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【摘要】 CAD在交通行业有着十分广泛的发展和应用，TransCAD软件可以用于存储、显示、管理和分析交通数据，由5个主要部分组成，将地理信息系统与交通需求的模型和方法有机结合成一个单独的平台。本文结合交通工程专业知识分析了CAD的应用现状，根据网络计算机的发展要素及该软件目前的相关结构和功能做了趋势分析的合理预测。
【关键词】 计算机辅助设计；应用现状；发展趋势；工作平台；TransCAD
随着交通工程深入各个领域，CAD已经成为本专业学习过程中必不可少的实用工具，通过对CAD软件的应用现状和发展趋势进行研究，进一步得出TransCAD作为单独的交通规划使用平台的作用效果。
一、CAD软件的应用现状
（一）CAD的基本概念
计算机辅助设计即CAD（Computer Aided Design），是以计算机为工具，并以人为主体的一种设计方法和技术。其特点是把计算机的存储、计算、图形处理功能和人的创造思维能力相结合，从而缩短设计周期，提高设计质量，降低生产成本，以及有助于产品数据的管理。而AutoCAD则是美国Autodesk企业开发的交互式绘图软件，是用于二维和三维设计、绘图的系统性工具，用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。
（二）CAD系统的组成
CAD系统通常是指以具有图形功能的交互计算机系统，其主要设备包括图形显示终端、计算机主机、绘图仪、图形输入板、打印机、扫描仪、磁带机，以及各类软件。
（三）开发研究及其应用背景
交通建设是对国民经济发展具有全局性、先导性影响的行业，是较早应用计算机技术并取得显著成效的重要行业之一。通过多年探索和实践，交通工程计算机应用无论是应用范围还是应用深度，都取得了较大的发展。在交通工程的发展过程中，世界各国一直致力于CAD技术在交通数据分析和管理、交通模型构建以及交通规划领域的应用研究。
（四）在交通行业的应用及其精确绘图功能
AutoCAD在交通行业有着十分广泛的发展和应用，其涉及的领域包括公路工程、桥梁工程、交通工程、水运工程、港口装卸机械、内河船舶、交通智能等方面。CAD在工程领域应用如此广泛，关键在于其强大的绘图功能。它的精确绘图辅助功能能够大大地提高绘图经度、缩短绘图时间、提高工作效率。这些功能包括正交锁定、对象捕捉、对象跟踪、栅格设定、步长锁定等，而灵活使用这些功能可以使我们的工程绘图工程更加轻松、高效。
二、现阶段的我国CAD技术发展前景
（一）我国的CAD技术发展状况
我国的CAD技术研究大约从70年代开始，当时仅有少数大型企业和科研单位及部分高校参加，进展速度很缓慢。CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）的核心是计算机数值控制，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。近几年来，CAD技术有了较快的发展，具体表现在：
①少数企业已经建立起较完整的CAD/CAM系统并获得较好的效益；
②中小型企业已经开始使用CAD/CAM技术；
③已自行开发了大量使用的CAD/CAM软件；
④厂商已能为CAD/CAM提供微机和工程工作站；
⑤引进了国外成套的CAD/CAM设备。
（二）CAD技术的发展趋势
目前，由于计算机性能成数量级地提高，导致其价格成倍地下降；随着"网络通讯的普及化"、"多媒体技术的实用化"、"信息处理的智能化"，CAD技术的普及应用越来越广泛，越来越深入。CAD技术正向着更加开放、集成、智能和标准化的方向快速发展。正确把握CAD技术的发展趋势，对我国CAD软件行业开发适销对路的相关产品，以及企业正确选型和规划自身的CAD应用系统，都有着十分深远的意义。
1. 开放的基础性
