализация .Маруяныв сети.Гвбочие черте -

ГОСТ 21.605-82

(705)

Сети тепловые (тепломеханическая часть)-Рабочие чер тажи

гост л.бю-af

.706) Газоснабжение. «а-руяные газоПроволы Рабочие ч*рте«и

HZ

(60)) Правила выполнения градостроительной проектной дохуме«та

ции

(804) Условные обозначения р градостроительной планировочной документации

(BOS) Условные обоэначе-

я в градостроительной проектной документации

ГОСТ 21.9О1-В0

Требования к оформлении проектной документации для строительства аа границей

(932| Правила выполнения про«ктнОА документации кассового применения

(»03)

Правила выполне-ння черг»ж*А обследования зданий и сооружений

ГОСТ 21.607-82

щатъа тер)>мт>>|>им промыщленных предприятий- Габочке чертежи

огт ?| -бЩ-вп

(708) Чертеяи строитель-

.Прапила мыполне ния чертеаеЛ гидротехнических сооружений.

ГОСТ 21-616-88

(709) Чертежи строитель^ име. Правила л«-иолнения чертеяей гидромелиоративных

линейных сооружеинл

ГОСТ 21.710-

Прапнла выполнения рабочей Документации злектросняб» f -

предприятия, зданий н соору*<*Hi«fl

(711) рабочих чертежеЛ

рабочих чертежей

ориUX ПОД1(<Н1<МХ

работ

ИНЙ При Произвол'' е горных рябот

Антикоррозионна■ защита технолог*

Гис I. СТРУКТУРНАЯ СХЕМ». СИСТЕМЫ ПРОЕКТНОМ ДОКУМЕНТАЦИИ ЛЛЯ СТГОНТЕЛЬСТПА ( П1ДГ)

мущества, которые целесообразно внедрить в Систему проектной документации для строительства.

Структурная схема стандартов Системы проектной документации для строительства приведена на рис. 1.

В работе показано, что в стандартах СПДС сохранена преемственность традиционных правил и положений, действующих в России, учтен прогрессивный опыт применения сопоставимых государственных и международных стандартов, обеспечена взаимосвязь с системами документации ЕСКД л ИСО.

В первой главе изложены также основы нормативно-методического обеспечения проектно-изыскательской деятельности в новых экономико-правовых условиях, содержащие:

— результаты анализа действующей нормативно-методической базы проектно-изыскательской деятельности;

— основные направления формирования нормативных организационно-методических документов, в т. ч. направления развития и совершенствования Системы проектной документации для строительства.

Анализ действующей нормативно-технической документации позволил сделать вывод о необходимости комплексного подхода к пересмотру нормативной базы, ее совершенствования и приведения в соответствие с новыми правовыми и экономическими условиями в целях обеспечения технического и информационного единства, сокращения сроков выполнения про-ектно-пзыскательскпх работ,' возможность вести работы по выполнению проектной продукции средствами САПР.

Разработку и формирование фонда нормативных оргаппза-ционпо-методпческпх документов намечается осуществить в составе государственной Системы нормативных документов в строительстве, как открытую, постоянно совершенствующуюся структуру, включающую совокупность нормативных и методических документов, сгруппированных в зависимости от их назначения п содержания по направлениям:

1) Организация проектно-изыскательских работ (ПИР).

2) Методология и технология выполнения ПИР.

3) Содержание и оформление проектной и изыскательской документации.

4) Качество выполнепия ПИР.

Таким образом показано, что СПДС является единой технической, методической и организационной основой для обеспечения единого технического языка, терминологии, способов уче-

та, храпения, изменения, выполнения и применения проектной документации для строительства.

Комплекс стандартов СПДС непрерывно совершенствуется и пополняется новыми правилами и положениями. При этом наряду с совершенствованием правил и положений, отражающих традиционные методы проектирования, особое значение уделяется созданию автоматизированной системы проектной документации, что и является предметом исследований дальнейших глав.

Во второй главе рассмотрены структура н функции Системы проектной документации в условиях комплексной автоматизации проектных работ.

Система проектной документации в строительстве на каждом этапе своего развития должна максимально соответствовать специфическим условиям ее назначения и применения.

Современный этап развития СПДС проходит в условиях интенсивного освоения компьютерных технологий.

Разработка принципиально новой технологии СПДС, базирующейся на безбумажной информатике и современном комплексе технических средств, представляет собой одну из актуальнейших научно-технических проблем в области САПР, поскольку все проектные технологии в конечном счете базируются на общих и специальных требованиях Системы проектной документации в строительстве.

Если рассматривать СПДС, как некоторый «жизненный цикл», то можно выделить три основных специфических технологических процесса:

— разработки нормативных документов;

— тиражирования и распространения нормативных документов;

— применения нормативных документов при разработке инженерно-изыскательской, проектно-сметной и строительно-технологической документации.

На стадии разработки нормативных документов, включая их рассмотрение и утверждение, предлагается использовать сканерную, компьютерную и лазерную технологии, обеспечивающие все необходимые процедуры прохождения соответствующих нормативных документов.

С использованием сканерной технологии производится ввод фрагментов разрабатываемых документов в память ПЭВМ. Введенные фрагменты затем обрабатываются процессором ПЭВМ с

целью получения пз соответствующих растровых файлов, созданных сканирующими устройствами векторных файлов.

Необходимость подобной обработки определяется тем, что в составе разрабатываемых документов могут быть текстовые, табличные п графические фрагменты, хранение которых в растровых файлах приводит к огромным расходам дисковой памяти ПЭВМ.

Например, при плотности сканирования равной 200 точек/дюйм для хранения одной страницы формата А4 необходимо около 4000 кбт памяти. Если учесть, что современные сканеры позволяют вводить документы с плотностью более 1000 точек/дюйм, то становится очевндпой необходимость преобразования растровых файлов в векторные.

Процессы рассмотрения, согласования и утверждения разрабатываемых нормативных документов обеспечиваются преобразованием векторных файлов в соответствующие форматы электрографических устройств вывода документов на бумагу. При этом имеется возможность согласования нормативных документов, представленных как на бумажном, так и на машинном носителях информации.

