[發(fā)明專利]基于軌行區(qū)點(diǎn)云大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法

在審

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• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110598239A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳冰;邱運(yùn)軍;王熙照;丁先立;王宏杰;李長娥;張志軼;張國華;張震剛;陳書鉞;胡雷;卓文海;陳文濤;劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中建安裝集團(tuán)有限公司;深圳市前海熙瑞大數(shù)據(jù)文化有限公司;廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司;中易天建設(shè)工程技術(shù)(深圳)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了基于軌行區(qū)點(diǎn)云大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法，屬于點(diǎn)云大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，基于軌行區(qū)點(diǎn)云大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法，可以實(shí)現(xiàn)對三維激光掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云分塊、點(diǎn)云降噪及點(diǎn)云均勻化預(yù)處理，使得任意里程對應(yīng)實(shí)際斷面的十個衡量斷面侵限值程度的關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)計算更加準(zhǔn)確；根據(jù)平面及縱斷面二維圖所搭建的設(shè)計路線，確定理論斷面的十個關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，更加準(zhǔn)確地計算出斷面的侵限值以及疏散平臺、接觸網(wǎng)等設(shè)備尺寸；根據(jù)計算的斷面十個關(guān)鍵點(diǎn)侵限值，建立深度學(xué)習(xí)模型，學(xué)習(xí)平、縱斷面參數(shù)與侵限值之間的函數(shù)關(guān)系，隨后采用梯度下降方法求取函數(shù)的極值，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計線路的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及點(diǎn)云大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地說，涉及基于軌行區(qū)點(diǎn)云大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

地鐵隧道竣工后，由于受施工誤差、測量誤差及結(jié)構(gòu)變形等因素影響，建成的實(shí)際隧道與原始設(shè)計線路對應(yīng)的理論隧道存在偏差，為了度量偏差，將整條隧道按相同距離間隔選取多個斷面，計算出每個斷面的侵限值，根據(jù)每個斷面侵限值的大小即可判斷隧道的偏差大小，進(jìn)而判斷原始設(shè)計線路方案是否滿足行車要求。

當(dāng)斷面的侵限值不滿足要求時，需要調(diào)整原始設(shè)計線路，重新計算每個斷面的侵限值，直至調(diào)整后的設(shè)計線路滿足行車要求，才能進(jìn)行列車軌道的鋪設(shè)，軌道鋪設(shè)完成后，需要計算安裝在隧道內(nèi)壁的設(shè)備尺寸。具體操作為：測量人員手推軌檢小車沿隧道前進(jìn)，采集隧道斷面里程、傾角及軌距等數(shù)據(jù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)及調(diào)整后的設(shè)計線路計算出設(shè)備尺寸，將計算出的設(shè)備尺寸數(shù)據(jù)交給設(shè)備制造廠商，訂制相應(yīng)尺寸的設(shè)備，最后將訂制的設(shè)備安裝在隧道內(nèi)壁。不過，采用上述方法的整個過程中存在以下兩個缺陷：

1、無法實(shí)時地計算每個斷面的侵限值。傳統(tǒng)斷面測量方法只測量每個斷面特定十個點(diǎn)的坐標(biāo)位置，結(jié)合設(shè)計線路方案便可計算出斷面的侵限值，然而，當(dāng)設(shè)計線路方案進(jìn)行了調(diào)整，原來測量的每個斷面十個點(diǎn)的坐標(biāo)位置會發(fā)生變化，需要重新測量每個斷面的十個點(diǎn)坐標(biāo)位置，才能計算出每個斷面的侵限值，而重新測量需要耗費(fèi)大量的時間，測量工作完成后才能計算每個斷面的侵限值。

2、根據(jù)測量值計算出的設(shè)備尺寸誤差較大。傳統(tǒng)計算設(shè)備尺寸的方法是基于軌檢小車的軌距測量值，軌距測量值容易受人為因素的影響，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，進(jìn)而使得設(shè)備尺寸的計算誤差增大。計算的設(shè)備尺寸偏小時，會使列車與設(shè)備之間的空隙增大，對于有嚴(yán)格距離要求的設(shè)備將不滿足規(guī)范要求，需要重新訂制設(shè)備；計算的設(shè)備尺寸偏大時，會使列車與設(shè)備之間距離過小，可能會導(dǎo)致列車與設(shè)備發(fā)生摩擦、碰撞，威脅列車行車安全，需要削減設(shè)備，減小尺寸，保證列車行車安全，無論計算出的設(shè)備尺寸偏大或偏小，都需要對設(shè)備進(jìn)行二次處理，耗費(fèi)材料同時又浪費(fèi)時間。

目前，通過三維激光掃描直接將各種復(fù)雜的、不規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)等隧道內(nèi)壁三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，經(jīng)過建模，構(gòu)建出隧道的三維實(shí)體模型，但是，由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)量龐大，當(dāng)所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)直接參與運(yùn)算，需要耗費(fèi)大量的時間，并且可能會導(dǎo)致計算機(jī)因運(yùn)算內(nèi)存不足而無法計算結(jié)果，而且，點(diǎn)云數(shù)據(jù)在部分區(qū)間存在噪點(diǎn)以及密度不均勻等問題，需要對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)處理，以提高點(diǎn)云數(shù)據(jù)的查找速度及準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供基于軌行區(qū)點(diǎn)云大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法，它可以實(shí)現(xiàn)對三維激光掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云分塊、點(diǎn)云降噪及點(diǎn)云均勻化預(yù)處理，使得任意里程對應(yīng)實(shí)際斷面的十個衡量斷面侵限值程度的關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)計算更加準(zhǔn)確；根據(jù)平面及縱斷面二維圖所搭建的設(shè)計路線，確定理論斷面的十個關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，更加準(zhǔn)確地計算出斷面的侵限值以及疏散平臺、接觸網(wǎng)等設(shè)備尺寸；根據(jù)計算的斷面十個關(guān)鍵點(diǎn)侵限值，建立深度學(xué)習(xí)模型，學(xué)習(xí)平、縱斷面參數(shù)與侵限值之間的函數(shù)關(guān)系，隨后采用梯度下降方法求取函數(shù)的極值，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計線路的目的。

2.技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

基于軌行區(qū)點(diǎn)云大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法，包括以下步驟：