Aislo/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_Earthwork.py

"""토적표 — 측점별 단면적을 평균단면적법으로 체적화한다 (B08 일감 2 · PLAN 8-4b).

옛 엔진 복사(PLAN 61-3) — `old_code/B08_Quantity/B08_Quantity_Engine_EarthworkTable.py` 를 그대로
옮김 · 계산식 그대로. 고친 곳은 입력부(암 종류가 없으면 지반 유형) · 암 칸을 리핑암 · 발파암으로
가를 수 있게 줄에 `cut_rock_kind` 와 합계의 종류별 칸을 더한 것뿐.

무엇을 만드나
    실무 토적표의 열 구성 그대로다. 거창 실무 워크북 `토적표` 시트와 오솔길 `1.BOM` 36열이
    서로 1:1 로 맞물리는 것을 확인해 열 이름을 그대로 옮겼다(PLAN 8-4b).

    측점 · 거리 · 절토[토사·암 각 (단면적·입적·보정량)] · 측구터파기[토사·암 각 3칸]
    · 보정량계 · 성토[단면적·입적] · 유용토 · 차인토량 · 누가토량
    · 면고르기[성토면·절토면] · 지장목제거[성토·절토] · 제근 · 노면정리 각 (거리·면적)

보정량계 = 절토 보정량만 (PLAN 69 정함 · 사용자 견본 120+18 행 36.2 + 55.2 = 91.4)
    측구터파기 보정량은 칸에 두되 보정량계에 넣지 않는다.

면 계열 (PLAN 69-3) — 측점 「거리」 = B07 횡단도 수량과 같은 값
    면고르기 · 지장목제거 = `B07_DesignDetail_Engine_Cross_Quantity.derived_cells` 그대로 ·
    노면정리 = 그 측점 노면 폭(설계 `roadbed_width_m`) · 제근 = B07 에 값이 없어 빈 칸.
    면적 = (앞 거리 + 현 거리) ÷ 2 × 측점 거리 — 첫 측점은 거리만. 층따기는 토공집계표용.

평균단면적법 (신규 문서 5장 「다. 공사수량의 산출」)
    체적 = (앞 측점 단면적 + 현 측점 단면적) ÷ 2 × 두 측점 사이 거리.
    첫 측점은 앞이 없으므로 체적이 없다(거창 실무 토적표도 첫 행 체적이 비어 있다).

보정량 = 체적 × 토량환산계수(다짐)
    절취한 흙이 다져지면 줄거나 부푼다. 성토에 쓸 수 있는 양으로 환산한 것이 보정량이다.
    계수의 유일한 정의처는 `config.config_system_design.EARTHWORK_CONVERSION_FACTORS` 이며
    여기서 값을 다시 적지 않는다. 프로젝트가 고른 값이 있으면 라우터가
    `earthwork_conversion_factors(settings)` 로 풀어 `factors` 로 넘긴다 — 기본값은 그대로다.

측구터파기 토사·암 — 설계가 가른 값을 그대로 읽는다
    B06 이 지반 유형 + 암반 경계선으로 이미 갈라 냈다(`ditch_soil_area_m2`·
    `ditch_rock_area_m2` · 사유 `ditch_split_basis`). 여기서 다시 나누지 않는다 —
    나누면 같은 측구가 횡단도와 토적표에서 다른 숫자로 선다. 가름이 붙기 전 저장분만
    절토 면적비 안분으로 떨어지고, 그 줄에는 사유가 남는다(`_split_ditch`).

⚠ 숫자는 자르지 않는다 (PLAN 8-16)
    품셈 1-2-2 의 소수 자리는 **표기 규칙**이다. 계산은 전정밀로 두고 화면·출력에서만
    반올림한다. 원가 쪽(줄마다 원 단위 절사)과 규칙이 반대이므로 섞지 말 것.
"""

from __future__ import annotations

from dataclasses import dataclass, field
from typing import Any, Iterable

from B07_DesignDetail.B07_DesignDetail_Engine_Cross_Quantity import derived_cells
from config.config_system_design import EARTHWORK_CONVERSION_FACTORS

# 절토 암을 어느 환산계수로 볼지 — 측점의 `cut_rock_kind` 를 그대로 쓴다.
# 값이 없으면 리핑암으로 본다(발파암보다 보수적으로 적은 쪽).
_DEFAULT_ROCK_KIND = "ripping_rock"

# 측구 가름 근거 — 설계가 가른 값이 없어 절토 면적비로 안분했을 때만 붙는다.
# B06 가 내는 네 갈래(`no_ditch`·`soil_ground`·`rock_boundary`·`rock_ground_no_boundary`)와
# 섞이지 않게 이름을 따로 둔다. 이 값이 표에 보이면 **설계가 가른 것이 아니다.**
_FALLBACK_BASIS = "cut_area_ratio_fallback"

