[發(fā)明專利]一種道路平面線形連續(xù)均衡性評(píng)價(jià)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710445467.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107256313B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段鐵錚;趙慧;吳楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13
• 代理公司: 北京萬(wàn)科園知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

1.一種道路平面線形連續(xù)均衡性評(píng)價(jià)方法，其步驟如下：

步驟一：參數(shù)設(shè)置及單元區(qū)段切分；單元區(qū)段切分是指針對(duì)平面線形方案以某種單元分段的長(zhǎng)度進(jìn)行線形切分，將平面線形劃分成多個(gè)單元；分段的起點(diǎn)需要同時(shí)考慮兩種情況，一是線形樁號(hào)的起點(diǎn)作為分段起點(diǎn)，二是線形樁號(hào)的終點(diǎn)作為分段起點(diǎn)；分段的長(zhǎng)度是單元分段長(zhǎng)度；

(1)設(shè)置單元分段初設(shè)長(zhǎng)度及初設(shè)長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)；

(2)基于單元分段初設(shè)長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)不同方案下道路線形的切分；基于單元分段初設(shè)長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)不同方案下道路線形的切分，即分別從道路線形起點(diǎn)樁號(hào)和線形終點(diǎn)樁號(hào)開(kāi)始，以單元分段長(zhǎng)度對(duì)線形進(jìn)行切分，則針對(duì)每個(gè)平面線形方案有兩種切分結(jié)果；平面線形方案為至少兩個(gè)；當(dāng)線形切分時(shí)最后一段的長(zhǎng)度小于單元分段長(zhǎng)度時(shí)，則最后一段的線形要素不納入后續(xù)步驟的線形提取以及指標(biāo)分析工作；與確定的多個(gè)單元分段長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，針對(duì)每一個(gè)平面線形方案，將有多個(gè)線形切分結(jié)果；

(3)檢驗(yàn)單元分段長(zhǎng)度及個(gè)數(shù)的有效性，確定最終的單元分段長(zhǎng)度及長(zhǎng)度個(gè)數(shù)；其中，初設(shè)長(zhǎng)度的有效性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)兩種分段起點(diǎn)切分下的單元區(qū)段中線形元素的最大值同時(shí)大于等于2時(shí)，則判斷初設(shè)長(zhǎng)度有效；最終確定的單元分段長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，且不低于3個(gè)；若依據(jù)步驟一(1)的設(shè)置，最終確定的單元分段長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)低于3個(gè)，則需返回步驟一(1)，增加初設(shè)長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)，直到滿足單元分段長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)為奇數(shù)且不低于3個(gè)為止；

(4)切分平面線形方案，獲得單元區(qū)段；以步驟一(3)中的最終單元分段長(zhǎng)度及個(gè)數(shù)，對(duì)平面線形方案進(jìn)行切分，獲得不同單元分段長(zhǎng)度下不同方案的單元區(qū)段；

步驟二：提取每個(gè)單元分段長(zhǎng)度下的線形元素；

基于步驟一獲得的不同單元分段長(zhǎng)度下的線形切分結(jié)果，針對(duì)不同的單元分段長(zhǎng)度，分別提取每個(gè)單元區(qū)段的平面線形元素；所提取的平面線形單元分段長(zhǎng)度下的平面線形元素包括：平面線形單元區(qū)段數(shù)量、單元區(qū)段的編號(hào)、單元區(qū)段中平面元素編號(hào)、單元區(qū)段中平面元素類型、單元區(qū)段中平面元素平面長(zhǎng)度、單元區(qū)段中平面元素弦長(zhǎng)、單元區(qū)段中平面元素半徑、單元區(qū)段中平面元素轉(zhuǎn)向；

步驟三：針對(duì)不同的單元分段長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)每個(gè)單元長(zhǎng)度下的元素集成信息處理；每個(gè)單元長(zhǎng)度下平面元素集成信息包括：?jiǎn)卧獏^(qū)段的編號(hào)、單元區(qū)段中平面元素的構(gòu)形特征參數(shù)、單元區(qū)段中平面元素的元素?cái)?shù)量、單元區(qū)段中平面元素的累積長(zhǎng)度、單元區(qū)段中平面元素的累積弦長(zhǎng)；

