[發明專利]一種鐵路線路三維快速建模與動態更新方法

有效

• 申請號: 202210075229.6
• 申請日: 2022-01-22
• 公開（公告）號: CN114549717B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 蒲浩;溫紹成;周玉輝;邢宇航;劉威;李偉;嚴偉;徐占軍;甄淑君;邱筱
• 申請（專利權）人: 中南大學;中鐵二院工程集團有限責任公司;湖南中大設計院有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/50;G06T17/00;G06T1/20
• 代理公司: 長沙沐風知識產權代理事務所(普通合伙) 43278
• 代理人: 謝浪

1.一種鐵路線路三維快速建模與動態更新方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、線路三維模型快速構建

將鐵路線路三維模型進行解耦處理，利用離散的橫斷面數據，將橋梁、隧道、路基模型構建為離散的線路基元模型，并在線路基元模型的構建過程中，引入GPU可編程管線中的幾何著色器，快速對幾何數據進行擴展，并引入并行計算，同時處理構建多個基元模型；

之后，構造一棵鐵路線路三維模型場景樹用來管理線路基元模型，加速場景的渲染，并利用哈希表來完成線路基于模型名稱和其存儲位置的映射關系；

S2、線路三維模型最小影響域的確定

基于線路設計過程中，平縱橫的影響域傳遞是單向的，平面影響域會傳遞到縱斷面和橫斷面，縱斷面影響域會傳遞到橫斷面，橫斷面的影響域范圍只在橫斷面間傳遞這一規律，劃定影響范圍，再將影響范圍進一步向下傳遞，完成最小影響域的確定，然后，自動重構影響域范圍內的橫斷面；

S3、線路三維模型動態更新

基于步驟S1和步驟S2，對于線路模型三維場景樹中的過期數據予以剔除，將影響域范圍內的線路基元模型放入場景樹，即完成了既有基元模型和新增基元模型的拼接，其中，過期基元模型的剔除和新增基元模型加入過程中，使用步驟S1中構建的場景樹和哈希表來實現。

2.根據權利要求1所述的鐵路線路三維快速建模與動態更新方法，其特征在于：步驟S1中離散線路基元模型由兩種方法生成，路基段采用非參數化建模方法生成，按照規則連接前后斷面的數據點；橋梁、隧道段采用參數化建模方法生成，將基元的中心坐標發送到GPU顯存中，利用可編程管線中的幾何著色器，實現幾何數據的擴展，生成橋隧基元模型。

3.根據權利要求1或2所述的鐵路線路三維快速建模與動態更新方法，其特征在于，步驟S2具體包括以下幾部分：

S2-1、平面影響域確定

依據當交點為起點時，影響域為起點到后一交點的緩直點,?當交點為終點時，影響域為終點到前一交點的緩直點,當交點為中間點時，影響域為前一交點的直緩點到后一交點的緩直點，可定義出修改平面交點位置后的平面影響域范圍；

同時，依據當前一交點為起點或后一交點為終點時，直緩點即為起點位置，緩直點即為終點位置，可定義出修改曲線半徑、緩長后的平面影響域范圍；

S2-2、縱斷面影響域確定

單獨修改縱斷面的變坡點和高程時，影響域范圍為前一變坡點到后一變坡點的里程區間；由于平面與縱斷面之間的耦合關系，修改平面后，縱斷面也會受到影響,縱斷面影響域為包含平面影響域的兩變坡點區間；

修改平面之后，線路里程系統也會發生改變，故需要對變坡點里程進行調整，該調整劃分為三部分：（1）縱斷面影響域之前，不需要調整；（2）縱斷面影響域范圍內，利用投影變換的方法或根據線路變化前后坡長與縱斷面影響域長度的比例關系，等比調整變坡點，快速調整至與線路原縱斷面的設計接近，并對調整區間內的坡度、坡長進行檢測，如果不符規范要求，按照鐵路選線設計規范，調整變坡點的里程和高程，直至符合要求；（3）縱斷面影響域之后，調整后的變坡點里程等于調整前變坡點里程加上線路長度的改變量;

S2-3、依據縱斷面影響域和平面影響域的范圍，確定橫斷面影響域范圍。