Таким образом, на стадии разработки нормативных документов решаются следующие задачи:

— ввод фрагментов документов в ПЭВМ и получение из них соответствующих растровых файлов;

— преобразование растровых файлов в векторные;

— сборка нз отдельных векторных файлов целостных нормативных документов;

— машинное редактирование нормативных документов;

— вывод нормативных документов на бумагу электрографическими устройствами.

После утверждения разработанных нормативных документов возникает необходимость оперативного обеспечения соответствующих запросов различных пользователей.

Традиционно эта задача решалась с использованием соответствующих типографских и почтовых технологий.

В условиях автоматизированных технологий данная задача может и должна решаться принципиально иначе.

Во-первых, время ожидания выпуска типографской продукции, подписки на нее п почтовой рассылки обычно измеряется месяцами.

Во-вторых, размеры заказов на действующие нормативные документы определяются на субъективном уровне, что приво-

дит в одпих случаях к избытку, а в других к нехватке этих документов в конкретных организациях.

В условиях компьютерной технологии появляется возможность передачи по каналам связи файлов нормативных документов с организацией доступа к ним всех пользователей непосредственно со своих рабочих мест, оснащенных соответствующим комплексом технических средств.

Следовательно, на стадии тиражирования СПДС решаются следующие задачи:

— передача по каналам компьютерной связи файлов с утвержденными и действующими нормативными документами;

— размещение полученных файлов на специализированных рабочих местах автоматизированной системы проектной документации (АСПДС);

— оповещение по ЛВС АРМ — проектировщиков о поступлении новых нормативных документов;

— связь по ЛВС между АРМ — проектировщиков и АРМ СПДС.

Основными пользователями АСПДС являются:

— разработчики инженерно-изыскательской, проектно-сметпой и строительно-технологической документации в строительстве;

— разработчики программно-методических комплексов систем автоматизированного проектирования объектов строительства.

Первую группу пользователей будем называть разработчиками технической документации.

Вторую группу пользователей будем называть разработчиками программной документации.

Для первой группы использование АСПДС принципиально отличается от использования СПДС.

Во-первых, эти различия имеют технологический характер, т. к. в условиях АСПДС нормативные документы хранятся в реляционной базе данных (например, типа «PARADOX»), что обеспечивает возможность их многоаспектного поиска, тогда как в условиях СПДС нормативные документы хранятся в бнблпотечпых хранилищах, а их попек осуществляется по картотекам и каталогам.

Во-вторых, исиользоваппе АСПДС гарантирует качество получаемой информации, т. к. ее база данных содержит только действующие нормативные документы. Это свойство АСПДС обеспечивается унифицированной структурой базы данных с централизованным ее сопровождением.

В условиях СПДС каждая проектная фирма вынуждена создавать соответствующую службу нормативного обеспечения проектирования, что увеличивает удельный вес непроизводительных затрат в общей стоимости проектных работ.

Для второй группы пользователей АСПДС обеспечивает соответствие алгоритмов разрабатываемых программ действующим нормативным требованиям.

В условиях автоматизированного проектирования, когда первая группа пользователей активно использует программные средства, получаемые при этом результаты всегда соответствуют действующим нормативным требованиям. Любые изменения нормативных требований должны немедленно отображаться в изменениях соответствующих алгоритмов программ. Подобная технология требует включения в состав документации разрабатываемых программ специализированных разделов с информацией о номенклатуре используемых нормативных документов.

Синхронизация процессов разработки нормативных документов и программных средств становится возможной только в случае включения в структуру базы данных АСПДС раздела «Федеральный фонд программных систем». Т-олько в этом случае появляется возможность однозначного выявления всех программ, подлежащих корректировке в связи с изменением нх нормативной базы.

Таким образом, разработчики технической документации и разработчики программных средств являются фактическими потребителями одной и топ же базы данных АСПДС. Только первые используют ее в процессах реального проектирования, а вторые — в процессах, предшествующих реальному проектированию — при разработках соответствующих программ.

Следовательно, на стадии использования АСПДС решаются следующие задачи:

— поиск и выбор требуемых нормативных документов;

— поиск и выбор необходимых программных средств;

— ввод в базу данных утвержденных нормативных документов;

— удаление из базы данных исключенных нормативных документов;

— анализ соответствия нормативным требованиям программных компонентов федерального фонда программ.

В базе данных АСПДС должны храниться:

— содержательные характеристики, используемые для фор-

мнрованпя многоаспектных запросов на поиск требуемых нормативных документов;

— файлы с содержанием нормативных документов.

Содержательные характеристики нормативных документов

хранятся в реляционных таблицах, что обеспечивает возможность оперативного доступа к любым их строкам п столбцам с запросами «по значениям», «по диапазонам значений», «на совпадение» и т. д. В одной из реляционных таблиц хранятся оригинальные имена соответствующих файлов с содержанием соответствующих документов. Сами файлы физически могут храниться в хранилищах машинных носителей, пз которых они извлекаются и устанавливаются во вводные устройства ПЭВМ после получения пх пмен из реляционных таблиц по соответствующим запросам.

Исходя из рассмотренных свойств базы данных АСПДС будем в дальнейшем называть ее ВИДЕОАРХИВОМ АСПДС.

Автоматизированная система проектной документации в строительстве (АСПДС) состоит из трех подсистем:

— разработки нормативных документов;

— тиражирования нормативных документов;

— использования нормативных документов.

Подсистема «РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит пз следующих функциональных блоков:

— ввода нормативных документов;

— обработки нормативных документов;

— редактирования нормативных документов;

— вывода нормативных документов.

Функциональный блок «ВВОД НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ в ПЭВМ» состоит из следующих элементов:

— получения растрового файла с бинарными элементами;

— получения растрового файла в одном из стандартных растровых форматов (например, PCX);

— редактирования растрового файла одним из стандартных графических растровых редакторов (например, PAINTBRUSH).

Функциональный блок «ОБРАБОТКА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит из следующих элементов:

— распознавания графических образов;

— распознавания символьных образов;

— преобразования растровых форматов в векторный формат.

Функциональный блок «РЕДАКТИРОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит из следующих элементов:

— редактирование графических фрагментов нормативных документов;

— редактирование табличных фрагментов нормативных документов;

— редактирование текстовых фрагментов нормативных документов;

— сборка пз графических, табличных н текстовых фрагментов целостных нормативных документов.