步驟四：計(jì)算平面線形連續(xù)均衡性的基本指標(biāo)；針對(duì)不同的單元分段長(zhǎng)度下的單元區(qū)段，計(jì)算基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的線形連續(xù)均衡性的基本指標(biāo)；平面線形的基本指標(biāo)包括：相鄰單元弦弓比均衡性系數(shù)、相鄰單元元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)、相鄰單元轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)；

(1)相鄰單元弦弓比均衡性系數(shù)計(jì)算：先計(jì)算每個(gè)單元區(qū)段中單個(gè)元素的弦弓比；計(jì)算每個(gè)單元區(qū)段中元素的弦弓比均值，即所有元素弦弓比之和除以元素?cái)?shù)量；計(jì)算每個(gè)單元區(qū)段的整體弦弓比，即單元區(qū)段中平面元素的累積弦長(zhǎng)除以平面元素的累積長(zhǎng)度；計(jì)算每個(gè)單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)，即單元區(qū)段中元素的弦弓比均值與單元區(qū)段的整體弦弓比之積的開(kāi)平方根；計(jì)算相鄰單元弦弓比均衡性系數(shù)，包括兩種：相鄰單元正向弦弓比均衡性系數(shù)和相鄰單元反向弦弓比均衡性系數(shù)；其中，相鄰單元正向弦弓比均衡性系數(shù)是指從道路線形的分段起點(diǎn)開(kāi)始，向道路線形最后一個(gè)單元的區(qū)段終點(diǎn)方向，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)單元間的單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)比值，即上游單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)除以下游單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)；相鄰單元反向弦弓比均衡性系數(shù)是指從道路線形最后一個(gè)單元的區(qū)段終點(diǎn)開(kāi)始，向道路線形的分段起點(diǎn)方向，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)單元間的單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)比值，即下游單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)除以上游單元區(qū)段的弦弓比系數(shù)，需要說(shuō)明的是上游和下游的說(shuō)法是以道路線形的分段起點(diǎn)開(kāi)始來(lái)界定的；與分段起點(diǎn)的兩種情況相對(duì)應(yīng)，相鄰單元弦弓比均衡性系數(shù)的計(jì)算結(jié)果分為基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)的相鄰單元正向和反向弦弓比均衡性系數(shù)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)的相鄰單元正向和反向弦弓比均衡性系數(shù)；

(2)相鄰單元元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)計(jì)算；相鄰單元元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)包括兩種情況：相鄰單元正向元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)和相鄰單元反向元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)；其中，相鄰單元正向元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)是指從道路線形的分段起點(diǎn)開(kāi)始，向道路線形最后一個(gè)單元的區(qū)段終點(diǎn)方向，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)單元間的單元區(qū)段的元素?cái)?shù)量比值，即上游單元區(qū)段的元素?cái)?shù)量除以下游單元區(qū)段的元素?cái)?shù)量；相鄰單元反向元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)是指從道路線形最后一個(gè)單元的區(qū)段終點(diǎn)開(kāi)始，向道路線形的分段起點(diǎn)方向，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)單元間的單元區(qū)段的元素?cái)?shù)量比值，即下游單元區(qū)段的元素?cái)?shù)量除以上游單元區(qū)段的元素?cái)?shù)量，需要說(shuō)明的是上游和下游的說(shuō)法是以道路線形的分段起點(diǎn)開(kāi)始來(lái)界定的；與分段起點(diǎn)的兩種情況相對(duì)應(yīng)，相鄰單元弦弓比均衡性系數(shù)的計(jì)算結(jié)果分為基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)的相鄰單元正向和反向元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)的相鄰單元正向和反向元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)；

