Основы автоматизированного проектирования автомобильных дорог на примере Robur

Е. В. ВЕЮКОВ

ОСНОВЫ 

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ 

НА ПРИМЕРЕ ROBUR

Учебное пособие

Йошкар-Ола

ПГТУ
2022

УДК 004.9:625.7/.8(075.8)
ББК  32.973.2:39.311я73

В 26

Рецензенты:
доктор педагогических наук, профессор кафедры дорожно-строительных 
машин Казанского государственного архитектурно-строительного университета 
М. Х. Гатиятуллин;
кандидат технических наук, эксперт АУ РМЭ «Управление государственной 
экспертизы проектной документации результатов инженерных 
изысканий» Л. Г. Очеева

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ

Веюков, Е. В.

В 26     Основы автоматизированного проектирования автомобильных 

дорог на примере Robur: учебное пособие / Е. В. Веюков. – Йош-
кар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 
2022. – 142 с.
ISBN 978-5-8158-2300-6

В учебном пособии представлены функции программы «Топоматик 

Robur – Автомобильная дорога», предназначенные для проектирования автомобильных 
дорог. Дано описание процедур обработки цифровых моделей 
местности, проектирования плана трассы, продольного и поперечных
профилей, подсчета объемов работ по возведению земляного полотна и 
устройству дорожной одежды.

Пособие подготовлено в соответствии с учебной программой дисциплины «
Основы автоматизированного проектирования автомобильных дорог» 
и предназначено для студентов направления 08.03.01 «Строительство» 
профиля «Автомобильные дороги» очной и заочной форм обучения. 
Может быть полезно также магистрантам и инженерам, использующим 
методы и средства автоматизированного проектирования автомобильных 
дорог в своей работе.

УДК 004.9:625.7/.8(075.8)

ББК  32.973.2:39.311я73

ISBN 978-5-8158-2300-6
© Веюков Е. В., 2022
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ................................................................................... 5

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .................................................................. 7

1. ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМУ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 
ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ................. 8

1.1. Система автоматизированного проектирования дорог, 
её свойства и базовые принципы .................................................... 9
1.2. Средства обеспечения автоматизированного 
проектирования .............................................................................. 11
1.3. Технология проектирования дорог 
с использованием САПР................................................................ 14
1.4. Преимущества использования САПР по сравнению 
с традиционным проектированием............................................... 15
1.5. Обзор современных программных комплексов 
для автоматизированного проектирования дорог ....................... 17
Контрольные вопросы ................................................................... 23

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ ТОПОМАТИК 
ROBUR – АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ................................... 24

Контрольные вопросы ................................................................... 28

3. ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ МЕСТНОСТИ.................................... 29

3.1. Виды инженерных изысканий автомобильных дорог ......... 29
3.2. Создание и редактирование моделей..................................... 32
3.3. Создание и редактирование точек ......................................... 33
3.5. Создание и редактирование структурных линий ................. 36
3.6. Создание и редактирование поверхности ............................. 42
3.7. Оформление топографического плана .................................. 44
Контрольные вопросы ................................................................... 53

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ТРАССЫ................................ 54

4.1. Основные принципы трассирования ..................................... 54
4.2. Способы построения и редактирования плана трассы......... 57
Контрольные вопросы ................................................................... 66

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ............ 67

5.1. Определение контрольных и руководящих отметок 
проектной линии продольного профиля ...................................... 67
5.2. Требования к положению проектной линии 
продольного профиля..................................................................... 71
5.3. Создание черного профиля..................................................... 73
5.4. Редактирование черного профиля.......................................... 75
5.5. Проектирование продольного профиля................................. 79
Контрольные вопросы ................................................................... 95

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ........... 96

6.1. Элементы земляного полотна................................................. 96
6.2. Создание и редактирование черных поперечников ............. 99
6.3. Проектирование верха конструкции 
поперечного профиля................................................................... 106
6.4. Проектирование откосов....................................................... 120
6.5. Проектирование кюветов...................................................... 128
6.6. Укрепление кюветов ............................................................. 131
6.7. Укрепление обочин............................................................... 135
6.8. Учет существующей конструкции....................................... 136
6.9. Расчет объемов основных работ .......................................... 137
Контрольные вопросы ................................................................. 139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................. 140

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................ 141

ПРЕДИСЛОВИЕ

Целью данного учебного пособия является оказание практической 

помощи студентам в приобретении навыков и компетенций в области 
автоматизированного проектирования автомобильных дорог с применением 
программы Топоматик – Robur.

