[發明專利]用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體及其應用方法

有效

• 申請號: 202011506288.1
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112498412B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 楊楠;唐先習;汪信;許佳;雍安娜;張海東;王要武;夏頂頂;蒙富佳
• 申請（專利權）人: 中國鐵路蘭州局集團有限公司;蘭州理工大學
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08;G01B11/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

1.用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體的應用方法，其特征在于，其步驟為：

(1)確定鐵路限界平面圖(2)的形狀及具體尺寸；

(2)生成鐵路限界組合圓臺體(1)，并確定鐵路限界組合圓臺體(1)的坐標系統；

(3)確定線路中心點在掃描系統內的坐標，然后確定需要判定是否超限的掃描點的區域范圍；

(4)將線路中心點及確定的區域范圍內的掃描點在掃描系統內的坐標轉化為在圓臺體坐標系統內的坐標；

(5)判定掃描點位是否超限；

(6)對于曲線上鐵路限界在線路左右兩側不一樣的情況，應在線路左右兩側分別生成半組合圓臺體a(18)、半組合圓臺體b(19)，并對線路兩側的點是否超限分別進行判定；

鐵路限界組合圓臺體(1)是由鐵路限界平面圖(2)繞其豎向中心軸(3)水平旋轉180°而成；鐵路限界平面圖中限界邊緣線(5)為一條折線，鐵路限界平面圖(2)則由3～10個等腰梯形(6)組成；鐵路限界組合圓臺體(1)也是由3～10個圓臺體(7)組成；

即將三維激光掃描點在三維激光掃描坐標系統o'x'y'z'內的坐標轉化為鐵路限界組合圓臺體(1)中坐標系統oxyz內的坐標；在進行坐標轉化時，由于z軸的方向不變，因此z軸先單獨進行轉化，oxy平面再進行轉化；假定坐標系統o'x'y'z'中坐標原點o'在圓臺體內的坐標系oxyz中的z坐標值為z₀，則掃描點坐標從z'軸到z軸的轉化關系為：z＝z'+z₀；若掃描點在三維激光掃描坐標系統o'x'y'z'的平面坐標系o'x'y'中的坐標為(x'，y')，在圓臺體內的坐標系oxyz中的平面坐標系oxy中的坐標為(x，y)，并且o'在oxy坐標系中的坐標為(x₀，y₀)，由x軸到x'軸的平面夾角為α，則掃描點的平面坐標從o'x'y'坐標系轉化到oxy坐標系的轉化關系為：

x＝x'cosα-y'sinα+x₀

y＝x'sinα+y'cosα+y₀；

進行掃描點是否超限判定，首先根據需判定點(16)的z值確定該高度處鐵路限界組合圓臺體(1)的水平截面圓(17)的半徑r₁₇，然后根據該點的坐標值(x₁₆，y₁₆)，對比(x₁₆²+y₁₆²)^1/2與r₁₇的大小；

當(x₁₆²+y₁₆²)^1/2≥r₁₇時，則點(16)處在鐵路限界以外，滿足鐵路限界的要求；當(x₁₆²+y₁₆²)^1/2r₁₇時，點(16)處于鐵路限界以內，則要對點(16)進行具體分析，以判定是否為超限點；

對于在曲線上出現鐵路限界在線路一側加寬或兩側加寬但加寬值不一樣的情況，鐵路限界組合圓臺體(1)則是由兩個不同圓面半徑的半組合圓臺體a(18)、半組合圓臺體b(19)組成，半組合圓臺體a(18)、半組合圓臺體b(19)各對應線路一側的鐵路界限；

線路兩側鐵路限界不相同時，可將兩個不同圓面半徑的半組合圓臺體a(18)、半組合圓臺體b(19)的結合面(20)的方向粗略對準x軸方向，誤差控制在10°以內均能滿足要求，然后每一側的限界超限狀況可根據該側的半組合圓臺體的水平截面圓(17)進行判斷。