#: 폴백을 탄 측점 줄에 남기는 사유. 숫자만 봐서는 안분인지 설계값인지 알 수 없다.
_FALLBACK_NOTE = "측구 가름값이 설계에 없어 절토 토사:암 면적비로 안분함"

#: 절토 암 칸 갈래 — 화면 「리핑암 · 발파암」 열
ROCK_KINDS = ("ripping_rock", "blasting_rock")


#: 면 계열 칸 — 화면 차례 · `benching`(층따기)은 토공집계표에만 씀
FACE_KEYS = (
    "grading_fill",
    "grading_cut",
    "tree_removal_fill",
    "tree_removal_cut",
    "grubbing",
    "road_surface",
    "benching",
)

#: 계수 묶음의 모양 — `{지반유형: {"compacted": C}}`.
Factors = dict[str, dict[str, float]]


def _factor(kind: str, factors: Factors) -> float:
    """지반유형 → 다짐 환산계수. 모르는 유형이면 토사로 본다."""
    entry = factors.get(kind) or factors["soil"]
    return float(entry["compacted"])


@dataclass(slots=True)
class StationArea:
    """토적표 한 줄이 필요로 하는 측점 값. B06 설계 결과에서 그대로 옮겨 담는다."""

    chainage_m: float
    cut_soil_area_m2: float = 0.0
    cut_rock_area_m2: float = 0.0
    fill_area_m2: float = 0.0
    ditch_area_m2: float = 0.0
    # 측구 가름은 **설계가 낸 값**이다(B06 `ditch_soil_area_m2`·`ditch_rock_area_m2`).
    # `None` 은 「설계가 안 냈다」는 뜻이고 0.0 과 다르다 — 0.0 은 설계가 낸 「없음」이다.
    ditch_soil_area_m2: float | None = None
    ditch_rock_area_m2: float | None = None
    ditch_split_basis: str | None = None
    cut_rock_kind: str | None = None
    # 면 계열 그 측점 거리(m) — `None` = B07 에 값 없음
    faces: dict[str, float | None] = field(default_factory=dict)

    @classmethod
    def from_design(cls, chainage_m: float, design: dict[str, Any]) -> "StationArea":
        def num(key: str) -> float:
            value = design.get(key)
            return float(value) if isinstance(value, (int, float)) else 0.0

        def optional(key: str) -> float | None:
            value = design.get(key)
            return float(value) if isinstance(value, (int, float)) else None

        cells = derived_cells(float(chainage_m), design)
        faces = {key: cells.get(key) for key in FACE_KEYS}
        faces["road_surface"] = optional("roadbed_width_m")
        return cls(
            chainage_m=float(chainage_m),
            faces=faces,
            cut_soil_area_m2=num("cut_soil_area_m2"),
            cut_rock_area_m2=num("cut_rock_area_m2"),
            fill_area_m2=num("fill_area_m2"),
            ditch_area_m2=num("ditch_area_m2"),
            ditch_soil_area_m2=optional("ditch_soil_area_m2"),
            ditch_rock_area_m2=optional("ditch_rock_area_m2"),
            ditch_split_basis=design.get("ditch_split_basis") or None,
            # 지금 B06 은 `cut_rock_kind` 를 냄 — 옛 저장분은 암 지반 유형으로(유토곡선과 같은 규칙)
            cut_rock_kind=design.get("cut_rock_kind")
            or (design.get("ground_type") if design.get("ground_type") in ROCK_KINDS else None),
        )


@dataclass(slots=True)
class EarthworkRow:
    """토적표 한 줄. 열 이름은 실무 토적표(PLAN 8-4b)를 따른다."""

    chainage_m: float
    distance_m: float = 0.0
    cut_soil_area_m2: float = 0.0
    cut_soil_volume_m3: float = 0.0
    cut_soil_adjusted_m3: float = 0.0
    cut_rock_area_m2: float = 0.0
    cut_rock_volume_m3: float = 0.0
    cut_rock_adjusted_m3: float = 0.0
    ditch_soil_area_m2: float = 0.0
    ditch_soil_volume_m3: float = 0.0
    ditch_soil_adjusted_m3: float = 0.0
    ditch_rock_area_m2: float = 0.0
    ditch_rock_volume_m3: float = 0.0
    ditch_rock_adjusted_m3: float = 0.0
    adjusted_total_m3: float = 0.0
    fill_area_m2: float = 0.0
    fill_volume_m3: float = 0.0
    diverted_m3: float = 0.0
    balance_m3: float = 0.0
    cumulative_m3: float = 0.0
    # 측구를 무슨 근거로 갈랐나 — 설계가 낸 사유를 그대로 싣는다(빈 문자열은 사유 없음).
    ditch_split_basis: str = ""
    # 절토 암 칸이 어느 갈래(환산계수)로 셌나 — 화면이 리핑암 · 발파암 열로 가름
    cut_rock_kind: str = _DEFAULT_ROCK_KIND
    notes: list[str] = field(default_factory=list)
    # 면 계열 — `{키: {"length_m": 거리, "area_m2": 면적}}` · 값 없으면 None
    faces: dict[str, dict[str, float | None]] = field(default_factory=dict)


