Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５３３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ．２０１３ 现代矿业 ＭＯＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５３３期 ２０１３年９月第９期 基于ＡｕｔｏＣＡＤ自动化处理巷道平面图交叉部分的实现 秦 凯 刘新洋 刘 丹 董 雪。 （１．辽宁工程技术大学矿业学院；２．辽宁工程技术大学理学院；３．辽宁工程技术大学环境学院） 摘要ＡｕｔｏＣＡＤ绘图软件目前广泛应用于众多领域，而在复杂的ＣＡＤ问题或专业的绘图设 计中，ＡｕｔｏＣＡＤ的基本功能难以满足人们的绘图要求，需要根据特定的用途进行软件定制和二次开 发。针对煤矿巷道平面图中巷道空间关系使用手工处理方法很难实现且工作量较大的问题，开发 出一套自动处理巷道空间关系的软件，极大的提高了矿山绘图的工作效率和技术水平，减轻了工作 量，同时也有利于计算机辅助设计的发展。 关键词巷道空间关系ＣＡＤ二次开发曲线打断 Ｔｈｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｏｓｓ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｗａｙ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡｕｔｏＣＡＤ Ｄｒａｗｉｎｇ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｑｉｎ Ｋａｉ Ｌｉｕ ＸｉｎＹａｎｇ Ｌｉｕ Ｄａｎ Ｄｏｎｇ Ｘｕｅ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｎｅｓ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ＡｕｔｏＣＡＤ ｄｒａｗｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉＳ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍａｎｙ ｆｉｅｌｄｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ．ｉｔ ｉＳ ＳＯ ｄｉ侬ｃｕｌｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡｕｔｏＣＡＤ ｄｒａｗｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｒａｗｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｔｕ— ａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ＣＡＤ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ ｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｗｏｒｋｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋ，ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｔｕｎｎｅｌ ｐｌａｎ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｎｏｔ ｅａｓｉｌｙ ｂｙ ｍａｎｕａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ ｗｏｒｋｌｏａｄ ｉｓ ＳＯ ｈｕｇｅ．Ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ，ａ ｓｅｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｏｆｔ－ ｗａｒｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｇａｉｎ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｏｆ ｒｏａｄｗａｙ．Ｓｏｍｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ， ｔｈｅ ｎｅｗｌｙ ｄｅｓｉｇｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｇｏｏｆ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｄｒａｗｉｎｇ ｗｏｒｋｅｒｓ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｌｓｏ ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ—ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏａｄｗａｙ，Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＣＡＤ，Ｃｕｒｖｅ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ 在采用ＡｕｔｏＣＡＤ绘制巷道平面施工图时，必须 在平面图纸上表示出各个巷道相互间的空间关系， １ ＡｕｔｏＣＡＤ的二次开发 当前ＡｕｔｏＣＡＤ的二次开发工具主要有：Ｖｉｓｕａｌ－ Ｌｉｓｐ、ＶＢＡ、ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ和．ＮＥＴ ＡＰＩ等。其中，Ｖｉｓｕ— 正确地表达出巷道轮廓线的遮挡关系，该功能的实 现要求能恰当的消去巷道遮挡部分的轮廓线。在过 去矿井平面图制作中只能采取手工的方法，，绘图工 作量大，工作效率低下 ｊ。 为此，采用ＣＡＤ二次开发技术、数据库技术、 ＣＡＤ图元构造理论和图元属性表述方法，基于．ＮＥＴ 和托管ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ的ＣＡＤ开发技术，以面向对象的 ｃ＃．ＮＥＴ为平台开发出了一套具有快速处理巷道空 间关系、消除遮挡轮廓线功能的矿山信息处理系统， 并在伊泰集团酸刺沟煤矿巷道施工设计中得到应 用，取得了较为显著的效果。 秦４７号。 ｌａＬｉｓｐ与ＶＢＡ较为简单，特别是ＶＢＡ，使用方便且 开发速度较快，但其功能相比ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ存在不足， 尤其是面向对象的功能支持不好。而ＯｂｊｅｃｔＡＲＸ基 于ＶＣ平台，在Ｃ＋＋的支持下，其功能非常强大，可 以很好地运用各种面向对象技术，但其缺点是开发 速度较慢，同时对开发人员的能力要求较高。Ｏｂ－ ｊｅｃｔＡＲＸ使用ｃ龉言时，不但融合了ＶＢＡ开发速度 快、语言相对简单的特点，还结合了Ｃ＋＋面向对象 的许多优点，可以说ｃ＃是最为适合做ＣＡＤ开发的 语言。