Процессы проектирования транспортных сооружений характеризуются 
постоянным усложнением решаемых задач, значительным 
увеличением объемов научной и технической информации, которую 
необходимо учитывать при принятии инженерных решений.

При проектировании автомобильных дорог необходимо учитывать 
комплекс требований, среди которых важнейшими являются: 

•
обеспечение оптимального транспортного обслуживания экономических 
и социальных потребностей региона; 

•
повышение эффективности работы автомобильного транспорта, 
обеспечение удобства и безопасности движения; 

•
охрана окружающей среды; 

•
экономия денежных и материальных ресурсов при строительстве 
и эксплуатации дорог. 

Поиск проектного решения, в наибольшей степени отвечающего 

этим требованиям, является достаточно сложной задачей и связан с 
большими затратами труда высококвалифицированных инженеров-
проектировщиков.

Одно из направлений повышения обоснованности и качества проектных 
решений при одновременном сокращении трудоемкости и 
сроков выполнения проектных работ – использование ЭВМ. Опыт 
применения систем автоматизированного проектирования показывает 
их высокую эффективность не только с точки зрения сокращения 
сроков проектирования, но и (что самое важное!) с точки зрения повышения 
качества и обоснованности проектных решений.

Современный этап развития систем автоматизированного проектирования 
автомобильных дорог связан с использованием персональных 
компьютеров и наличием прикладного программного обеспечения, 
с которым работает непосредственно инженер-проектировщик. 
Требования к уровню знаний и квалификации выпускников 
высших учебных заведений постоянно возрастают. Весомый вклад 

в подготовку инженеров-дорожников широкого профиля, владеющих 
современными техническими средствами и технологиями проектных 
работ, а также современными принципами и методами системного 
проектирования, вносит изучение дисциплины «Основы 
автоматизированного проектирования транспортных сооружений 
(автомобильных дорог)».

В данном учебном издании представлены основные особенности 

систем автоматизированного проектирования автомобильных дорог в 
программе Robur. Автор не рассматривает подробно теоретические 
основы, а строит пособие по принципу краткого описания всех процедур, 
функций и операций, встречающихся в системе.

Книга состоит из шести глав. В первой главе представлены свойства, 
базовые принципы, средства, преимущества автоматизированного 
проектирования дорог, дан обзор предназначенных для этого 
программных комплексов.

Вторая глава содержит общие сведения о программе Топоматик 

Robur – Автомобильные дороги.

Третья глава, посвященная цифровой модели местности, знакомит 

с видами инженерных изысканий автомобильных дорог, оформлением 
топографического плана.

Об основных принципах трассирования, способах построения и 

редактирования плана трассы идет речь в четвертой главе.

В пятой и шестой главах учебного пособия приведены необходи-

мые сведения об особенностях и требованиях к проектированию про-
дольного и поперечных профилей дороги.

Обучающимся предоставлена возможность систематизировать и 

обобщить изученный материал и проверить свои теоретические зна-
ния с помощью контрольных вопросов, представленных в конце каж-
дого раздела данной книги.

Учебное пособие будет полезно студентам всех форм обучения 

направления «Строительство» профиля подготовки «Автомобильные 
дороги» при выполнении курсовых проектов, выпускных квалифика-
ционных работ и для развития навыков проектирования автомобиль-
ных дорог общего пользования, которые обязательно пригодятся вы-
пускникам в будущей профессиональной деятельности.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД – автомобильная дорога 
ГИС – геоинформационные системы
ГУГК – Главное управление геодезии и картографии
ИМ – информационная модель
КК – конец кривой
НК – начало кривой
САПР – система автоматизированного проектирования
САПР АД – система автоматизированного проектирования автомо-
бильных дорог
СЭД – Справочная энциклопедия дорожника
ТИМ/BIM – концепция информационного моделирования
УГВ – уровень грунтовых вод
ЦМД – цифровая модель дороги
ЦММ – цифровая модель местности
ЦМР – цифровая модель рельефа
ЦМС – цифровая модель ситуации
GPS-съемка – система спутниковой навигации

