[發(fā)明專利]一種既有鐵路平面線位整體重構(gòu)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710891835.4
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107609300B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲浩;張洪;李偉;彭先寶;王雷;李帥;周雨
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06K9/62
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 楊萍

1.一種既有鐵路平面線位整體重構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S₁：將測點(diǎn)按照其里程進(jìn)行排序；

S₂：將起始測點(diǎn)和終止測點(diǎn)的切線方位角變化率設(shè)為0，依次計(jì)算各測點(diǎn)切線方位角變化率ζ，比較各測點(diǎn)方位角變化率ζ和方位角變化率閾值r，以識別測點(diǎn)所屬的線元類型：當(dāng)ζ<r時(shí)，測點(diǎn)為直線線元測點(diǎn)；當(dāng)ζ≥r時(shí)，測點(diǎn)為圓曲線線元測點(diǎn)；將相鄰的屬于同種線元類型的測點(diǎn)聚類為一個(gè)點(diǎn)群，從而實(shí)現(xiàn)測點(diǎn)的初始聚類，得到初始聚類線元點(diǎn)群集合Q⁽¹⁾，其中包括多個(gè)直線線元點(diǎn)群和多個(gè)圓曲線線元點(diǎn)群；

S₃：遍歷線元點(diǎn)群集合Q⁽¹⁾，依據(jù)其中各線元點(diǎn)群中的測點(diǎn)數(shù)目初步調(diào)整初始聚類線元點(diǎn)群，得到線元點(diǎn)群集合Q⁽²⁾；

1)如果線元點(diǎn)群集合Q⁽¹⁾中第i個(gè)線元點(diǎn)群為直線線元點(diǎn)群，且該線元點(diǎn)群內(nèi)只有一個(gè)測點(diǎn)，即同時(shí)與其相鄰的兩個(gè)圓曲線線元點(diǎn)群中一個(gè)線元點(diǎn)群內(nèi)的測點(diǎn)數(shù)目大于等于3，另一個(gè)線元點(diǎn)群內(nèi)的測點(diǎn)數(shù)目小于3，則將該直線線元點(diǎn)群糾正為圓曲線線元點(diǎn)群，然后合并該三個(gè)連續(xù)的圓曲線線元點(diǎn)群為一個(gè)圓曲線線元點(diǎn)群；表示內(nèi)的測點(diǎn)數(shù)目；遍歷線元點(diǎn)群集合Q⁽¹⁾，直至沒有直線線元點(diǎn)群被合并到圓曲線線元點(diǎn)群；

2)如果線元點(diǎn)群Q⁽¹⁾中第i個(gè)線元點(diǎn)群為圓曲線線元點(diǎn)群，且該線元點(diǎn)群內(nèi)測點(diǎn)數(shù)目不足3個(gè)，則將該線元點(diǎn)群糾正為直線線元點(diǎn)群，然后合并與其相鄰的兩個(gè)直線線元點(diǎn)群，將三個(gè)連續(xù)的直線線元點(diǎn)群合并為一個(gè)直線線元點(diǎn)群；遍歷線元點(diǎn)群集合Q⁽¹⁾，直至沒有圓曲線線元點(diǎn)群被合并到直線線元點(diǎn)群；

S₄：遍歷調(diào)整后的線元點(diǎn)群集合Q⁽²⁾，如果線元點(diǎn)群Q⁽²⁾中第i個(gè)線元點(diǎn)群為圓曲線線元點(diǎn)群，則基于最小二乘原理擬合該圓曲線線元點(diǎn)群兩端的直線線元點(diǎn)群，并計(jì)算擬合得到的兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)(x_JDi,y_JDi)，依據(jù)交點(diǎn)坐標(biāo)位置進(jìn)一步調(diào)整線元點(diǎn)群，得到線元點(diǎn)群集合Q⁽³⁾；

1)如果交點(diǎn)坐標(biāo)位于圓曲線線元點(diǎn)群范圍內(nèi)，且位于直線線元點(diǎn)群范圍外，則該圓曲線線元點(diǎn)群不需要調(diào)整；

2)除1)情況外，則調(diào)整該圓曲線線元點(diǎn)群為直線線元點(diǎn)群，并合并這3個(gè)連續(xù)的直線線元點(diǎn)群為一個(gè)直線線元點(diǎn)群；

S₅：迭代計(jì)算，逐步識別并調(diào)整線元點(diǎn)群集合Q⁽³⁾中直線線元點(diǎn)群和圓曲線線元點(diǎn)群中的緩和曲線線元測點(diǎn)，使線元點(diǎn)群中不同類型的線元測點(diǎn)數(shù)目達(dá)到穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)直線、圓曲線、緩和曲線三種類型線元測點(diǎn)的最終聚類，并基于最小二乘原理擬合最終聚類的直線、圓曲線、緩和曲線線元點(diǎn)群，形成由直線-緩和曲線-圓曲線-緩和曲線-直線組成的局部線位；

S₆：連接各局部線位形成初始整體擬合線位；

S₇：以初始整體擬合線位中各曲線段的前緩和曲線長ls_i1、圓曲線長Q_i和后緩和曲線長ls_i2為變量，i＝1,2,…,n，n為所有曲線段數(shù)目，以全線的撥量和最小為目標(biāo)函數(shù)，建立優(yōu)化模型，采用非線性網(wǎng)格自適應(yīng)直接搜索算法對擬合線位進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的鐵路線位，即既有鐵路平面線位重構(gòu)方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有鐵路平面線位整體重構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述步驟S₂中，切線方位角變化率閾值r的計(jì)算公式如下：

式中：R_max為最大圓曲線半徑。