[發明專利]三維連續軌道系統軌道板空間位置的精確布置與定位方法

有效

• 申請號: 201110096974.0
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102184279A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 伍衛凡;閆紅亮
• 申請（專利權）人: 鐵道第三勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 崔立增

技術領域

本發明涉及軌道板空間位置的布置與定位方法，特別涉及三維空間連續軌道系統軌道板空間位置的精確布置與定位方法。

背景技術

中國鐵路建設處于發展與提速時期，高速鐵路具有運營速度高，平順性要求高，鋪設精度要求高等特點。傳統的軌道結構已不能滿足高速鐵路的運營要求，許多新型軌道結構大量涌現。而對于新型三維空間連續軌道系統來講，只有將軌道板空間位置進行精確布置與定位，才能滿足其鋪設、運營的高精度、高平順性、高舒適性等要求。

由于傳統的軌道結構平順性要求低、鋪設精度要求低，不需要精確定位，所以，目前尚未形成針對于三維連續軌道系統軌道板空間位置的精確布置與定位方法的成套技術。已有的布置與定位方法主要是通過手工計算線路中線的大地坐標，然后用樁號進行標示，從而確定線路位置。該方法獲取數據精度差，無法滿足高速鐵路的鋪設精度，該方法獲取數據效率低，無法滿足高速鐵路推廣和應用需求。

隨著鐵路建設深入開展的需要，軌道系統高精度高效率的布置與定位方法得到重視。三維空間連續軌道系統軌道板空間位置的精確布置與定位方法，通過創建線路左右線的三維空間曲線模型，確定軌道板布置范圍，從而確定軌道板沿線路左右線的縱向位置，并利用控制點與左右線的位置關系來精確確定軌道板相對于左右線的橫向位置。作為軌道板高精度高效率的布置與定位方法，具有獲取數據精度高、效率高的突出優點，進入應用研究和新的發展階段。

發明內容

針對現有的布置與定位方法中所存在的問題，本發明提出針對三維連續軌道系統軌道板空間位置的精確布置與定位方法，其目的在于通過軌道板布置軟件將其空間位置在設計線路上進行高精度的布置以及定位，以保證高速鐵路線路的高平順性與高舒適性的要求，可有效提高工作效率。

本發明所涉及的三維連續軌道系統軌道板空間位置的精確布置與定位方法，是指對于三維連續軌道系統，通過創建線路左右線的三維空間曲線模型，確定軌道板布置范圍，從而確定軌道板沿線路左右線的縱向位置，并利用控制點與左右線的位置關系來精確確定軌道板相對于左右線的橫向位置，最終輸出軌道板的布置結果。所述的軌道板空間位置的布置與定位方法包括以下步驟：

1、創建線路左右線的三維空間曲線模型

首先，創建線路左線平面模型，向計算機輸入線路平面數據、斷鏈數據，創建平面曲線集合單元（包括緩和曲線、圓曲線、緩和曲線），創建曲線夾直線單元，添加曲線超高數據，形成平面模型。其次，創建線路左線縱斷面模型，輸入線路坡度數據，并將其轉化為里程高程格式，創建豎曲線集合單元（包括緩和曲線、圓曲線、緩和曲線），創建直線坡段單元，形成縱斷面模型。再次，整合形成線路左線三維空間曲線模型，將線路左線平面模型與縱斷面進行整合形成線路左線三維空間曲線模型。最后，生成線路右線三維空間曲線模型，通過將線路左線三維空間曲線進行偏移，生成線路右線三維空間曲線模型。

2、確定軌道板布置范圍

確定左右線各強制點里程，并輸入強制點間軌道板類型、斷鏈號等相關信息。從而，確定每個強制點間的范圍為軌道板布置范圍。其中，右線強制點的里程為其在左線上的投影里程。

3、確定軌道板的縱向位置

長度為6.5m的軌道板稱為標準類型軌道板，簡稱標準板。長度小于6.5m的軌道板稱為補償類型軌道板，簡稱補償板。

確定每塊軌道板在線路左右線上的縱向位置，即在每個布板范圍內，將不同類型的軌道板沿線路左右線依次布置并編號。在進行布置時應首先選用標準板，當布置長度不滿足標準板的長度要求時，再考慮選用補償板，補償板應從補償板數據庫中選用。最后將全線的軌道板布置數據匯總存儲于軌道板總數據庫中。

由于線路左線為設計基準線，所以線路左線軌道板的位置可采用其控制點的標注里程來表示，而線路右線軌道板的位置采用其控制點的左線投影里程來表示。

4、精確確定軌道板的橫向位置

對于標準類型和補償類型軌道板，板首和板尾各有一個控制點，軌道板的橫向位置是通過精確定位控制點與左右線的位置關系來確定的。線路直線地段，軌道板定位控制點均位于線路左線或右線上；線路曲線地段，根據控制點與線路左右線的位置關系，軌道板精確定位方式主要有以下幾種：兩控制點位于線路左線或右線上；兩控制點的連線位于所截曲線的二分之一矢高處；兩控制點的連線位于所截曲線的三分之一矢高處；兩控制點的連線與曲線相切。

5、輸出軌道板布置結果

根據軌道板布置情況，可統計得到標準板的數量及布置文件，補償板的長度、數量及布置文件，并輸出形成統計結果。