Функциональный блок «ВЫВОД НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит из следующих элементов:

— преобразование векторного файла нормативного документа в файл вывода на лазерном принтере;

— преобразование векторного файла нормативного документа в файл вывода па электрографических устройствах типа XEROX.

Подсистема «ТИРАЖИРОВАНИЯ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит нз следующих функциональных блоков:

— архивирования векторных файлов нормативных документов;

— параметризации нормативных документов;

— передачи файлов с нормативными документами по каналам связи;

— разархпвнровапня файлов с нормативными документами;

— загрузки файлов нормативных документов в ПЭВМ АРМ АСПДС;

— передача ппформацпи о поступивших нормативных документах на АРМ проектировщиков.

В функциональном блоке «АРХИВИРОВАНИЕ ВЕКТОРНЫХ ФАЙЛОВ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» попользуется один из стандартных архиваторов (например, ARJ).

Функциональный блок «ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит нз следующих элементов:

— запуск системы «ВИДЕОАРХИВ АСПДС» в работу;

— запуск режима «АДМИНИСТРАТОР ВИДЕОАРХИВА АСПДС»;

— просмотр и заполнение реляционных таблиц базы данных;

— экспорт параметров нормативных документов в транспортный файл.

В функциональном блоке «ПЕРЕДАЧА ФАЙЛОВ С НОРМАТИВНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ» используется соответствующее сетевое программное обеспечение.

В функциональном блоке «АРХИВИРОВАНИЕ ФАЙЛОВ С НОРМАТИВНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ» используется соответствующий режим стандартного архиватора.

В функциональном блоке «ЗАГРУЗКА ФАЙЛОВ С НОРМАТИВНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ В ПЭВМ АРМ АСПДС» используются системные программные средства MS DOC.

В функциональном блоке «ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ О ПОСТУПИВШИХ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТАХ на АРМ проектировщиков» используются соответствующие программные средства ЛВС.

Подсистема «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ» состоит из следующих функциональных модулей:

— проектирование объектов строительства;

— разработка программных средств.

Функциональный модуль «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА» состоит из следующих элементов:

— поиска программных средств;

— поиска нормативных документов;

— поиска проектных материалов.

Функциональный модуль «РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ» состоит из следующих элементов:

— анализа федерального фонда программ на соответствие нормативным требованиям;

— составления перечня программ, подлежащих переработке;

— поиска действующих нормативных документов.

Рассмотренная выше структура «Автоматизированной системы проектной документации в строительстве» представлена в таблице 2.

Структура автоматизированной Системы проектной документации в строительстве (АСПДС)

Таблица 2

№ Подсистемы № Функциональные блоки № Структурные элементы

1 2 3 4 5 6

1.1.1 Получение растрового файла с бинарными элементами

1 РАЗРАБОТКА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 1.1 Ввод нормативных документов в ПЭВМ 1.1.2 Д.1.3 Получение растрового файла в одном из стандартных растровых форматов Редактирование растрового файла одним из стандартных графических растровых редакторов

1.2.1 Распознавание графических образов

1.2 Обработка нормативных документов 1.2.2 ¡1.2.3 Распознавание символьных образов Преобразование растровых форматов в векторный формат

1.3 Редактирование норматив-пых документов 1,.3.1 1.3.2 Редактирование графических фрагментов Редактирование табличных фрагментов

1.3.3 1.3.4 Редактирование текстовых фрагментов Сборка нормативных документов из фрагментов

1.4 Вывод нормативных документов 1.4.1 1.4.2 Преобразование векторного файла в файл вывода лазерным принтером Преобразование векторного файла в файл вывода электрографических устройств типа XEROX

ТИРАЖИРОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 2.1 Архивирование векторных файлов нормативных документов 2.1.1 Стандартный архиватор

2.2 Параметризация нормативных документов 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 Запуск системы «ВИДЕО-АРХИВ АСПДС» в работу Запуск режима «АДМИНИСТРАТОР ВИДЕОАРХИВА» Просмотр и заполнение реляционных таблиц базы данных «ВИДЕОАРХИВ» Экспорт параметров нормативных документов в трапепортный файл.

2.3 Передача файлов нормативных документов по каналам связи 2.3.1 Стандартное сетевое программное обеспечение

1 2 3 4 5 6

2.4 Разархивирование файлов нормативных документов 2<4.1 Стандартный архиватор

2.5 Загрузка файлов нормативных документов в ПЭВМ АРМ АСПДС 2.5.1 СМО MS DOC

2.6 Передача информации о поступивших нормативных документах на АРМ проектировщиков 2.6.1 Стандартные программные средства ЛВС

I 3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ 3.1 Проектирование объектов строительства 3.1.1 3.1.2 3.1.3 Поиск программных средств Поиск нормативных документов Поиск проектных материалов

3.2 Разработка программных средств 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Анализ федерального фонда программ на соответствие нормативным требованиям Составление перечня программ, подлежащих переработке Попек нормативных документов

Каждый из рассмотренных в таблице 2 структурных элементов АСПДС имеет форму программного компонента, в основе которого используется соответствующая функциональная модель.

В каких-то программных компонентах функциональные модели удается представить в форме строгих математических моделей. В каких-то программных компонентах функциональные модели удается представить в форме алгоритмических моделей, базирующихся на соответствующих эвристиках.

В работе представлен структурированный комплекс всех функциональных моделей АСПДС, фрагменты которых показаны нпже.

Функциональная модель сканирования

Технологический процесс сканирования заключается в том, что графический образ дискретно перемещается через «оптическую щель» с заданным шагом (например, Y), в которой дискретно расположены фотоэлементы с заданным интервалом между собой (например, X).

При каждом перемещении па Y происходит включение фотоэлементов, в результате чего фиксируется Nx*X копий соответствующих точек сканируемого образа. При полном перемещении будет зафиксировано My*Y положений образа относительно- «щели».

Если принять, что фотоэлементы расположены в столбцах матрицы SCAN, то число этих столбцов будет равно Nx. Если прппять, что перемещения эквивалентны строкам матрицы SCAN, то их число будет равно My.

Таким образом, в результате сканирования происходит формирование матрицы SCAN (1:Му, l:Nx). Элементы' этой матрицы принимают бинарные значения, если сканируется черно-белое изображение, или принимают N-арные значения, если сканируются изображения цветные.

