diff --git a/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeArea.py b/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeArea.py new file mode 100644 index 00000000..d5df001e --- /dev/null +++ b/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeArea.py @@ -0,0 +1,165 @@ +"""사면 4계열 면적 — 실무 토적표의 오른쪽 절반 (B08 일감 3 · PLAN 8-4b). + +무엇을 내나 + 실무 토적표 V~AI 열에 해당한다. 계열 넷 × 성토면/절토면 2벌 = **(거리, 면적) 7쌍** + (층따기는 성토면만이라 7쌍이다). + + 층따기[성토면] · 면고르기[성토면·절토면] · 법면보호공[성토면·절토면] · 지장목제거[성토면·절토면] + + 여기서 「거리」는 그 측점의 **사면길이**이고, 면적은 토적표와 **같은 평균단면적법**으로 + 낸다 — 계산을 두 벌로 짜지 않는다. + +법면보호공은 면고르기를 참조한다 (PLAN 8-4b) + 실무 시트에서 둘의 값이 완전히 같았는데, 그것은 **엑셀에서 면고르기 열을 복사한 것**이고 + 오솔길 산출(`1.BOM`)에는 보호공 4열이 **0** 으로 비어 있었다. 즉 산출값이 아니라 참조다. + 그래서 기본은 참조로 두되 **끊을 수 있게** 한다 — 실제 보호 대상이 면고르기 대상과 + 다를 수 있기 때문이다. + +⚠ 반영률은 법정값이 아니다 (PLAN 8-11 · 8-10 ★) + 실무 시트가 「성토면 80 % 반영」처럼 비고란에 손으로 적어 둔 값이다. **프로그램 기본은 + 100 %** 이고 설계자가 바꾼다. 실무 관측치(80/50/80)는 기본값 후보가 아니라 참고다. + +⚠ 소단 평탄부는 사면적에 넣지 않는다 + 면고르기·종자파종의 대상은 「사면」이고 소단은 평평한 턱이다. `SlopeSegment` 자체가 + 평탄부를 빼고 나오므로 여기서 다시 거를 것이 없다. 다만 **소단이 늘수록 사면적이 줄어드는 + 것이 눈에 보여야** 하므로 측점마다 소단 폭을 함께 싣는다. +""" + +from __future__ import annotations + +from dataclasses import dataclass, field +from typing import Any, Iterable + +from B08_Quantity.B08_Quantity_Engine_SlopeLength import StationSlope + +# 계열 이름 — 실무 토적표 머리글 그대로. `fill`/`cut` 은 성토면/절토면이다. +SERIES: tuple[tuple[str, tuple[str, ...]], ...] = ( + ("bench_cut", ("fill",)), # 층따기 — 성토면만(원지반이 급한 곳을 계단으로 깎는다) + ("face_dressing", ("fill", "cut")), # 면고르기 + ("slope_protection", ("fill", "cut")), # 법면보호공(종자파종) + ("tree_removal", ("fill", "cut")), # 지장목제거 +) + +# 법면보호공이 참조하는 계열 — 기본은 면고르기다(위 설명 참조). +PROTECTION_SOURCE = "face_dressing" + + +@dataclass(slots=True) +class SlopeRatios: + """계열별 반영률(0~1). 기본 100 % — 실무 관측치는 참고일 뿐 기본값이 아니다. + + ⚠ TODO(미결 · PLAN 8-11) — 실무 관측 80/50/80 중 **지장목제거는 밑수가 안 맞는다** + (성토+절토 합의 80 % = 14,061 ≠ 시트값 10,782). 밑수를 못 찾았으므로 쫓지 않고 + 100 % 로 둔다. 근거가 나오면 이 값만 바꾼다. + """ + + bench_cut: float = 1.0 + face_dressing: float = 1.0 + slope_protection: float = 1.0 + tree_removal: float = 1.0 + + def of(self, series: str) -> float: + return float(getattr(self, series, 1.0)) + + +@dataclass(slots=True) +class SlopeAreaRow: + """측점 하나의 사면 계열 값. `lengths` 는 거리(사면길이), `areas` 는 면적.""" + + chainage_m: float + distance_m: float = 0.0 + berm_width_m: float = 0.0 + unclosed: bool = False + lengths: dict[str, float] = field(default_factory=dict) + areas: dict[str, float] = field(default_factory=dict) + + +def _key(series: str, face: str) -> str: + return f"{series}_{face}" + + +def _length_of(slope: StationSlope, series: str, face: str) -> float: + """계열·면별 「거리」 = 그 측점의 사면길이. + + 법면보호공은 면고르기를 참조한다 — 같은 사면길이를 쓴다. 끊고 싶으면 이 함수만 고친다. + 층따기는 성토면만 대상이다. + """ + if series == "bench_cut" and face != "fill": + return 0.0 + return slope.fill_length_m if face == "fill" else slope.cut_length_m + + +def build_rows( + slopes: Iterable[StationSlope], ratios: SlopeRatios | None = None +) -> list[SlopeAreaRow]: + """측점별 사면길이 → 계열별 (거리, 면적). 