CAD系统目前广泛建立在Windows和UNIX平台上，在Java、LINUX平台上也有CAD产品。此外，CAD系统为最终用户提供了二次开发环境，甚至这类环境开放其内核源码，使用户能够定制自已的CAD系统。CAD系统的开放性决定了其能否真正达到实用化、能否真正使之转化为现实生产力的基础。同时，CAD系统的开放性能主要体现在系统的工作平台、用户接口、应用开发环境和与其他系统的信息交换等方面。
2. 集成的关键要素
集成是向企业提供CAD/CAM技术一体化的解决方案。集成的出发点是企业中各个环节不可分割，必须统一考虑。企业的整个生产过程实质上就是信息的采集、传递和加工处理。
从集成的CAD系统来看，可分为以下四个层次：
（1）以甩掉图板为目标的计算机辅助绘图与设计系统。我国现不少行业在此层次上的普及率和覆盖率已经超过了1/3，有我国自主版权的系统也有了一定的市场占有率。
（2）以资源共享和权限控制为目标的产品信息管理系统，由此甩掉纸介质的图纸文档，并且可在企业实现设计生产信息和管理信息的集成，从而逐步实现甩掉工艺卡。
（3）以建立全局产品模型、加工管理为目标的计算机辅助三维设计。仿真模拟、分析数据、加工集成系统的设计制造过程就是应用这类系统的典范。
（4）以控制产品生命周期为基本目标的并行工程。并行工程的要素是优化设计，从产品制造工艺性能设计、性能设计、可检测性能设计、可维护性能设计以及依从性能设计入手进行相关优化，从而促进快出多出市场对路的新产品。
3. 智能的方向作用
智能CAD是未来发展的必然方向，从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能对模拟人类的思维活动往往束手无策。因此，智能CAD不仅仅是简单地将现有智能技术与CAD技术相结合，更要深入地研究人类设计的思维模型，并用信息技术进行表达或模拟。这样不仅会得到高效的CAD系统，而且必将为人工智能领域提供新的理论依据。 目前在智能CAD方面主要开展了以下几方面的工作：第一，把年长工程技术人员长年积累的智慧和经验总结归纳成计算机里的知识库和智能库，为后人所用，对行业和企业的技术发展也是一份极其宝贵的财富；第二，现有设备仪器在加工中质量和过程的智能控制，包括智能传感技术和系统控制，在此基础上可再进行新一代加工智能机的设计和制造；第三，智能优化产品设计和加工过程，逐步实现加工单元的智能控制；第四，智能设计、智能制造系统乃至工业智能化研究。
（三）软件标准化的保障作用
CAD软件的标准化实现，一般集成在一个异构的工作平台上，再为支持异构跨平台的环境，那么就应该是一个开放的系统，这里主要是靠相关的标准化技术来解决这个问题。
除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准构件、标准化方法已成为CAD系统中的必备内容，且向着合理化工程设计的应用方向发展。CAD技术的发展趋势必将影响未来科技的进步和完善，通过相关保障作用功能的实现，作为不可或缺的一部分将在交通领域发挥其最完善的功能。
三、结合交通工程专业的TransCAD软件系统应用
（一）交通工程专业的学科特点
交通工程专业是实践性很强的专业，自20世纪30年代以来，经过几十年的发展，交通工程逐渐形成了以寻求供需平衡、路网合理、交通事故少、通行能力高为目标的综合学科体系。在这个体系中，综合了自然科学和社会科学，所以交通工程是在数学等基础学科上发展起来的一门综合性交叉学科。道路及工程的制图绘图和CAD软件的使用贯穿了整个专业的学习过程。
（二）TransCAD交通规划软件
TransCAD是美国Caliper公司开发的一套强有力的交通规划和需求预测软件，是第一个为满足交通专业人员设计需要而设计的地理信息系统，可用于存储、显示、管理和分析交通数据，同时将地理信息系统与交通需求模型和方法有机结合成一个单独的平台，是世界上最流行和强有力的交通规划和需求预测软件。