Принципиальная схема сканирования изображения и получения матрицы SCAN представлена на рис. 1.

SCAN= (Sij),

О — еслп нет изображения;

где Sij =

1 — еслиС есть изображение".

г —

з —

4-

■> SCAN -

о о о i i t ; о •-. о о i ; i i i i 0 1111111 liiiiii: liliiiiii

I 1-( I I

I I I

1?. 34S6789 10

Рис. 1. Принципиальная схема сканирования изображений и получения бинарных растровых файлов.

Параметры X п Y характеризуют полноту дискретного представления непрерывных линий, т. е. их плотность.

Современные сканирующие устройства позволяют вводить изображения с плотностью более 1000 точек/дюйм.

Совершенно очевидно, что чем выше плотность сканирования, тем выше точность дискретного представления непрерывных изображений, т. к. она определяется геометрическим размером точки, который равен

R=l/P,

где R — геометрический размер точки;

Р — плотность сканирования.

Пе менее очевидно, что чем выше плотность сканирования, тем больше размерность матрицы SCAN, содержание которой составляет аналогичный растровый файл SCAN.

Нетрудно определить мощность множества точек (М) при сканировании документа, имеющего общую площадь S: AI=S/So

Например, при Рх = Ру = 10 точек/мм число точек, отображающих в SCAN одну страницу формата A4, равно 600000.

Если учесть, что для хранения каждой точки требуется хотя бы один байт памяти, то для храпеппя одной страппцы (при заданной плотпостн сканирования) потребуется около С00 кбт, а для хранения десяти таких страниц потребуется б мгб памяти.

Этот пример достаточно паглядно иллюстрирует чрезвычайно высокую размерность растровых бинарных файлов, что пороя^дает необходимость использования известных и развптпя новых методов их сжатпя (кодирования).

Функциональная модель кодирования

Для решепия подобных задач можно использовать много известных комбинаторных конструкций. Например, метод Шеннона п Хаффмана построения побуквеппого кодирования с наименьшей стоимостью, конструкцию оптимального кода с исправлением одной ошибки, разработанную Хеммипгом, метод построения кодов с исправлением заданного числа ошибок, разработанный Роузом и Чоудхури.

В работе рассмотрены методы кодирования, базирующиеся па нзвестиых теоретико-числовых и комбпиаторпых результатах.

Рассмотренные методы кодирования бинарных растровых файлов пока не нашли широкого применения в компьютерных технологиях. Используемые в них механизмы кодирования базируются в основном на эвристических методах и известны сегодня как стандарты «де-факто» растровых форматов. Как правило, они возникали пз потребностей типографских технологий обработки растровых изображений в соответствующих компьютерных системах.

Наибольшее распространение в настоящее время получили форматы PCX и TIFF, которые реализуются в большинстве современных сканерпых программ и типографских систем. В этих форматах по существу реализуются некоторые эвристические методы кодирования бинарных данных.

Рассмотрим для примера формат PCX, представляющий по существу простейший способ сжатия информации, позволяющий выполнять быстрый обмен данными между внешней памятью и видеопамятью (рис. 2).

char manuf; /t

char hard; /*

char encod; /*

cl(ar hilpx; /*

int hxl; /*

inl byl; /*

int bx2; /*

int b.y2; /*

int lires; /* int vres; /*-

информации о программе */ информация о версии */ груциавре кодирование */ бит на точку */

размеры области изображения

горизонтальное разрешение дисплея */ вертикальное разрешение дисплея */

char clrma[48]; /* цалитра */

char vmode; /* char nplanes; /* int hplirx; /* int palinl'o; /* int slires; /* int svres; /* char xtra[54]; /*

игнорируется */ количество плоскостей */ бдит на строку */ информация о палитре */ разрешение сканера */ разрешение сканера */ резерв *■/

Рис. 2. Структура файла формата PCX.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

Когда введенные изображения должны не только храниться, но и участвовать в создании новых изображений, растровые файлы должны, преобразовываться в векторные представления.

Векторная модель отрезка является оптимальной (по объему информации) среди всех известных моделей кодирования. Эта модель обеспечивает возможность использования всех необходимых геометрических преобразований, включая масштабирование и повороты.

Перевод растровых изображений в векторное пространство принципиально возможно осуществить простым пересчетом координат растровых точек в векторное пространство.

Цифровая модель некоторого графического изображения задана матрицей SCAN. Для упрощения последующих рассуждений будем считать, что SCAN задана в декодированной форме, т. е. в форме бинарной матрицы.

В таком случае можно считать, что матрицей SCAN списывается некий граф.

Граф, вершинами которого являются все наборы длины п из нулей и единиц, а ребра соединяют вершины, различающиеся в одном разряде, называется н-мерным едпничпым кубом.

Примеры 3-х и 4-х мерных единичных кубов представлены на рис. 3.

В нашем случае длина набора н количество наборов определяется плотностями сканирования Рх и Ру.

Из определения n-мерпого единичного куба следует, что нп одна из его вершин не может хотя бы повториться в заданных наборах. Это означает, что вершины n-мерного единичного куба могут рассматриваться в качестве булевых координат, на которых фиксируются бинарные значения соответствующих наборов.

Такнм образом, столбцы матрицы SCAN можно рассматривать как булевы координаты, появление в каждом из которых 1 свидетельствует о наличии в этой точке графического изображения.

2i

3) 4-х мерный куб

ОООО

1 ООО

0000 .1001 0010 ООН 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 г: ю 1 г: 1

Рис. 3. Примеры п-мерных единичных кубов.

Строки матрицы SCAN можно рассматривать как горизонтальные сечення моделируемого изображения, в которых фиксируются соответствующие следы изображения.

В этой связи возникает задача определения всех путей на заданном графе.

Получаемые в результате соответствующего функционального апалпза векторпые модели изображения можно рассматривать всего лишь как подоснову соответствующего векторного изображения. Дело в том, что эти модели избыточно информационны, т. к. содержат вектора с точностью до растровых точек. Совершенно очевидно, что для их оптимизации (по мощности) необходимо произвести агрегирование имеющихся векторов в те или иные геометрические объекты (например, прямолинейные отрезки, дуги, окружности и пр.).