基于．ＮＥＴ平台对ＡｕｔｏＣＡＤ进行二次开发， 凯（１９９１一），男，在校学生，１２３０００辽宁省阜新市中华路 可充分利用．ＮＥＴ的各种优势，在保证功能强大的 前提下大大提高开发速度 引。 ２４ 秦凯刘新洋等：基于ＡｕｔｏＣＡＤ自动化处理巷道平面图交叉部分的实现 ２０１３年９月第９期 ２ 自动化处理巷道交叉点 ２．１巷道平面图的初步绘制 由于制图所依托的平台是ＡｕｔｏＣＡＤ，巷道绘制 所需要的数据是巷道两帮多段线节点坐标值。在对 数据库中钻孔数据和巷道数据处理的基础上，获得 巷道两帮相应坐标值，利用软件将巷道平面图初步 绘制在ＣＡＤ模型空间内。巷道两帮用ＰｏｌｙＬｉｎｅ图 元表示，图元含有扩展数据，包含巷道ＩＤ、巷道顶底 板高程和拐弯处位置坐标等，限于篇幅，作者在此不 再赘述 。 ２．２巷道交叉点分析 巷道平面图初步绘制之后，由于巷道拐弯处数 据存在共甩隋况，图中巷道两帮交叉现象不可避免。 通过对酸刺沟煤矿巷道布置平面图研究，总结出巷 道交叉关系有以下３种。酸制沟煤矿巷道布置平面 见图１。 ａ／ 副斜井…煤 风大巷 … … ＼ ｌ ６Ｊ２煤东翼胶带机大巷 ｂ＼ ６ｔ：煤辅运大巷 ／ ＼ 图１酸刺沟煤矿巷道布置平面图（局部） ２．２．１巷道“十”宇型、类“十”字型交叉 区段回风平巷与副斜井、６上煤东翼胶带机大 巷、６上煤辅运大巷等的相交形式称为“十”字型或 类“十”字型交叉，如图１中ｂ点所示。 ２．２．２巷道“Ｔ”字型交叉 ６上煤回风大巷与区段回风平巷、副斜井与６ 上煤东翼胶带机大巷等的相交形式，称为“Ｔ”字型 交叉。如图１中ａ点所示。 ２．２．３巷道“ｚ”字型相交 在区段回风平巷与区段运输平巷之间，联络巷 分别与两巷道相交，形状类似“ｚ”字，称之为“ｚ”字 型相交。如图２所示。 区 区 段 段 回 运 风 输 皿 皿 巷 巷 图２ 区段运输平巷、回风平巷与联络巷相交关系 ２．３自动化处理 ２．３．１ 巷道交点高程值求解分析 巷道两帮由图元Ｐｏｌｙｌｉｎｅ绘制，图元中的扩展 数据值含有巷道拐弯处高程信息。两巷道相交边帮 的Ｐｏｌｙｌｉｎｅ通过拐弯处高程线性插值可分别得出交 叉点高程值。通过比较两高程值之差与巷道之间的 合理距离，判断交叉巷道之间的空间关系。若两高 程值之差大于或等于合理巷道间距离，认为两巷道 之间不相通；反之，则认为两巷道相通。求解方法见 图３ 图３巷道相交点高程值求解示意 拐弯处Ａ（ ，Ｙ ）高程ｈ ，拐弯处Ｂ（ ，Ｙ：）高程 ｈ，交点Ｃ（ ，Ｙ ），则 ， （１） Ｙｌ——Ｙ２ 同理可得其他交点高程值。 ２．３．２自动化处理的代码实现 （１）获得交点两侧距交点 最近的两拐弯处值 ｐｏｉｎｔ 和ｐｏｉｎｔ…，以助于准确计算交点高程值。第 一步，处理交点处于多段线起点位置，这时返回 ｐｏｉｎｔ。和第ｐｏｉｎｔ ；第二步，处理交点处于多段线终 点位置，返回ｐｏｉｎｔ 和ｐｏｉｎｔ ；第三步，从拐弯处０ 开始遍历多段线上所有拐弯处寻找ｐｏｉｎｔ 和ｐｏｉｎ— ｔ…，使得满足条件： ｐｔ ｐｏｉｎｔ ＋ｐｔ ｐｏｉｎｔ ＋１ ｐｏｉｎｔ ｐｏｉｎｔ ＋１ 找到距离交点 最近的两个拐弯处ｐｏｉｎｔ 和ｐｏｉｎ— ｔ ＋１ ｏ （２）读取拐弯处高程，计算交点高程。 （３）遍历图中所有巷道，获得存在交点的巷道， 将交点高程存人数组，以备后续处理。为了更好的 存取高程值，可以新建一个类。 ｐｕｂｌｉｃ ｃｌａｓｓ Ｐｏｉｎｔ—ＱＫ｛ ｐｕｂｌｉｃ Ｐｏｉｎｔ—ＱＫ（ｄｏｕｂｌｅ ｄｉｓ，Ｐｏｉｎｔ３ ｄ ｐｔ，ｄｏｕｂｌｅ ｈｅｉｇｈｔｌ，ｄｏｕｂｌｅ ｈｅｉｇｈｔ２，ｉｎｔ ｉｄ，Ｐｏｌｙｌｉｎｅ ｐ１）｛ ＿ｐｔ＝ｐｔ； 一ｈｅｉｇｈｔ１＝ｈｅｉｇｈｔｌ： 一ｈｅｉｇｈｔ２＝ｈｅｉｇｈｔ２； ２５ 总第５３３期 ｉｄ＝ｉｄ： ｐｌ＝ｐｌ； 一一现代矿业 １］．