1

ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМУ 

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО 

ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ 

ДОРОГ

Современные технологии проектирования предполагают:
•
во-первых, использование профессионального программного 

обеспечения для решения поставленных задач;

•
во-вторых, наличие специальных средств организации совмест-

ной работы над проектом, что позволяет повысить достоверность дан-
ных и минимизировать время на согласование изменений;

•
в-третьих, возможность проектирования строительного соору-

жения как единого объекта, включающего связанные между собой 
элементы. В этом случае внесение изменений в один элемент автома-
тически приводит к изменению других, связанных с ним, что в свою 
очередь значительно сокращает время проектирования.

Еще в начале 70-х годов прошлого века был создан первый боль-

шой банк компьютерных программ. Эти программы охватывали такие 
задачи, как:

•
проектирование плана трассы и разбивка кривых;

•
подсчеты объемов земляных работ;

•
расчеты виражей;

•
проектирование дорожной одежды;

•
гидравлические расчеты труб и мостов.

Данные программы сокращали затраты труда проектировщиков на

ведение стандартных инженерных расчетов. Помимо расчетов первые 
программные средства строили различные графические примитивы. 
К ним относятся точки, отрезки, дуги, размерные и осевые линии, 
штриховки, текст. Примитивы на чертежах объединялись в блоки, эти 
блоки использовались множество раз при создании других чертежей. 
Это значительно экономило ресурсы, и поэтому такие программы 

быстро получили признание. На их базе (алгоритмах) и сейчас разрабатываются 
современные системы автоматизированного проектирования.


1.1. Система автоматизированного 

проектирования дорог,

её свойства и базовые принципы

Процесс развития средств вычислительной техники и внедрения 

её в область проектирования ознаменовался переходом от использования 
отдельных программ на отдельных этапах проектирования к созданию 
крупных программных систем, предназначенных для комплексного 
выполнения проектных работ.

Система автоматизированного проектирования автомобильных 

дорог (САПР АД) – это организационно-техническая система, которая 
обеспечивает создание технологии проектно-изыскательских работ, 
позволяющей широко использовать компьютеры и другие средства 
автоматизации с целью получения наилучших проектных решений 
в заданные сроки с минимальными трудозатратами.

Использование компьютеров позволяет автоматизировать отдельные 
трудоёмкие операции при проектировании. С их помощью обеспечивается 
быстрое выполнение поиска информации, обработки материалов 
изысканий, расчётов, чертёжно-графических и печатных работ. 
При этом достигается значительное сокращение затрат труда и 
времени на выполнение этих операций.

САПР позволяет оптимально сочетать возможности человека и 

компьютера. Инженер-проектировщик осуществляет процесс проектирования 
в диалоге с ЭВМ. Он непосредственно участвует в процессе 
выработки проектного решения, направляя проектный процесс 
по нужному руслу. Проектировщик может активно вмешиваться в 
процесс проектирования, корректировать результаты расчетов, выби-
рать наилучший вариант, менять последовательность и состав проект-
ных работ.

Таким образом, при автоматизированном проектировании твор-

ческая часть работы остается за человеком. Проектировщик, 

освободившись от трудоёмких работ, получает возможность кон-
центрировать внимание и усилия на творческих вопросах своей ин-
женерной деятельности.

Большинство существующих систем автоматизированного проек-

тирования автомобильных дорог базируются на одинаковых общеси-
стемных принципах: 

•
включения;

•
системного единства;

•
развития;

•
комплексности;

•
информационного единства;

•
совместимости;

•
инвариантности.

Принцип включения состоит в том, что требования к созданию, 

функционированию и развитию САПР определяются со стороны бо-
лее сложной системы министерства, отрасли или проектной органи-
зации. Принцип системного единства предполагает, что на всех эта-
пах создания, функционирования и развития САПР целостность си-
стемы обеспечивается связями между её элементами, называемыми 
подсистемами САПР, взаимосвязаны между собой. Результаты про-
ектных проработок одной из подсистем непосредственно использу-
ются в виде исходной информации для последующего проектирова-
ния без промежуточной переподготовки.