def _split_ditch(area: StationArea) -> tuple[float, float, str]:
    """측구터파기 단면적을 토사·암으로 가른다 — **설계가 가른 값을 그대로 읽는다.**

    가름의 주인은 횡단 설계다. B06 이 절토 분리와 같은 근거(지반 유형 + 암반 경계선)로
    `ditch_soil_area_m2`·`ditch_rock_area_m2` 를 내고 사유를 `ditch_split_basis` 로
    함께 낸다. 토적표가 여기서 다시 나누면 **같은 측구가 횡단도와 토적표에서 다른 숫자로
    선다** — 그 어긋남을 없애는 자리다.

    못 가른 측점(암 지반인데 암반 경계선이 없음)은 설계가 **전량 암 + 사유**로 내므로
    여기서 손보지 않는다.

    ⚠ 폴백은 **설계값이 아예 없을 때만** — 가름이 붙기 전 저장분이다. 그때만 그 측점의
      절토 토사:암 면적비로 안분하고, 근거를 `cut_area_ratio_fallback` 으로 남겨
      「설계가 가른 것이 아니다」가 표에 드러나게 한다.
    """
    if area.ditch_soil_area_m2 is not None or area.ditch_rock_area_m2 is not None:
        return (
            float(area.ditch_soil_area_m2 or 0.0),
            float(area.ditch_rock_area_m2 or 0.0),
            area.ditch_split_basis or "",
        )

    ditch = area.ditch_area_m2
    if ditch <= 0:
        return 0.0, 0.0, "no_ditch"
    soil, rock = area.cut_soil_area_m2, area.cut_rock_area_m2
    total = soil + rock
    if total <= 0:
        return ditch, 0.0, _FALLBACK_BASIS  # 절토가 없으면 토사로 본다.
    return ditch * soil / total, ditch * rock / total, _FALLBACK_BASIS


def build_rows(
    stations: Iterable[StationArea], factors: Factors | None = None
) -> list[EarthworkRow]:
    """측점 목록 → 토적표 줄 목록. 측점은 이정 순으로 정렬해 받는다.

    `factors` 는 프로젝트가 고른 토량환산계수다(`earthwork_conversion_factors`).
    안 주면 정본 기본값이 선다 — 설정을 안 읽는 자리(시험·되짚기)를 위한 것이다.
    """
    factors = factors or EARTHWORK_CONVERSION_FACTORS
    ordered = sorted(stations, key=lambda s: s.chainage_m)
    rows: list[EarthworkRow] = []
    previous: StationArea | None = None
    previous_ditch: tuple[float, float] = (0.0, 0.0)
    cumulative = 0.0

    for station in ordered:
        ditch_soil, ditch_rock, ditch_basis = _split_ditch(station)
        soil_factor = _factor("soil", factors)
        rock_factor = _factor(station.cut_rock_kind or _DEFAULT_ROCK_KIND, factors)
        row = EarthworkRow(
            chainage_m=station.chainage_m,
            cut_soil_area_m2=station.cut_soil_area_m2,
            cut_rock_area_m2=station.cut_rock_area_m2,
            ditch_soil_area_m2=ditch_soil,
            ditch_rock_area_m2=ditch_rock,
            fill_area_m2=station.fill_area_m2,
            ditch_split_basis=ditch_basis,
            cut_rock_kind=station.cut_rock_kind or _DEFAULT_ROCK_KIND,
        )
        if ditch_basis == _FALLBACK_BASIS:
            row.notes.append(_FALLBACK_NOTE)
        if previous is not None:
            distance = station.chainage_m - previous.chainage_m
            row.distance_m = distance

            def mean_volume(before: float, now: float) -> float:
                return (before + now) / 2.0 * distance