（三）TransCAD的组成部分
TransCAD包括以下5个主要组成部分：①地理信息系统（GIS），可在Windows操作系统平台上运行；②可扩展的数据模式，为运输数据的显示和处理提供基本的工具；③一个交通分析程序集；④在交通、地理信息和人口资源方面全面广泛的数据支持；⑤开发语言，可用于建设宏语言程序、嵌入式应用程序、服务器应用程序、通用接口、相关产品及网络应用程序。
（四）交通运输分析和模型
完整的TransCAD工具包括一套核心的交通网络分析和运筹学模型、用于特殊应用的高级分析模型和一套统计及计量经济分析的支持工具。这些程序可独立使用或联合使用来解决用户工作中遇到的问题。这种模块化的方法能够使用户更加灵活地处理特定的建模和数据问题。
TransCAD是一种综合了GIS和交通运输分析的实用工具。它的GIS能够演示和可视化某一模型的输入和输出。用户可以用不同方式来评估数据质量和分析质量。此外，它的GIS可以用传统运输模型软件力所不及的方法来做相关数据的整合和准备。
由于交通运输和物流业中各种分析方法的加速演变，TransCAD也不断完善和增加程序模块及其实用功能。因此，TransCAD用户也会定期地收到升级的TransCAD模型和相关程序。
四、结束语
通过对交通工程计算机辅助设计应用及TransCAD系统分析的研究综述，加深了对道路交通工程专业知识的理解，便于提升学习的实际动手操作能力，有十分深远的现实意义。同时在对交通运输需求和分析的模型建立方面也有了基础认识，对以后的学习工程和专业软件使用很有帮助。
参考文献
[1] 熊巧.交通工程计算机辅助设计[M].成都：西南交通大学出版社，2012.
[2] 中国公路学会.交通工程手册[M].北京：人民交通出版社，2001，1-10.
[3] 戴学臻.交通工程CAD基础教程[M].北京：人民交通出版社，2012.
[4] 张云杰.AutoCAD2010中文版从入门到精通[M].北京：电子工业出版社，2010.
[5] 李海峰.TransCAD基本操作[R].交通部规划研究院，2003.
[6] 张森林，李丁.高等级公路安全控制系统计算机辅助设计技术的研究与开发[J].中国公路学报，1997，（03）：3-6.
[7] 李丁，张森林，王忠仁.高等级公路交通工程计算机辅助设计CAD系统[J].公路交通科技，1997，（01）：65-72.
[8] 邓明君，秦鸣.谈交通工程专业毕业设计中的计算机辅助设计[J].交通职业教育，2009，04）：16-2
【关键词】 计算机辅助设计；应用现状；发展趋势；工作平台；TransCAD
随着交通工程深入各个领域，CAD已经成为本专业学习过程中必不可少的实用工具，通过对CAD软件的应用现状和发展趋势进行研究，进一步得出TransCAD作为单独的交通规划使用平台的作用效果。
一、CAD软件的应用现状
（一）CAD的基本概念
计算机辅助设计即CAD（Computer Aided Design），是以计算机为工具，并以人为主体的一种设计方法和技术。其特点是把计算机的存储、计算、图形处理功能和人的创造思维能力相结合，从而缩短设计周期，提高设计质量，降低生产成本，以及有助于产品数据的管理。而AutoCAD则是美国Autodesk企业开发的交互式绘图软件，是用于二维和三维设计、绘图的系统性工具，用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形。
（二）CAD系统的组成
CAD系统通常是指以具有图形功能的交互计算机系统，其主要设备包括图形显示终端、计算机主机、绘图仪、图形输入板、打印机、扫描仪、磁带机，以及各类软件。
（三）开发研究及其应用背景
交通建设是对国民经济发展具有全局性、先导性影响的行业，是较早应用计算机技术并取得显著成效的重要行业之一。通过多年探索和实践，交通工程计算机应用无论是应用范围还是应用深度，都取得了较大的发展。在交通工程的发展过程中，世界各国一直致力于CAD技术在交通数据分析和管理、交通模型构建以及交通规划领域的应用研究。