(3)相鄰單元轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)計(jì)算；相鄰單元轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)包括兩種情況：相鄰單元正向轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)和相鄰單元反向轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)；其中，相鄰單元正向轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)是指從道路線形的分段起點(diǎn)開(kāi)始，向道路線形最后一個(gè)單元的區(qū)段終點(diǎn)方向，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)單元間的單元區(qū)段的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)比值，即上游單元區(qū)段的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)除以下游單元區(qū)段的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)；相鄰單元反向轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)是指從道路線形最后一個(gè)單元的區(qū)段終點(diǎn)開(kāi)始，向道路線形的分段起點(diǎn)方向，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)單元間的單元區(qū)段的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)比值，即下游單元區(qū)段的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)除以上游單元區(qū)段的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)，需要說(shuō)明的是上游和下游的說(shuō)法是以道路線形的分段起點(diǎn)開(kāi)始來(lái)界定的；與分段起點(diǎn)的兩種情況相對(duì)應(yīng)，相鄰單元弦弓比均衡性系數(shù)的計(jì)算結(jié)果分為基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)的相鄰單元正向和反向轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)的相鄰單元正向和反向轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)；每個(gè)單元的轉(zhuǎn)向特征參數(shù)的計(jì)算公式按照單元區(qū)段內(nèi)元素的構(gòu)形特征參數(shù)的差異分為兩類，當(dāng)單元區(qū)段內(nèi)的構(gòu)形特征參數(shù)屬于同向特征時(shí)，則轉(zhuǎn)向特征參數(shù)等于該單元區(qū)段內(nèi)元素弦弓比的均值；當(dāng)單元區(qū)段內(nèi)的構(gòu)形特征參數(shù)屬于逆向特征時(shí)，則轉(zhuǎn)向特征參數(shù)等于該單元區(qū)段內(nèi)各元素弦弓比之積；相鄰單元轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)的計(jì)算公式有兩種情況，一是當(dāng)相鄰單元的構(gòu)形特征參數(shù)屬于同向特征時(shí)，則相鄰單元轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)等于兩個(gè)相鄰單元轉(zhuǎn)向特征參數(shù)的均值；二是當(dāng)相鄰單元的構(gòu)形特征參數(shù)屬于逆向特征時(shí)，則相鄰單元轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)等于兩個(gè)相鄰單元轉(zhuǎn)向特征參數(shù)之積；

步驟五：計(jì)算平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)；

(1)單個(gè)基本指標(biāo)的變異系數(shù)計(jì)算；針對(duì)不同的單元分段長(zhǎng)度，計(jì)算單個(gè)基本指標(biāo)的變異系數(shù)；與分段起點(diǎn)的兩種情況相對(duì)應(yīng)，單個(gè)基本指標(biāo)的變異系數(shù)包括基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)的單個(gè)基本指標(biāo)變異系數(shù)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)的單個(gè)基本指標(biāo)變異系數(shù)；基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的單個(gè)基本指標(biāo)變異系數(shù)分為兩類：?jiǎn)蝹€(gè)基本指標(biāo)的正向變異系數(shù)和單個(gè)基本指標(biāo)的反向變異系數(shù)；針對(duì)正向或反向，所計(jì)算的變異系數(shù)包括：弦弓比均衡性系數(shù)的變異系數(shù)、元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)的變異系數(shù)、轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)的變異系數(shù)；

(2)平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)計(jì)算：針對(duì)不同的單元分段長(zhǎng)度，計(jì)算平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)；與分段起點(diǎn)的兩種情況相對(duì)應(yīng)，平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)包括基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)兩種情況；基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)包括兩類：基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形正向連續(xù)均衡性綜合系數(shù)和基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形反向連續(xù)均衡性綜合系數(shù)；針對(duì)正向或反向，基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)的計(jì)算公式一致，即：弦弓比均衡性系數(shù)的變異系數(shù)、元素?cái)?shù)量均衡性系數(shù)的變異系數(shù)、轉(zhuǎn)向特征均衡性系數(shù)的變異系數(shù)三個(gè)指標(biāo)之積的開(kāi)三次方根；計(jì)算基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)，即基于道路線形起點(diǎn)或終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形正向連續(xù)均衡性綜合系數(shù)和平面線形反向連續(xù)均衡性綜合系數(shù)的均值；在此基礎(chǔ)上，計(jì)算平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)，即基于道路線形起點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)和基于道路線形終點(diǎn)樁號(hào)的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)的開(kāi)平方值；

步驟六：對(duì)平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)進(jìn)行綜合排序得分的計(jì)算，進(jìn)行方案綜合得分排序；

(1)不同方案平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)綜合排序得分的計(jì)算；針對(duì)不同的單元分段長(zhǎng)度，得到所有線形方案的排序值，平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)最小的排第1，從小往大，依次類推；針對(duì)每個(gè)線形方案，按照不同的單元分段長(zhǎng)度，將得到多個(gè)排名，將這些排名求和，則為該方案的平面線形連續(xù)均衡性綜合系數(shù)綜合排序得分；

(2)方案綜合得分排序；綜合排序得分最低的排名第1，從小往大，以此類推；按綜合排序得分最低的排名第1，從小往大的排序原則，分別得到平面線形方案的最終排序結(jié)果。