            row.cut_soil_volume_m3 = mean_volume(
                previous.cut_soil_area_m2, station.cut_soil_area_m2
            )
            row.cut_rock_volume_m3 = mean_volume(
                previous.cut_rock_area_m2, station.cut_rock_area_m2
            )
            row.ditch_soil_volume_m3 = mean_volume(previous_ditch[0], ditch_soil)
            row.ditch_rock_volume_m3 = mean_volume(previous_ditch[1], ditch_rock)
            row.fill_volume_m3 = mean_volume(previous.fill_area_m2, station.fill_area_m2)

            row.cut_soil_adjusted_m3 = row.cut_soil_volume_m3 * soil_factor
            row.cut_rock_adjusted_m3 = row.cut_rock_volume_m3 * rock_factor
            row.ditch_soil_adjusted_m3 = row.ditch_soil_volume_m3 * soil_factor
            row.ditch_rock_adjusted_m3 = row.ditch_rock_volume_m3 * rock_factor

        row.faces = _face_cells(previous, station)
        # 보정량계 = 절토 보정량만(PLAN 69 정함) — 측구터파기는 칸에만
        row.adjusted_total_m3 = row.cut_soil_adjusted_m3 + row.cut_rock_adjusted_m3
        # 유용토 = 그 측점에서 절취분과 성토분이 서로 만나는 몫.
        row.diverted_m3 = min(row.adjusted_total_m3, row.fill_volume_m3)
        row.balance_m3 = row.adjusted_total_m3 - row.fill_volume_m3
        cumulative += row.balance_m3
        row.cumulative_m3 = cumulative

        rows.append(row)
        previous = station
        previous_ditch = (ditch_soil, ditch_rock)
    return rows


def _face_cells(
    previous: StationArea | None, station: StationArea
) -> dict[str, dict[str, float | None]]:
    """면 계열 거리 · 면적 — 면적 = 앞뒤 평균 거리 × 측점 거리 · 첫 측점은 거리만."""
    out: dict[str, dict[str, float | None]] = {}
    for key in FACE_KEYS:
        length = station.faces.get(key)
        before = previous.faces.get(key) if previous else None
        area = None
        if previous is not None and (length is not None or before is not None):
            distance = station.chainage_m - previous.chainage_m
            area = ((before or 0.0) + (length or 0.0)) / 2.0 * distance
        out[key] = {"length_m": length, "area_m2": area}
    return out


def totals(rows: list[EarthworkRow]) -> dict[str, float]:
    """합계 행. 단면적은 합이 뜻이 없어 싣지 않는다(실무 토적표도 비워 둔다)."""
    keys = (
        "distance_m",
        "cut_soil_volume_m3",
        "cut_soil_adjusted_m3",
        "cut_rock_volume_m3",
        "cut_rock_adjusted_m3",
        "ditch_soil_volume_m3",
        "ditch_soil_adjusted_m3",
        "ditch_rock_volume_m3",
        "ditch_rock_adjusted_m3",
        "adjusted_total_m3",
        "fill_volume_m3",
        "diverted_m3",
        "balance_m3",
    )
    out = {key: sum(getattr(row, key) for row in rows) for key in keys}
    for kind in ROCK_KINDS:  # 암 칸을 갈래별로 — 화면 합계 줄의 리핑암 · 발파암
        mine = [row for row in rows if row.cut_rock_kind == kind]
        out[f"cut_{kind}_volume_m3"] = sum(row.cut_rock_volume_m3 for row in mine)
        out[f"cut_{kind}_adjusted_m3"] = sum(row.cut_rock_adjusted_m3 for row in mine)
        out[f"ditch_{kind}_volume_m3"] = sum(row.ditch_rock_volume_m3 for row in mine)
    for key in FACE_KEYS:
        out[f"{key}_area_m2"] = sum(row.faces.get(key, {}).get("area_m2") or 0.0 for row in rows)
    return out


def build_table(stations: Iterable[StationArea], factors: Factors | None = None) -> dict[str, Any]:
    """화면·API 가 그대로 쓰는 모양. 값은 자르지 않는다(PLAN 8-16).

    `conversion_factors` 로 **실제로 쓴 계수**를 되싣는다 — 프로젝트가 고른 값이면
    그것이 나가야 화면이 「무엇으로 셌나」를 그대로 보인다.
    """
    factors = factors or EARTHWORK_CONVERSION_FACTORS
    rows = build_rows(stations, factors)
    return {
        "method": "average_end_area",
        "conversion_factors": factors,
        "rows": [row.__dict__ if not hasattr(row, "__slots__") else _as_dict(row) for row in rows],
        "totals": totals(rows),
        "station_count": len(rows),
    }


def _as_dict(row: EarthworkRow) -> dict[str, Any]:
    return {name: getattr(row, name) for name in EarthworkRow.__slots__}