면적은 토적표와 같은 평균단면적법.""" + rates = ratios or SlopeRatios() + ordered = sorted(slopes, key=lambda s: s.chainage_m) + rows: list[SlopeAreaRow] = [] + previous: SlopeAreaRow | None = None + + for slope in ordered: + row = SlopeAreaRow( + chainage_m=slope.chainage_m, + berm_width_m=slope.berm_width_m, + unclosed=slope.unclosed, + ) + for series, faces in SERIES: + for face in faces: + row.lengths[_key(series, face)] = _length_of(slope, series, face) + if previous is not None: + distance = slope.chainage_m - previous.chainage_m + row.distance_m = distance + for key, length in row.lengths.items(): + series = key.rsplit("_", 1)[0] + before = previous.lengths.get(key, 0.0) + # 평균단면적법 — 토적표와 같은 식이다(체적 대신 면적을 낸다). + row.areas[key] = (before + length) / 2.0 * distance * rates.of(series) + else: + row.areas = {key: 0.0 for key in row.lengths} + rows.append(row) + previous = row + return rows + + +def totals(rows: list[SlopeAreaRow]) -> dict[str, float]: + """계열별 면적 합계. 거리(사면길이)는 합이 뜻이 없어 싣지 않는다.""" + keys = [_key(series, face) for series, faces in SERIES for face in faces] + return {key: sum(row.areas.get(key, 0.0) for row in rows) for key in keys} + + +def unclosed_stations(rows: list[SlopeAreaRow]) -> list[float]: + """사면이 원지반을 못 만나 **면적이 잘린** 측점 목록. + + 조용히 적게 내면 안 되는 값이라 화면이 이 목록을 그대로 보인다(PLAN 8-4b). + 같은 사유로 토적표의 절·성토 면적도 잘려 있다. + """ + return [row.chainage_m for row in rows if row.unclosed] + + +def build_table( + slopes: Iterable[StationSlope], ratios: SlopeRatios | None = None +) -> dict[str, Any]: + """화면·API 가 그대로 쓰는 모양.""" + rates = ratios or SlopeRatios() + rows = build_rows(slopes, rates) + return { + "method": "average_end_area", + "series": [{"name": name, "faces": list(faces)} for name, faces in SERIES], + "protection_source": PROTECTION_SOURCE, + "ratios": {name: rates.of(name) for name, _ in SERIES}, + "rows": [ + { + "chainage_m": row.chainage_m, + "distance_m": row.distance_m, + "berm_width_m": row.berm_width_m, + "unclosed": row.unclosed, + "lengths": row.lengths, + "areas": row.areas, + } + for row in rows + ], + "totals": totals(rows), + "unclosed_stations": unclosed_stations(rows), + "station_count": len(rows), + } diff --git a/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeLength.py b/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeLength.py new file mode 100644 index 00000000..8f6a3d28 --- /dev/null +++ b/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_SlopeLength.py @@ -0,0 +1,225 @@ +"""사면길이 유도 — 저장된 횡단 설계선에서 절토·성토 사면 구간을 가려낸다 (B08 일감 3). + +왜 유도하나 (B06 무접촉) + 설계 엔진이 `cut_slope_segments` 를 내기는 하나 **정본에 저장되지 않는다**(실측: route 150 + 측점 20.0 의 저장 `design` 키 33개에 그 키가 없음). 저장되는 것은 화면이 보낸 설계 지정이고 + 조회는 저장분을 그대로 싣는다. 그래서 그 값을 원천으로 쓰면 사면적이 조용히 0 이 된다. + + 대신 **`design_line`(설계선 폴리라인) + 저장된 경사비**로 유도한다. 필요한 입력이 전부 + 정본에 있어 B06 을 고치지 않아도 된다. + +가려내는 방법 + 노체 끝(`road_edges`)에서 바깥으로 나아가며, 구간 기울기가 **저장된 설계 경사비와 맞는 + 동안**이 사면이다. 