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

有效

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• 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）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)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S₁：將測點按照其里程進行排序；

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

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

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

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

S₄：遍歷調(diào)整后的線元點群集合Q⁽²⁾，如果線元點群Q⁽²⁾中第i個線元點群為圓曲線線元點群，則基于最小二乘原理擬合該圓曲線線元點群兩端的直線線元點群，并計算擬合得到的兩條直線的交點坐標(x_JDi,y_JDi)，依據(jù)交點坐標位置進一步調(diào)整線元點群，得到線元點群集合Q⁽³⁾；

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

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

S₅：迭代計算，逐步識別并調(diào)整線元點群集合Q⁽³⁾中直線線元點群和圓曲線線元點群中的緩和曲線線元測點，使線元點群中不同類型的線元測點數(shù)目達到穩(wěn)態(tài)，實現(xiàn)直線、圓曲線、緩和曲線三種類型線元測點的最終聚類，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的計算公式如下：

式中：R_max為最大圓曲線半徑。