При агрегировании векторов необходимо учитывать типологию (сплошные, пунктирные и пр.) и толщины линий, образующих определяемые геометрические объекты. В результате выполненных преобразований получаются векторные файлы, размеры которых зависят от параметров агрегирования. При подобном подходе возможно получение различных уровней качества изображений.

Функциональное моделирование процессов преобразования растровых изображений в векторные на базе численных методов теории графов не следует рассматривать в качестве единственного направления в решении подобных задач.

Не менее конструктивным является использование теории математической логики, суть которого заключается в следующем.

Известно, что функции алгебры логики можно задать бинарной таблицей, т. е. для задания функции f (xi, хг,... хп) достаточно указать какое значение функции соответствует каждому набору ее аргументов.

Число функций, зависящих от п переменных (xi, хг, ...хп)

п

равно 22 .

Отсюда следует, что yate при сравнительно небольшом числе аргументов (например, при п = 10) таблица становится громоздкой (1024 строки), а при п = 20 — практически необозримой.

Переменная булевой функции считается существенной, если значения функции зависят от ее значений, в противном случае переменная считается фиктивной.

Функции fi ц f2 равны, еслы f2 можно получить из fj путем добавления или, удаления фиктивной, переменной.

Из элементарных булевых функций можно ¿троить формулы, которые межно преобразовывать, используя свойства элементарных функций.

Из теории алгебры логики следует, что каждую функцию можно разложить по ее переменным.

В случае разложения функции по всем переменным, получим совершенную дизъюнктивную нормальную форму (ДНФ):

х*.....х„) * V*? ^¡Ь.лх?

Совершенная ДНФ обычно может быть упрощена. Например, совершенная ДНФ для функции, заданной таблицей 3, есть:

хуг V ху/. V хуг V хуг у хуг

В то же время Л(х, у г) может иметь вид:

= хг V хг V ху

или

Б2 = хг V хг у хг

Таблица 3.

X У ъ У, г) X У ъ У- г)

0 1 0 0 1 1 0 0 0

0 0 1 1 1 0 11 1

0 1 0 1 1 1 0 0

0 1 1 0 1 1 1 1

Существуют различные методы синтеза минимальных ДНФ. Один из подходов заключается в предварительном получении сокращенных ДНФ. Миппмальная ДНФ получается

из сокращённой удалением некоторых элементарных конъюнкций.

В большинстве известных методов получения сокращенных ДНФ обычно используются операции:

— склеивания:

хк V хк = к

— поглощения:

к' V к'к" = к'

— неполного склеивания:

хк у хк = хк V хк V к

— обобщенного склеивания:

хк' у хк" = хк' у хк" V к'к"

После построения сокращенной ДНФ, получение минимальной ДНФ тривиально, но требует большого перебора. Для сокращения перебора можно предварительно получить тупиковые ДНФ.

Процесс построения минимальных (кратчайших) ДНФ на основе совершенных ДНФ представлен на рис. 4.

Табличная функция алгебры логики

I

Совершенная ДНФ

I

Сокращенная ДНФ

Тупиковая ДНФ

Тупиковая ДНФ

Тупиковая ДНФ

Тупиковая ДНФ

I

Минимальные (кратчайшие) ДНФ Рис. 4. Схема процесса построения минимальных (кратчайших) ДНФ 26

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СБОРКИ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

Необходимость в этом классе моделей возникает в силу невозможности ввода, обработки и представления в ПЭВМ целостных нормативных документов. Это может возникнуть как по техническим причинам (например, отсутствие сканера с требуемым форматом рабочего поля), так и по профессиональным соображениям (например, при синтезе из фрагментов имеющихся документов новых фрагментов).

Математическая суть проблемы сборки изображения из составляющих его фрагментов заключается в следующем. Каждый фрагмент представлен в собственной системе координат. По отношению к системе координат проектного документа каждый из его фрагментов имеет какие-то смещения и повороты. Если обозначить систему координат какого-то фрагмента через (1ЮУ), а систему координат документа через (ХОУ), то взаимосвязь между ними может быть выражена следующим образом:

x = х° + шуи + улуу

у = у О — и\\т'.' — У\Уи

Для примера рассмотрим частный случай сборки нормативного документа лз четырех фрагментов, па каждом из которых находится хотя бы одна точка нормативного документа.

В этом случае расчетная модель для определения Хо, Уо, \Уи, \Уу представляется следующим матричным уравнением:.

4, 0, 2 ад, ЕУ1 Хо ЕХ1

0, 4, £ VI, Е-ад, Уо ЕУх

* И!, £ VI, Е1Ла + У12, 0 \Уи £адх! + У1У1

£ VI, е -ад, о, 2 ад—ур \Уу ЕУ1Х1-аду1

Втретьей главе представлены результаты экспериментальной проверки АСПДС.

СУБД АСПДС состоит из пяти программных модулей (МАКЕТ, ДОКУМЕНТ, ЗАПРОС, КАТАЛОГ, ИНФОРМАЦИЯ), работающих в автономном режиме и информационно взаимодействующих между собой.

Программный модуль МАКЕТ предназначен для структурирования базы данных.

Программный: модуль ДОКУМЕНТ предназначен для ввода данных в базу.

Программный модуль ЗАПРОС предназначен для ввода многоаспектных запросных характеристик, поиска данных в базе и отображения их в форме документов на экран или бумагу, либо графических изображений на экран ПЭВМ.

Программный модуль КАТАЛОГ предназначен для просмотра, удаления и отображения информации, хранящейся в базе данных.

Программный модуль ИНФОРМАЦИЯ предназначен для получения справок о фактическом состоянии базы.

Совокупность рассмотренных программных модулей объединена управляющей программой, обрабатывающей главное меню, в котором зафиксированы соответствующие команды.

Вазнмодействпе пользователей с меню осуществляется клавишами пульта ПЭВМ.

Функциональная схема СУБД АСПДС представлена на рис. 6.

Структура меню АСПДС представлена на рис. 7.

База данных АСПДС состоит из двух разделов:

— фактографических данных;

— графических данных.

