[發明專利]一種既有鐵路平縱一體化輔助優化設計的方法

有效

• 申請號: 202210245765.6
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114329749B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 尹曉;樂秋萍;劉朝暉;吳春;馮匯慧;張敏;趙建偉;吳娟;萬忠洋;李耀東
• 申請（專利權）人: 武漢比鄰工程技術有限公司;武漢比鄰軟件有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發明公開一種既有鐵路平縱一體化輔助優化設計的方法，包括以下步驟：（1）數據錄入：錄入的數據包括控制信息、斷鏈數據、實測數據、限界數據、線路設備臺賬和既有線路臺賬；（2）平縱斷面圖形展示，展示的圖形包括縱斷面線形圖形和平面線形圖形，可以直觀的觀察鐵路線形；（3）平縱斷面線形優化，其中包括縱斷面線形優化和平面線形優化；（4）縱斷面線形和平面線形單獨檢核以及相互檢核，若不符合鐵路維修設計規范則返回步驟（3），若符合鐵路維修設計規范則輸出縱斷面線形數據和平面線形數據。本發明通過輸入既有的測量數據，可以自動擬合縱斷面、平面線形，人工優化手動修改，線形優化更方便。

技術領域

本發明屬于鐵路工程設計領域，具體為一種既有鐵路平縱一體化輔助優化設計的方法。

背景技術

既有鐵路線路由于長期的運營，線路幾何尺寸偏離原設計位置越來越大，鐵路工務部門日常按照相對平順性進行線路維護，導致縱斷面坡度變形；變坡點位置、標高發生改變；平面曲線五大樁位置偏離嚴重；曲線正矢不良；線橋偏心超限等問題日益突出，難以將軌道位置恢復到最初的設計位置。因此，急需一種可以根據既有線路實際位置情況，對軌道線形重新設計，在符合鐵路線路設計規范的要求下，保證軌道平順性的基礎上，結合鐵路周邊構造物限界、線間距、以及線橋偏心等線路狀態對軌道線形優化設計的軟件。

公開號為CN105205240B的中國發明專利公開了一種地鐵縱斷面自動擬合、自動優化與交互設計的方法，使用相關高程限制條件的約束處理，對地鐵縱斷面進行自動擬合與優化設計，采用最小二乘法對坡度自動擬合，可以快速便捷地生成較為合理的坡度初始設計方案，為縱斷面設計和優化提供快速參考和指導；該專利在自動擬合坡度設計生成的成果上，進行縱斷面自動優化，以形成滿足縱斷面坡度設計要求的設計方案；該專利相關高程限制約束條件、自動擬合、自動設計優化以及自動進行規范要求檢查，可以提高縱斷面設計的質量和效率以及規范符合性；然而該專利僅針對鐵路縱斷面進行擬合優化，沒有對鐵路平斷面進行優化，且未進行起始點是否為變形點的判斷，導致以起始點進行計算的坡度不準確，起落道量大，增大現場施工的難度。

公開號為CN105468809B的中國發明專利公開了一種地鐵車站配線系統及地鐵平面的設計方法，只需輸入配線的位置和其他少數幾個參數，系統將智能繪制各種復雜的配線并在圖上標注道岔的里程、坐標及其他參數，大大減少設計人員的計算和繪圖工作量，并保證繪圖的精確美觀；然而，該專利只是提供了地鐵車站配線系統及地鐵平面的自動設計方法，并非是根據既有鐵路的實際參數來進行優化設計，不適用于對既有鐵路進行優化設計。

公開號為CN112036490A的中國發明專利公開了一種鐵路縱斷面線形的識別重構方法，包括獲取鐵路的縱斷面測量點數據；計算相鄰測量點間連線的坡度數據；對鐵路進行測量點分段聚類；構建滿足約束條件的參數矩陣并計算參數的初始值；計算系數矩陣和起落道量矩陣并構建整體線形誤差方程；確定導向搜索步；更新系數并對導向搜索步進行取舍；優化鐵路的縱斷面線形整體參數并得到最終的鐵路縱斷面線形整體參數矩陣，完成鐵路縱斷面線形的識別重構。該專利用獨立參數建立了縱斷面整體線形的內部一致性約束表達；建立了顧及外部約束的優化模型，設計了導向搜索算法，能高效地搜索出最優縱面線形；因此，該專利能夠將測量點進行分段聚類并搜索出最優縱面線形，可靠性高、精度高且效率高；同樣地，該專利也僅僅是針對鐵路縱斷面進行擬合優化，沒有對鐵路平斷面進行優化，且缺乏圖形化的編輯功能，不能根據實際情況及時調整參數。

現有鐵路線形優化存在以下問題：

1. 平縱斷面分開擬合優化，沒有相互結合，會導致豎曲線與緩和曲線重疊、平豎曲線進入線路薄弱區段等問題；

2. 未進行起始點是否為變形點的判斷，導致以起始點進行計算的坡度不準確，起落道量大，增大現場施工的難度；

3. 缺乏自動優化功能，或自動優化功能不完善，人工干預工作量大，線形優化工作效率低；