一ｐｔ，Ｓ ２０１３年９月第９期 一ａｍｅｌＤｐｔｓ［ｊ］．＿ｐｔ，ｏｕｔ ｎｅｗＰｏｌｙＬｉｎｅ）； ｓａｍｅｌＤｐｔｓ［ｊ］．一ｐｌ＝ｎｅｗＰｏｌｙｌｉｎｅ； ｄｉｓ＝ｄｉｓ： ｝ ｐｒｉ‘ｖａｔｅ Ｐｏｌｙｌｉｎｅ—｝ ｐｌ；／／此多段线 ｐｔ＝ｎｅｗ Ｐｏｉｎｔ３ｄ（）；／／存放交点 ｔ 其中ｐｕｂｌｉｃ ｖｏｉｄ ＢｒｅａｋＢｙＴｗｏＰｏｉｎｔｓ（Ｃｕｒｖｅ ｍｙＣｕｒｖｅ， Ｐｏｉｎｔ３ｄ ｐｔｌ，Ｐｏｉｎｔ３ｄ ｐｔ２，ｏｕｔ Ｃｕｒｖｅ ｍｙＣｕｒｖｅＮｅｗ） ｐｒｉ‘ｖａｔｅ Ｐｏｉｎｔ３ｄ—ｐｒｉ‘ｖａｔｅ ｄｏｕｂｌｅ—ｈｅｉｇｈｔｌ；／／存放此多段线交点处高程 —ｐｒｉ’ｖａｔｅ ｄｏｕｂｌｅｈｅｉｇｈｔ２；／／存放彼多段线交点处高程 ｛ ｐｒｉ’ｖａｔｅ ｉｎｔ—ｉｄ；／／存放巷道ＩＤ ｐｒｉ’ｖａｔｅ ｄｏｕｂｌｅ—ｄｉｓ；／／巷道之间的最短距离 ｝ 然后建立一个数组，存放交点值。 Ｌｉｓｔ＜Ｐｏｉｎｔ＿ＱＫ＞ｐｔｓ＝ｎｅｗ Ｌｉｓｔ＜Ｐｏｉｎｔ＿ＱＫ＞（）； ｆｏｒｅａｃｈ（Ｏｂｊｅｃｔｌｄ ｉｄ ｉｎ ｉｄｓ）／／ｉｄｓ中存放所有巷道ＩＤ ｛ ｐｔｓ．Ａｄｄ（ｐｔ）；／／交点及其相关高程信息存放于 数组中 ｝ （４）处理数组ｐｔｓ。首先，根据巷道ＩＤ取出相同 ＩＤ的巷道至新数组中，确保相同巷道处于同一数 组； ｆ０ｒ（ｉｎｔ ｉ＝０；ｉ＜ｐｔｓ．Ｃｏｕｎｔ；ｉ＋＋）｛ Ｐｏｉｎｔ—ＱＫ ｐｔ＝ｐｔｓ［０］； ｉｆ（ｐｔｓ［ｉ］．一ｉｄ＝＝ｐｔ．一ｉｄ）｛ ｓａｍｅｌＤｐｔｓ．Ａｄｄ（ｐｔｓ［ｉ］）；／／将相同巷道ＩＤ的交点存 放至ｓａｍｅｌＤｐｔｓ中 ｝ ｅｌｓｅ｛ ｓａｍｅｌＤｐｔｓ．Ａｄｄ（ｐｔ）； ｐｔ＝ｐｔｓ［ｉ］； ｉ ｝ 然后，在相同巷道的不同交点中根据交点距Ｐｏｌｙ— Ｌｉｎｅ起点距离排序；最后，遍历这些数组，根据 中 记录的高程值一ｈｅｉｇｈｔｌ、一ｈｅｉｇｈｔ２和合理巷道之间距 离一ｄｉｓ进行打断处理。 ｆｏｒ（ｉｎｔ ｊ＝０；ｊ＜ｓａｍｅＩＤｐｔｓ．Ｃｏｕｎｔ；ｊ＋十）／／遍历 巷道交点，进行打断处理 ｛ ＰｏｌｙＬｉｎｅ ｎｅｗＰｏｌｙＬｉｎｅ； ｉｆ（！ｓａｍｅＩＤｐｔｓ［ｊ］．＿ｐ１．ＩｓＥｒａｓｅｄ）｛ ＢｒｅａｋＢｙＴｗｏＰｏｉｎｔｓ（ｓａｍｅＩＤｐｔｓ［ｊ］．一ｐｌ，ｓａｍｅＩＤｐｔｓ［Ｊ＋ ２６ ｝ 将原曲线删除，用多段间断的曲线来替代原曲 线，从而达到打断效果。由于篇幅有限，笔者不具体 写出代码。 ３效果检验 ３．１ ３种交叉自动擦除的实现 在程序运行完成后，得到处理后的图形。自动 化处理的目的是将原来只能采用手工方法擦除相交 部分实现自动擦除。对比原来无法自动擦除的绘图 结果，使用本文提出的自动化处理方法实现的结果 如图４、图５所示。 图４“Ｚ”字型处理后效果 图５酸刺沟煤矿巷道布置平面图处理后效果（局部） 对比处理前图１、图２和处理后图４、图５可看 出：相交处均已正确擦除，程序处理结果完全符合实 际情况，未出现不正确擦除情况，达到了正确、自动 化处理巷道平面图交叉处自动擦除的目的 。 ３．２在煤矿现场绘图中的应用和检验 为了更加详尽的考察自动化处理方法的可靠性 和优越性，以伊泰集团酸刺沟煤矿巷道施工图处理 为例，对比该矿巷道施工原图与自动化处理后的图， 结合绘图过程看出：自动化处理所需要的时间与原 来绘制原图不做擦除的过程所用时间基本一样，与 手工擦除处理相比较，时间减少了（下转第３７页） 王永峰：矿井通风机安全稳定运行的可变模糊理论分析 Ｂ１ｄ、Ｒ ６ ６ ５ ４ ４ ３ ３ ２ １ ｌ ６ ０ ４ ８ ２ ６ Ｏ ４ ８ ２ ６ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０ ０ Ｏ ０ ０ Ｏ Ｏ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ２０１３年９月第９期 表１ 主要通风机安全稳定性评价参数 １０９ １３０ ｌ６０ １９０ ２２０ ２５０ ２８０ ３ｌＯ ３４０ ３７０ ４ＵｌＪ 风量／（ｍ。