（四）在交通行业的应用及其精确绘图功能
AutoCAD在交通行业有着十分广泛的发展和应用，其涉及的领域包括公路工程、桥梁工程、交通工程、水运工程、港口装卸机械、内河船舶、交通智能等方面。CAD在工程领域应用如此广泛，关键在于其强大的绘图功能。它的精确绘图辅助功能能够大大地提高绘图经度、缩短绘图时间、提高工作效率。这些功能包括正交锁定、对象捕捉、对象跟踪、栅格设定、步长锁定等，而灵活使用这些功能可以使我们的工程绘图工程更加轻松、高效。
二、现阶段的我国CAD技术发展前景
（一）我国的CAD技术发展状况
我国的CAD技术研究大约从70年代开始，当时仅有少数大型企业和科研单位及部分高校参加，进展速度很缓慢。CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）的核心是计算机数值控制，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。近几年来，CAD技术有了较快的发展，具体表现在：
①少数企业已经建立起较完整的CAD/CAM系统并获得较好的效益；
②中小型企业已经开始使用CAD/CAM技术；
③已自行开发了大量使用的CAD/CAM软件；
④厂商已能为CAD/CAM提供微机和工程工作站；
⑤引进了国外成套的CAD/CAM设备。
（二）CAD技术的发展趋势
目前，由于计算机性能成数量级地提高，导致其价格成倍地下降；随着"网络通讯的普及化"、"多媒体技术的实用化"、"信息处理的智能化"，CAD技术的普及应用越来越广泛，越来越深入。CAD技术正向着更加开放、集成、智能和标准化的方向快速发展。正确把握CAD技术的发展趋势，对我国CAD软件行业开发适销对路的相关产品，以及企业正确选型和规划自身的CAD应用系统，都有着十分深远的意义。
1. 开放的基础性
CAD系统目前广泛建立在Windows和UNIX平台上，在Java、LINUX平台上也有CAD产品。此外，CAD系统为最终用户提供了二次开发环境，甚至这类环境开放其内核源码，使用户能够定制自已的CAD系统。CAD系统的开放性决定了其能否真正达到实用化、能否真正使之转化为现实生产力的基础。同时，CAD系统的开放性能主要体现在系统的工作平台、用户接口、应用开发环境和与其他系统的信息交换等方面。
2. 集成的关键要素
集成是向企业提供CAD/CAM技术一体化的解决方案。集成的出发点是企业中各个环节不可分割，必须统一考虑。企业的整个生产过程实质上就是信息的采集、传递和加工处理。
从集成的CAD系统来看，可分为以下四个层次：
（1）以甩掉图板为目标的计算机辅助绘图与设计系统。我国现不少行业在此层次上的普及率和覆盖率已经超过了1/3，有我国自主版权的系统也有了一定的市场占有率。
（2）以资源共享和权限控制为目标的产品信息管理系统，由此甩掉纸介质的图纸文档，并且可在企业实现设计生产信息和管理信息的集成，从而逐步实现甩掉工艺卡。
（3）以建立全局产品模型、加工管理为目标的计算机辅助三维设计。仿真模拟、分析数据、加工集成系统的设计制造过程就是应用这类系统的典范。
（4）以控制产品生命周期为基本目标的并行工程。并行工程的要素是优化设计，从产品制造工艺性能设计、性能设计、可检测性能设计、可维护性能设计以及依从性能设计入手进行相关优化，从而促进快出多出市场对路的新产品。
3. 智能的方向作用