원지반은 기울기가 안 맞아 저절로 끊긴다. 2단 사면(암/토사)도 경사비가 + 달라 그대로 갈린다. + + 실측(측점 20.0, 절토 0.4 · 토사절토 1.0 · 성토 1.2, 노체 끝 ±2.0): + -2.90 → -2.60 n=1.0 측구 바깥 벽 + -3.50 → -2.90 n=0.4 절토 사면(암) + -4.50 → -3.51 n=1.0 절토 사면(토사) + -5.00 → -4.85 n=1.63 원지반 — 여기서 멈춘다 + +⚠ 두 가지를 조심한다 + · **끝 조각은 딱 안 떨어진다** — 샘플 격자에 걸려 잘리면 `n=1.025` 처럼 나온다. 허용오차를 둔다. + · **지형이 우연히 같은 경사면** 사면이 길게 잡힐 수 있다. 노체에서 바깥으로 **연속**인 + 구간만 세고 끊기면 멈추는 것으로 막는다. +""" + +from __future__ import annotations + +import math +from dataclasses import dataclass +from typing import Any, Iterable + +# 경사비 일치 허용오차(비율). 끝 조각이 격자에 잘려 생기는 오차를 덮는 크기다. +_RATIO_TOLERANCE = 0.12 +# 평탄부로 볼 기울기 — 소단·측구 바닥은 오름이 거의 없다. +_FLAT_RISE_M = 1e-6 + + +@dataclass(slots=True) +class SlopeSegment: + """사면 한 조각. `side` 는 `left`/`right`, `role` 은 `cut`/`fill`.""" + + side: str + role: str + from_offset_m: float + to_offset_m: float + rise_m: float + length_m: float + ratio: float + material: str | None = None + + +@dataclass(slots=True) +class StationSlope: + """측점 하나의 사면길이 묶음. 면적 적분이 이 값을 거리로 쓴다.""" + + chainage_m: float + cut_length_m: float = 0.0 + fill_length_m: float = 0.0 + berm_width_m: float = 0.0 + segments: tuple[SlopeSegment, ...] = () + # 사면이 샘플 범위 끝까지 원지반을 못 만나 **면적이 잘린** 측점. + # 설계 엔진이 `slope_unclosed` 로 이미 경고하는 값을 그대로 물고 온다. 잘린 측점은 + # 사면길이도 같이 잘려 있으므로 **조용히 적게 내지 말고 화면에 드러내야 한다.** + unclosed: bool = False + + +def _num(value: Any) -> float | None: + return float(value) if isinstance(value, (int, float)) else None + + +def _ratios(design: dict[str, Any]) -> dict[str, list[float]]: + """역할별로 받아들일 경사비 목록. 2단 사면이면 암·토사 둘 다 절토로 본다.""" + cut = [ + value + for value in ( + _num(design.get("cut_slope_ratio")), + _num(design.get("soil_cut_slope_ratio")), + ) + if value is not None and value > 0 + ] + fill = [value for value in (_num(design.get("fill_slope_ratio")),) if value and value > 0] + return {"cut": cut, "fill": fill} + + +def _match(ratio: float, candidates: list[float]) -> float | None: + """구간 경사비가 후보 중 하나와 맞으면 그 후보를 돌려준다.""" + for candidate in candidates: + if abs(ratio - candidate) <= max(_RATIO_TOLERANCE * candidate, _RATIO_TOLERANCE): + return candidate + return None + + +def _outward( + line: list[dict[str, float]], edge_offset: float, side: str +) -> list[tuple[float, float, float, float]]: + """노체 끝에서 **바깥으로** 향하는 구간 목록 `(시작오프셋, 끝오프셋, run, rise)`. + + 좌측은 오프셋이 커지는 쪽, 우측은 작아지는 쪽이 바깥이다(설계선 좌표 관례). + """ + points = sorted( + ((float(p["offset_m"]), float(p["elevation_m"])) for p in line), key=lambda p: p[0] + ) + if side == "left": + outer = [p for p in points if p[0] >= edge_offset] + else: + outer = [p for p in points if p[0] <= edge_offset][::-1] + return [ + ( + outer[i - 1][0], + outer[i][0], + abs(outer[i][0] - outer[i - 1][0]), + outer[i][1] - outer[i - 1][1], + ) + for i in range(1, len(outer)) + ] + + +def slope_start_offset(design: dict[str, Any], side: str) -> float | None: + """사면이 시작하는 오프셋 — 노체 끝, 측구가 있으면 **측구 바깥 끝**. + + ⚠ 이것이 없으면 **측구 바깥 벽이 사면으로 잡힌다.** 실측(측점 20.0)에서 측구 벽 경사가 + n=1.0 으로 토사 절토비와 같아 그대로 걸렸다. 