Раздел фактографических данных состоит из четырех разделов:

— база параметрических моделей, содержащая количественные характеристики соответствующей модели (число граф, высоту модели, размеры граф);

— база макетов, содержащая наименования их граф;

— база значений, содержащая фактические данные но хранящимся объектам;

— база рабочих данных, содержащая данные для информационного взаимодействия команд системы.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ

КАТАЛОГ

J. ; ■!•

МАКЕТ I j ДОКУМЕНТ] | ЗАПРОС | |ИНФОРМАЦИЯ}

1 t -

А 1 1 1

БАЗА ДАННЫХ

...----- ,, —

Рис. 6. Функциональная схема СУБД АСПДС.

КАТАЛОГ

МАКЕТ

I

ДОКУМЕНТ] I ЗАПРОС

ОПИСАНИЕ

СОЗДАНИЕ

РЕДАКТОР

MS-DOS

РЕДАКТОР

ПРОСМОТР

ЗАПИСЬ

ЧТЕНИЕ

MS-DOS

ФОРМИРОВАНИЕ

РЕДАКТИРОВАНИЕ

MS-DOS

ЧТЕНИЕ

ДИСКЕТА

ПЕЧАТЬ

УДАЛЕНИЕ

MS-DOS

ИНФОРМАЦИЯ

I

СПРАВКА

MS-DOS

Рис. 7. Структура меню базы данных АСПДС.

Все указанные базы имеют файловую структуру, где принадлежность файлов к тому или иному разделу характеризуется пх расширениями:

*.d — база структурных моделей; *.mt — база параметрических моделей; *.т — база макетов; *.dbf — база значений; *. # — рабочая база.

Таким образом, для объекта под номером 07, значения которого хранятся в трех таблицах, в базе данных содержатся следующие файлы:

TABl.d, TAB2.d, TAB3.d

TABl.mt, ТАВ2.Ш1, TAB3.mt TABl.m, TAB2.m, ТАВЗ.т

TABl.dbf, TAB2.dbf, TAB3.dbf TAB1.07, TAB2.07, TAB3.07

Имена файлов в базе графических данных образуются по следующим правилам:

— идентификатор < = 10 символов;

— первые три символа всегда IZO;

— следующие (<С = 3) символы — любые;

— следующие два символа — . # ;

— следующие два символа — номер объекта.

Для одного объекта может храниться несколько графических изображений.

В базе фактографических данных хранятся документы табличного вида, структура которых может быть иерархической.

В процессе создания документов можно выделить следующие этапы:

— генерация образа (модели) документа;

— редактирование образа (модели) документа;

— редактирование содержания документа. Фактографический и графический разделы базы данных с

одной стороны независимы, т. к. пх наполнение осуществляется автономно, а с другой стороны они теснейшим образом взаимосвязаны, т. к. характеризуют различные стороны одних и тех же объектов.

Эта взаимосвязь может осуществляться в двух режимах:

— режиме просмотра изображений и отбора по нпм характеристик объектов;

— режиме многоаспектного запроса нужных характеристик объектов и просмотра соответствующих изображений объектов.

Наибольшее значение для АСПДС имеет второй режим, где в качестве объектов выступают нормативные документы, в качестве пх характеристик — принадлежность к классификационным группам, а в качестве изображений — файлы с векторными представлениями этих документов.

Вторым структурным элементом АСПДС является фонд нормативных документов, представленный на машинных носителях. По существу ФОНД АСПДС есть не что иное, как СПДС плюс технология изготовления машинных носителей всех входящих в эту систему нормативных документов.

Традиционный процесс тиражирования нормативных документов базируется на типографских технологиях, в которых все большее место занимают настольные издательские комплексы, включающие:

— программно-технические средства ввода, формирования и вывода оригпнал-макетов;

— технические средства копирования орнгппал-макетов, комплектации и выпуска нормативных документов.

В качестве технических средств в этих технологиях используются сканирующие устройства, компьютеры н лазерные принтеры.

В качестве программных средств в них используются системы типа VENTURA (например, Corel VENTURA 4.2), имеющие развитый комплекс функциональных возможностей для макетирования документов. Подобные системы создавались и развивались в основном под влиянием массовой типографской продукции (газет, журналов, рекламных проспектов и пр.).

Еслп исходить из реальной ситуации, когда нормативные документы в строительстве разрабатываются, рассматриваются и представляются на утверждение на бумаге, то основной задачей при их тиражировании с использованием настольных систем является создание соответствующих оригинал-макетов.

Принципиальная сложность проблемы ввода в ПЭВМ нормативных документов заключается в следующем:

— непригодность традиционных текстовых редакторов (например, LOTUS) для ввода чертежей н таблиц;

— непригодность растровых графических редакторов (например, ALDUS) для ввода чертежей;

— трудоемкость векторных графических редакторов (например, AUTOCAD).

Если исходить из необходимости ввода нормативных документов в ПЭВМ, то здесь следует ориентироваться на автома-

тизадию этих работ с привлечением соответствующих сканер-ных технологий, включающих:

— сканирование проектных документов;

— конвертирование растровых изображений в векторные;

— редактирование векторных изображений чертежей, таблиц и текстов.

Ввод нормативной документации в ПЭВМ можно осуществить двумя путями.

Первое направление заключается в использовании графических редакторов типа AUTOCAD, поскольку объектами ввода являются чертежи, таблицы и тексты.

Второе направление заключается в автоматизации физических процессов ввода проектных документов в ПЭВМ соответствующими сканирующими устройствами.

Несмотря на кажущуюся привлекательность ручных сканеров (низкая стоимость, простота эксплуатации, возможность считывания сброшюрованных документов) их использование в проектировании весьма ограничено. Дело в том, что при ручном считывании невозможно добиться равномерной скорости перемещения сканера вдоль вводимой в ПЭВМ полосы изображения. А это означает потерю точности представления проектных документов в ПЭВМ. Совершенно очевидно, что подобное свойство ручных сканеров практически исключает целесообразность их использования в проектировании.

Сканеры-автоматы имеют две различные конструктивные схемы. В первой конструктивной схеме вводимый документ неподвижен, а считывающий элемент перемещается. Во второй схеме считывающий элемент неподвижен, а вводимый документ перемещается.