智能CAD是未来发展的必然方向，从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能对模拟人类的思维活动往往束手无策。因此，智能CAD不仅仅是简单地将现有智能技术与CAD技术相结合，更要深入地研究人类设计的思维模型，并用信息技术进行表达或模拟。这样不仅会得到高效的CAD系统，而且必将为人工智能领域提供新的理论依据。 目前在智能CAD方面主要开展了以下几方面的工作：第一，把年长工程技术人员长年积累的智慧和经验总结归纳成计算机里的知识库和智能库，为后人所用，对行业和企业的技术发展也是一份极其宝贵的财富；第二，现有设备仪器在加工中质量和过程的智能控制，包括智能传感技术和系统控制，在此基础上可再进行新一代加工智能机的设计和制造；第三，智能优化产品设计和加工过程，逐步实现加工单元的智能控制；第四，智能设计、智能制造系统乃至工业智能化研究。
（三）软件标准化的保障作用
CAD软件的标准化实现，一般集成在一个异构的工作平台上，再为支持异构跨平台的环境，那么就应该是一个开放的系统，这里主要是靠相关的标准化技术来解决这个问题。
除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准构件、标准化方法已成为CAD系统中的必备内容，且向着合理化工程设计的应用方向发展。CAD技术的发展趋势必将影响未来科技的进步和完善，通过相关保障作用功能的实现，作为不可或缺的一部分将在交通领域发挥其最完善的功能。
三、结合交通工程专业的TransCAD软件系统应用
（一）交通工程专业的学科特点
交通工程专业是实践性很强的专业，自20世纪30年代以来，经过几十年的发展，交通工程逐渐形成了以寻求供需平衡、路网合理、交通事故少、通行能力高为目标的综合学科体系。在这个体系中，综合了自然科学和社会科学，所以交通工程是在数学等基础学科上发展起来的一门综合性交叉学科。道路及工程的制图绘图和CAD软件的使用贯穿了整个专业的学习过程。
（二）TransCAD交通规划软件
TransCAD是美国Caliper公司开发的一套强有力的交通规划和需求预测软件，是第一个为满足交通专业人员设计需要而设计的地理信息系统，可用于存储、显示、管理和分析交通数据，同时将地理信息系统与交通需求模型和方法有机结合成一个单独的平台，是世界上最流行和强有力的交通规划和需求预测软件。
（三）TransCAD的组成部分
TransCAD包括以下5个主要组成部分：①地理信息系统（GIS），可在Windows操作系统平台上运行；②可扩展的数据模式，为运输数据的显示和处理提供基本的工具；③一个交通分析程序集；④在交通、地理信息和人口资源方面全面广泛的数据支持；⑤开发语言，可用于建设宏语言程序、嵌入式应用程序、服务器应用程序、通用接口、相关产品及网络应用程序。
（四）交通运输分析和模型
完整的TransCAD工具包括一套核心的交通网络分析和运筹学模型、用于特殊应用的高级分析模型和一套统计及计量经济分析的支持工具。这些程序可独立使用或联合使用来解决用户工作中遇到的问题。这种模块化的方法能够使用户更加灵活地处理特定的建模和数据问题。
TransCAD是一种综合了GIS和交通运输分析的实用工具。它的GIS能够演示和可视化某一模型的输入和输出。用户可以用不同方式来评估数据质量和分析质量。此外，它的GIS可以用传统运输模型软件力所不及的方法来做相关数据的整合和准备。
由于交通运输和物流业中各种分析方法的加速演变，TransCAD也不断完善和增加程序模块及其实用功能。因此，TransCAD用户也会定期地收到升级的TransCAD模型和相关程序。
四、结束语
通过对交通工程计算机辅助设计应用及TransCAD系统分析的研究综述，加深了对道路交通工程专业知识的理解，便于提升学习的实际动手操作能力，有十分深远的现实意义。同时在对交通运输需求和分析的模型建立方面也有了基础认识，对以后的学习工程和专业软件使用很有帮助。
参考文献
[1] 熊巧.交通工程计算机辅助设计[M].成都：西南交通大学出版社，2012.
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[8] 邓明君，秦鸣.谈交通工程专业毕业设计中的计算机辅助设计[J].交通职业教育，2009，04）：16-2