Принцип развития заключается в том, что должна быть преду-

смотрена возможность совершенствования существующих подси-
стем и включения новых подсистем в функционирующую САПР. По 
мере развития методов и технологии изысканий и проектирования, а 
также совершенствования технических средств необходимы замена 
устаревших методов проектирования новыми, расширение системы 
за счёт включения новых расчётных и проектирующих программ и 
периодическая замена морально устаревающих технических средств 
более современными.

Принцип комплексности предполагает возможность проекти-

рования всего объекта в целом как взаимосвязанного комплекса от-
дельных сооружений. При этом в случае необходимости изменения

проектного решения по какому-либо сооружению или элементу 
САПР должен обеспечить возможность корректировать проектные 
решения как по другим сооружениям, так и по объекту в целом. Так, 
например, при проектировании вариантов плана трассы автомобиль-
ной дороги для оценки полученного решения необходимо выполнить 
полный комплекс проектирования всех элементов дороги (искус-
ственные сооружения, продольный профиль, оценка проектного ре-
шения по различным показателям, в частности оценка зрительной 
плавности трассы и т.д.). В случае, если по какому-либо критерию по-
лученное решение не устраивает проектировщика, план варианта 
трассы корректируется с последующим перепроектированием всех 
элементов дороги.

Принцип информационного единства предполагает использова-

ние в подсистемах, средствах обеспечения САПР терминологии, сим-
волов, условных обозначений и способов представления информа-
ции, соответствующих нормативным документам и требованиям, 
принятым в данной отрасли. Это даёт возможность облегчить работу 
инженера-проектировщика, исключить разночтения и путаницу.

Принцип совместимости состоит в том, что языки, символы, 

коды, информационные и технические характеристики структурных 
связей между подсистемами и компонентами САПР согласуются та-
ким образом, что обеспечивается их совместное функционирование и 
сохраняется открытая структура системы в целом. Данный принцип 
достигается путём использования одинаковых операционных систем, 
универсальных языков программирования, совместимого с компью-
тером периферийного оборудования.

Принцип инвариантности заключается в том, что подсистемы 

должны быть универсальными или типовыми, т.е. инвариантными по 
отношению к проектируемым объектам и отраслевой специфике.

1.2. Средства обеспечения автоматизированного 

проектирования

Системы автоматизированного проектирования базируются на 

компонентах технического, информационного, программного, мето-
дического и организационного обеспечения (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 – Компоненты САПР

Техническое обеспечение – это комплекс технических средств, с 

помощью которого осуществляют сбор, обработку, хранение, преоб-
разование и передачу данных, связанных с объектом проектирования. 
Он включает в себя компьютер, внешние (периферийные) устройства, 
средства передачи информации. Компьютер является центральным 
устройством САПР. К нему предъявляются высокие требования по 
быстродействию, объему оперативной памяти, надёжности, совме-
стимости. В настоящее время чаще всего используют персональные 
компьютеры. Создание комплекса технических средств САПР имеет 
специфические трудности, связанные с тем, что парк электронной 
техники морально устаревает за 5-8 лет. Требуется быстрое освоение 
новой техники, проведение постоянной увязки прикладного про-
граммного обеспечения с системным.

Информационное обеспечение – это совокупность средств и ме-

тодов построения информационной базы для целей проектирования. 
Оно предназначено для хранения, систематизации и обработки боль-
шого объёма исходных данных, промежуточных и окончательных ре-
зультатов, а также другой информации. В состав информационного 
обеспечения входят сведения стабильного характера, к которым от-
носятся: 

•
материалы действующих нормативных документов; 

•
типовые проектные решения по сооружениям и элементам 

дорог. 

Сведения регионального характера описывают особенности рай-

она проектирования в САПР. К ним относятся прежде всего сведения 
метеорологического и экологического характера, данные о рельефе, 
геологическом строении местности, карьерах и других источниках