Процесс сканирования, в общем случае, состоит из следующих операций:

— включение сканера;

— вызов скаперной программы;

— считывание документа;

— идентификация документа;

— запоминание идентифицированного документа (т. е. файла с его бинарным содержанием);

— редактирование машинного представления документа;

— конвертирование бинарного файла в один из растровых форматов;

— запоминание растрового файла;

— считывание очередного документа и выполнение рассмотренных выше операций;

— выключение сканера.

Необходимость преобразования растровых форматов в векторные следует из трех обстоятельств.

Во-первых, векторные файлы всегда меньше растровых, т. к. в них множество точек, принадлежащих распознаваемым геометрическим объектам (например, прямым линиям) заменяются парой граничных точек.

Во-вторых, векторные отображения подчиняются всем законам преобразования геометрических объектов в эвклидовом пространстве, тогда как для растровых отображений этих же образов такие операции, как поворот н деформация в общем случае не определены.

В третьих, если введенный в ПЭВМ документ будет в дальнейшем использоваться без внесения в него изменений, то особой нужды в векторизации нет.

Основу процессов векторизации составляют процедуры распознавания образов, суть которых заключается в идентификации некоторого множества точек одним из фиксированных геометрических образов (прямой, дуги, окружности, прямоугольника и пр.).

Качество процессов векторизации оиределяется двумя характеристиками:

— метрической точностью представления исходного графического образа в векторном файле;

— размерностью векторного файла.

Совершенно очевидно, что эти две характеристики находятся в обратной зависимости.

Например, взаимно однозначным соответствием обладают растровое изображение и его исходный образ. При этом предполагается, что ошибка размером в одни пиксель для исходного образа несущественна.

Если использовать метод распознавания растровых точек и процедуру их перевода в векторное пространство, то векторный образ совпадет с растровым, который, в свою очередь, совпадет с псходпым образом. Здесь достигается наивысшая точность, которой соответствует наибольшая размерность векторного файла, совпадающая с размерностью растрового файла.

Если же использовать более сложные процедуры распознавания, то размерность векторного файла будет сокращаться, тогда как точность векторизации будет ухудшаться.

Например, множество точек, составляющих одну толстую линию, в процессе векторизации может превратиться в отрезок, проходящий по центру толстой линии. Здесь явно происходит

Снижение размерности п ухудшение качества изображения, т: к. толстая линия не распознана.

Таким образом, процесс векторизации теснейшим образом связан с процессом оптимизации, суть которого сводится к подбору таких параметров, которые, не нарушая качества изображения, обеспечивают минимизацию размеров векторных файлов.

В программе «БИСКАН» реализованы различные режимы оптимизации.

Режим «мягкой оптимизации» заключается в том, что потеря качества изображения запрещена. При этом снижение размерности векторного файла происходит только за счет учета толщин линий.

Режим «жесткой оптимизации» заключается в том, что допустимый уровень потери качества пользователь определяет эмпирически, задаваясь несколькими вариантами значений параметров оптимизации. Каждому из этих вариантов соответствует свой размер векторного файла.

Получением векторных представлений фактически завершается основная часть работы по переносу готовых нормативных документов на машинные носители.

Однако в тех случаях, когда нормативные документы разрабатываются с использованием современных возможностей компьютерных технологий, возникает необходимость в использовании еще нескольких программных компонентов сканер-пых технологий.

Сюда следует прежде всего отнести систему «СКАНДИ», предназначенную для сборки проектных документов из нескольких фрагментов.

Например, в процессе разработки какого-то докумепта возникла необходимость включения в него фрагмента соответствующего чертежа.

В этом случае вначале получаются соответствующие векторные файлы всех фрагментов, которые затем собираются в единое изображение.

Выполнение «на глазок» этих операций средствами векторных графических редакторов (например, системы AUTOCAD) не обеспечивает требуемого качества сборки. Для решения этих задач и возникает необходимость в использовании системы «СКАНДИ».

В системе «СКАНДИ» имеется несколько режимов сборки фрагментов: от «ручного» перемещения и подкрутки фрагментов — до «автоматного» определения поворотов н привязок

автономных Систем кобрдйнат фрйгментов к еиСтбмб коорДй-нат документа.

Редактирование нормативных документов осуществляет проблемно-ориентированными графическими редакторами Типа АВТОКАД.

Использование систем типа АВТОКАД при разработке нормативных документов возможно, но не эффективно в силу их многофункциональности и повышенной сложности. Более целесообразно использовать специализированные программные средства, ориентированные на редактирование графических, текстовых и табличных фрагментов нормативных документов.

Редактирование графических фрагментов, включаемых в состав разрабатываемых нормативных документов, целесообразно производить с использованием рассмотренных выше систем «БИСКАН» и «СКАНДИ». Редактирование табличных фрагментов документов (спецификаций, ведомостей и пр.) не может быть осуществлено стандартными графическими редакторами. Дело в том, что табличный документ есть смесь графического образа с символьными строками. Здесь необходимо использовать специализированный табличный редактор 8СА1\ГТАВ.

В данном табличном редакторе имеется база векторных моделей всех символов, представленных на пульте ПЭВМ. Более того, таких баз может быть столько, сколько стилей в изображениях символов необходимо иметь.

Используя подобный редактор, оператор выбирает требуемый символ, который разыскивается в базе, высвечивается на экране и заносится в результирующий файл в соответствующем векторном формате.

При выпуске нормативных документов возникает задача внесения в них изменений. Решение этой задачи может быть произведено с использованием стандартных графических редакторов. Но, при этом, в соответствующих файлах получаются разноформатные данные. Кроме этого, символы подосновы по стилю их паписания могут существенно отличаться от редактируемых символов, что при подготовке оригинал-макетов недопустимо. Для решения данной задачи может быть использовал специализированный редактор БСА^ШВ.

По своим функциям; структуре и средствам он очень похож на БСАМТАВ. И если для табличного редактора в основе редактирования использовались операции вписывания символьных строк в графы таблиц, то для символьного редактора в основном используются операции свободного размещения

символов с впутримашпнным определением их привязок ё строках и межстроковых расстояний.

Кроме рассмотренных выше программных средств в работе рассмотрен комплекс автоматизированных систем разработки рабочих чертежей марок ЛР, КЖ, КЖИ и КМ, базирующихся на АСГ1ДС.

