[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

用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體，是由鐵路限界平面圖繞其豎向中心軸水平旋轉180°而成。確定鐵路限界組合圓臺體的坐標系統，判定是否超限的三維激光掃描點位的范圍，將范圍內掃描點的坐標由三維掃描坐標系統坐標換算至組合圓臺體坐標系統；比較某一掃描點所在的z值處的組合圓臺體水平截面圓的半徑與該掃描點距坐標原點的水平距離的大小，判定該掃描點是否超限。鐵路曲線區段采用兩個半組合圓臺體的方式處理。方法步驟為：（1）確定鐵路限界平面圖；（2）生成限界組合圓臺體并確定其坐標系統；（3）確定需要判定是否超限的掃描點范圍；（4）坐標系統轉換；（5）判定掃描點位是否超限；（6）曲線上的鐵路限界判定則按兩側分別處理。

技術領域

本發明涉及采用三維激光掃描技術進行鐵路限界檢測技術。

背景技術

鐵路限界對保證鐵路行車的安全起到關鍵性的作用，近年來我國的鐵路建設與運營取得了巨大的發展，但目前鐵路限界檢測主要是采用限界軌道檢測車和人工定點測量相結合的傳統方式。該方式不但存在著測量精度低、速度慢、工作量大、效率低等缺陷，而且不能詳盡描述整條線路的凈空狀態。同時，隨著列車運營速度的提高和列車運營數量的增加，導致可以上道進行限界檢測的時間也越來越少，從而造成了鐵路限界檢測與鐵路運營之間的矛盾。

三維激光掃描技術具有高精度、快速、海量、無接觸測量等優點，將該技術應用在鐵路限界的檢測中則可以避免傳統限界檢測方式的不足。但現階段應用三維激光掃描技術對鐵路限界的超限判定，應用的是橫斷面法，即對掃描后的數據點云，沿線路方向確定需判定限界的里程后，在該里程上截取橫斷面，對橫斷面上的點的位置是否超限進行判斷。由于線路的方向沿縱向不斷變化，因此準確截取橫斷面時其方向確定非常復雜；同時還會出現截面附近的點雖然超限，但并未被截取到的現象；而且這種方法也不利于采用智能處理的方式。因此，采用三維激光掃描數據處理的方法則是現在所迫切需要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體及應用方法。

本發明是用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體及應用方法，用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體，其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。

本發明的用于鐵路限界超限判定的組合圓臺體的應用方法，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。

本發明的有益效果是：本發明結合三維激光掃描技術進行鐵路限界超限判定時，避免了鐵路線路方向的不斷改變而造成的準確截取超限判定斷面的復雜性，同時可以避免超限判定斷面附近的超限點未被選中的情況發生。本發明的形式比較簡單，實用性強，不但可以節省大量的時間，而且可以提高超限點判斷的準確性，特別適合于編寫軟件進行智能化數據處理，具有良好的應用前景。

附圖說明