改建鐵路線路數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)方法與系統(tǒng)研究.pdf

1、本文綜合分析鐵路既有線改建設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，綜合應(yīng)用線路勘測設(shè)計(jì)基本理論，計(jì)算幾何及幾何造型學(xué)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，科學(xué)計(jì)算可視化以及CAD技術(shù)等，較系統(tǒng)和全面地研究了現(xiàn)代路線CAD系統(tǒng)中數(shù)字地面模型、圖形與數(shù)據(jù)互動(dòng)式交互設(shè)計(jì)、鐵路既有線線形模型與交互設(shè)計(jì)、攏口查詢等關(guān)鍵技術(shù)的原理、方法及應(yīng)用。主要取得了如下研究成果：
　　1.研究采用實(shí)現(xiàn)了一種快速整體構(gòu)建DTM的算法，該算法基于逐點(diǎn)插入算法的主要思想，在海量數(shù)據(jù)管理、內(nèi)存優(yōu)化、快速構(gòu)網(wǎng)及地

2、性線處理等關(guān)鍵過程作了大量優(yōu)化和改進(jìn)，并研究了整體建網(wǎng)技術(shù)，使得一次處理的點(diǎn)數(shù)無上限，生成整體連續(xù)無縫的三角網(wǎng)，避免了以往算法在處理海量地形點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)的分塊處理，建網(wǎng)速度在普通PIV微機(jī)上達(dá)到了80000～85000個(gè)三角形/秒，同時(shí)考慮了地性線的處理，保證了數(shù)模的精度。實(shí)踐證明，該算法具有整體性好、速度快、網(wǎng)形優(yōu)、精度高、用途廣等優(yōu)點(diǎn)。
　　2.基于既有線改建設(shè)計(jì)涉及線路多，參照關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)提出了分段參照設(shè)計(jì)方法，并建立了基于分

3、段參照設(shè)計(jì)方法的線形模型。在該模型中充分考慮改建線路之間及其與既有線的關(guān)系，只需要簡單的輸入設(shè)計(jì)線交點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)便可快速自動(dòng)地生成全線貫通的設(shè)計(jì)線。
　　3.應(yīng)用最優(yōu)化原理，實(shí)現(xiàn)了適用于偏角法與坐標(biāo)法的單、復(fù)曲線撥量的自動(dòng)優(yōu)化計(jì)算，解決了既有線曲線整正優(yōu)化問題。
　　4.應(yīng)用二階差商方法和最小二乘原理，利用三步循環(huán)法進(jìn)行變坡點(diǎn)的自動(dòng)識別的方法。根據(jù)軌面線數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確的識別出變坡點(diǎn)的位置，擬合出既有線坡度，具有速度快、效果優(yōu)的特

4、點(diǎn)。
　　5.參考傳統(tǒng)縱面設(shè)計(jì)模型，結(jié)合既有線改建的特點(diǎn)開發(fā)了既有線改建縱面設(shè)計(jì)模塊，除實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)縱斷面計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能外，還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)提取既有線縱斷面數(shù)據(jù)、抬落道量信息動(dòng)態(tài)顯示、最小道床厚度動(dòng)態(tài)檢測等既有線縱面改建特有的功能。
　　6.根據(jù)改建既有鐵路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)開發(fā)了攏口計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊，實(shí)現(xiàn)了攏口范圍自動(dòng)搜索、撥接段平、縱信息查詢、攏口平面圖繪制、攏口詳細(xì)橫斷面圖繪制等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功能。
　　7.根據(jù)研究成果，