В четвертой главе представлены методические основы расчета экономической эффективности АСПДС, включающие:

— расчет эффективности автоматизированных технологий на стадии разработки АСПДС;

— расчет эффективности автоматизированных технологий на стадии использования АСПДС;

— расчет объема машинных носителей АСПДС;

— расчет себестоимости компьютерного тиражирования АСПДС.

Представленные в работе методики аппробированы и используются при технико-экономических обоснованиях автоматизированных технологий проектирования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Основным результатом исследований в области содержания и форм представления проектной документации является «СИСТЕМА ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА» (СПДС), определившая комплекс нормативных организационно-методических документов, устанавливающих унифицированные требования к разработке, учету, хранению и применению проектной документации для строительства объектов различного функционального назначения.

2. Основным результатом анализа действующей нормативно-правовой базы в строительстве явилось выявление современных тенденций, послуживших основой для развития и совершенствования соответствующей нормативно-методической документации, регулирующей процессы подготовки и проведения предпроектных и нроектно-изыскательских работ в новых экономпко-правовых условиях.

3. Комплекс государственных стандартов СПДС, регламентирующих состав, содержание и оформление проектной, планировочной н изыскательской документации, нашел широкое применение в традиционном проектировании п системах автоматизированного проектирования объектов капитального

строительства (САПР-ОС), в качестве одного из компонентов методического обеспечения процессов документирования.

А. Современный этап развития нормативно-информационного обеспечения проектирования базируется на безбумажной информатике и применении комплекса новейших технических средств; он призван обеспечить создание автоматизированной системы проектной документации (АСПДС), иптегрированной с САПР по всем видам обеспечений (методическому, техническому, информационному, технологическому п организационному).

5. Автоматизированная система проектной документации в строительстве призвана обеспечить решение трех основпых задач:

— автоматизированную разработку нормативно-методической документации;

— автоматизированное обеспечение нормативно-методической документацией проектных, изыскательских и проектно-строительпых организаций;

— автоматизированное применение нормативпо-методиче-скцх документов в проектио-изыскательской деятельности.

6. Автоматизированная разработка норматпвно-методиче-скои документации должна базироваться на скаперной, компьютерной п лазерной технологиях, комплексно обеспечивающих необходимые процедуры прохождения документов (рассмотрения, согласования, корректировки и утверждения).

7. Автоматизированное обеспечение проектпо-пзыскатель-ских и проектпо-строптельных организаций нормативными органпзациоппо-методпческимп документами АСПДС должно базироваться па средствах межкомпыотерной связи, обеспечивающих возможность оператпвпой передачи соответствующих утверждеппых документов по каналам связи.

8. Автоматизированное применение нормативных оргапиза-ционно-методпческих документов АСПДС должно базироваться на современных средствах их хранения и поиска, обеспечивающих высокое качество используемой информации. Такими свойствами обладают реляционные базы дапных и современные системы управления ими.

9. В условиях автоматизированного проектирования особую актуальность приобретает проблема соответствия алгоритмов и баз данных используемых программ действующим нормативным требованиям, решение которой становится возможным только в случае включения в структуру базы данных АСПДС раздела «Федеральный фонд программных средств САПР».

10. Разработчики проектной документации и разработчики программных средств САПР являются основными потребителями базы данных АСПДС, хранящей содержательные характеристики для поисковых запросов на требуемые документы и файлы с содержанием соответствующих нормативных документов (государственных стандартов) и программных средств.

11. Основными направлениями развития АСПДС являются:

— создание комплекса технологических процессов на всех стадиях «жизненного цикла»;

— создание региональных центров для оперативного обеспечения потребностей в нормативной организационно-методической документации;

— дальнейшая интеграция СПДС и САПР.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО И ВНЕДРЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Комплекс государственных стандартов СПДС.

2. Комплекс программных средств систем автоматизации проектирован;:«, нк.чючеппых в Федеральный фонд.

3. Абарыков В. II., «Система проектной документации для строительства». Реф. ппф. Госстроя СССР, 1977 г., вып. 4, с. 6—13, Серпя XIII. М., ЦИНИС, 1977.

4. Абарыков В. П. «Унифицированные гтрашгла выполнения строительных рабочих чертежей. Реф. ииф. ВНИИЭСМ, вып. 5, 1975.

5. Абарыков В. П., Ковшова Г. А., Згозпн С. И. «Совершенствование системы проектной документации для строительства». Методические рекомендации. М., ДНИИироект, 1987.

6. Абарыков В. П., Ковшова Г. А. Волох В. Я., Голик И. М. «Совершенствование системы проектной документации для строительства». М., ЦНИИпроект, 1988 с. 33.

7. Абарыков В. П., Ковшова Г. А., Згозип С. И. «Совершенствование системы проектной документации для строительства. Сборник вопросов л ответов». М., АСПОпроект, 1991, с. 61.

8. Абарыков В. П. «Оновы изменений нормативных документов в проектировании и строительстве при переходе на рыночные отношения». Материалы семинара при ЦРДЗ. М., 1992.

9. Абарыков В. П. Материалы семинара «Новые принципы организации и методологии проектирования в Российском строительном комплексе». М., Общ-во «Знание» РСФСР, 1992.

10. Абарыков В. П. Материалы семинара «Роль нормативных документов в проектировании и строительстве при переходе на рыночные отношения (с учетом новых требований стандартов СПДС)». С.-Петербург, АСПОпроект, 1991.

11. Абарыков В. П., Загальская Л. М., Ковшова Г. А. «Стандартизация состава и оформления проектной документации — резерв повышения качества строительства». Л., ЛДНТП, 1986, с. 24.

12. Абарыков В. П. «Проектно-изыскательский комплекс России: состояние и прогноз функционирования». Ж-л «Проект» № 1. М., 1994, с. 2—4.

13. Абарыков В. П. «Законодательные особенности проектной документации», ж-л «Проект», № 5—6, 1993, с. 217—219.

14. Абарыков В. П., Юдович Б. В. «Базовые цены па проектные работы», ж-л «Проект», № 3, 1994, с. 2—3.

15. Рогов 10. А., Родендорф 10. К., Абарыков В. П., Богод Б. Н. «Структурное графическое проектирование», ж-л «Проект», № 2, 1994, с. 8—11.

Заказ 1988 Объем 1,25 п. л. Тираж 100 экз.

Набрано и отпечатано в типографии ГП «Информрекламнздат»