／ｓ） 图２ ＦＢＣＤＺＮｏ．３２主要通风机性能曲线 表２ 主要通风机极限状态安全稳定性分析 采用标准风机特性曲线校正方法，由当前运行 工况，根据式（８）计算出实际曲线与标准曲线的压 力差△日＝５６４．６４ Ｐａ，因此，校正后的０。风压特性 曲线方程为 ＝一０．６８８Ｑ ＋２９２．８Ｑ一２６ ４７２，２０１１ 年矿井主要通风机系统检测检验，得出的风压特性 曲线方程为Ｈｊ＝一０．６４６Ｑ ＋２７１．１ｑ一２３ ５９５。 ４ 结论 令Ｈｗ＝１ ｉ一Ⅳ ｉ ｌ，贝０月１ｗ＝ｌ～０．０４２Ｑ ＋２１．７ Ｑ一２ ８７７ Ｉ，其最小值为ｑ：２５８．３３ ｍ ／ｓ，Ｈｗ＝ ７４．０８ Ｐａ，相对误差为２．２％，风机效率为６５％时的 风量为２８３ ｍ ／ｓ，Ｈ ＝９９．６４ Ｐａ，相对误差为７．２％， （１）根据矿井主要通风机比律定律，提出了数 学平移方法处理标准风机特性曲线或实测风机特性 曲线。 （２）建立了矿井主要通风机安全稳定运行的因 在风机允许的运行范围内，平移计算结果与风机性 能实测结果的相对误差不大于１０％。 采用可变模糊理论对当前风机的运行情况进行 安全稳定性分析，各评价因素的取值、范围、权重及 计算的相对隶属度值见表１。 由式（８）～式（１３）计算出纳林河２ 矿井目前主 要通风机的安全稳定性评价结果为２．４２３。在当前 素指标体系，提出了基于可变模糊理论的矿井通风 机安全稳定性评价方法。 （３）通过实例分析可知，在矿井建设阶段，矿井 调风量频繁，采用该方法可较好地评价矿井通风系 统的安全稳定性。 参考文献 叶片角度下，若噪声和振动速度不变时，风机所能达 到的最优和最差工况及其安全稳定性评价结果见表 ２。对比可知，当前主要通风机运行安全稳定。 （上接第２６页）９７％以上，工作效率大大提高，对比 两图最终达到的效果是一致的。 ［１］ 张国枢．通风安全学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２００７． ［２］ 陈守煜．模糊分析设计优选理论与模型［Ｊ］．系统工程，１９９０，８ （６）：５５＿６１． （收稿日期２０１３－０５—１０） 参考文献 ４ 总 结 巷道平面图交叉点自动处理的新方法与传统方 法比较，有很强的优越性：①处理过程简单、方便，绘 制人员只需输入简单命令，即可完成图形处理；②整 个处理过程迅速，耗时短；③自动化的实现大大降低 ［１］ 祁秀芹．矿山巷道平面图隐藏线消除算法［Ｊ］．山东煤炭科技， ２００３（１）：３８－３９． ［２］ 曾洪飞．ＡｕｔｏＣＡＤ ＶＢＡ＆ＶＢ．ＮＥＴ开发基础与实例教程［Ｍ］． 北京：中国电力出版社，２００８． ［３］ 李冠亿．深入浅出ＡｕｔｏＣＡＤ．ＮＥＴ二次开发［Ｍ］．北京：中国建 筑工业出版社．２０１２． 了手动修饰过程中的漏删、误删等错误操作，能够准 确处理巷道交叉关系；④操作简单、处理快捷、结果 准确。但解决方案程序算法还不够完善，存在代码 繁琐的缺点，有待进一步改进。 ［４］ 林在康．采矿ＣＡＤ软件包体系模型［Ｊ］．中国矿业大学学报， ２０００，２９（１）：６７＿６９． ［５］杜计平．采矿学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２００９． （收稿日期２０１３－０５—１５） ３７