측구는 노체 배수 시설이지 사면이 아니므로 + 그 바깥 끝에서부터 세어야 한다. + """ + edges = design.get("road_edges") or {} + edge = _num((edges.get(side) or {}).get("offset_m")) + if edge is None: + return None + if not design.get("ditch_enabled"): + return edge + ditch_side = design.get("ditch_side") + if ditch_side not in (side, "both", None): + return edge + width = _num((design.get("ditch") or {}).get("top_width_m")) or 0.0 + # 좌측은 오프셋이 커지는 쪽, 우측은 작아지는 쪽이 바깥이다. + return edge + width if side == "left" else edge - width + + +def _side_segments( + design: dict[str, Any], side: str, ratios: dict[str, list[float]] +) -> list[SlopeSegment]: + """한쪽 사면 구간 목록. 경사비가 안 맞는 구간을 만나면 거기서 멈춘다.""" + line = design.get("design_line") or [] + edge = slope_start_offset(design, side) + if not line or edge is None: + return [] + + berm = design.get("berm") or {} + berm_width = _num(berm.get("width_m")) or 0.0 + + segments: list[SlopeSegment] = [] + started = False + for start, end, run, rise in _outward(line, float(edge), side): + if run <= 1e-9: + continue + if abs(rise) <= _FLAT_RISE_M: + # 평탄부 — 측구 바닥·소단. 사면이 시작된 뒤라면 소단으로 보고 이어 간다. + if started and berm_width > 0 and abs(run - berm_width) < 0.05: + continue + if started: + break # 사면이 끝나고 평지를 만난 것이다 + continue + ratio = run / abs(rise) + # 절토는 바깥으로 갈수록 오르고, 성토는 내려간다. + role = "cut" if rise > 0 else "fill" + matched = _match(ratio, ratios[role]) + if matched is None: + if started: + break # 원지반에 닿았다 + continue # 아직 노체·측구 구간이다 + started = True + segments.append( + SlopeSegment( + side=side, + role=role, + from_offset_m=start, + to_offset_m=end, + rise_m=rise, + length_m=math.hypot(run, rise), + ratio=matched, + material=_material(design, matched), + ) + ) + return segments + + +def _material(design: dict[str, Any], ratio: float) -> str | None: + """경사비로 재료를 가른다 — 그린 대로 적는다(B06 `cut_slope_segments` 주석과 같은 규칙).""" + if not design.get("two_stage_slope"): + return None + rock = _num(design.get("cut_slope_ratio")) + soil = _num(design.get("soil_cut_slope_ratio")) + if rock is None or soil is None or abs(rock - soil) < 1e-9: + return None + return "rock" if abs(ratio - rock) < abs(ratio - soil) else "soil" + + +def station_slope(chainage_m: float, design: dict[str, Any]) -> StationSlope: + """측점 하나의 사면길이. 좌우를 합쳐 절토·성토 각각의 총 사면길이를 낸다.""" + ratios = _ratios(design) + segments: list[SlopeSegment] = [] + for side in ("left", "right"): + segments.extend(_side_segments(design, side, ratios)) + berm = design.get("berm") or {} + return StationSlope( + chainage_m=float(chainage_m), + cut_length_m=sum(s.length_m for s in segments if s.role == "cut"), + fill_length_m=sum(s.length_m for s in segments if s.role == "fill"), + berm_width_m=_num(berm.get("width_m")) or 0.0, + segments=tuple(segments), + unclosed=bool(design.get("slope_unclosed")), + ) + + +def station_slopes(records: Iterable[dict[str, Any]]) -> list[StationSlope]: + """`[{chainage_m, design}]` → 측점별 사면길이. 이정 순으로 낸다.""" + result = [ + station_slope(item["chainage_m"], item.get("design") or {}) + for item in records + if item.get("chainage_m") is not None + ] + result.sort(key=lambda s: s.chainage_m) + return result