[发明专利]用于公路或铁路三维选线的交点位置模型构建方法

说明书

技术领域

本发明属于三维自动选线领域，特别涉及一种用于公路或铁路三维选线的交点位置模型构建方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，公(铁)路选线也逐渐智能化、自动化。依据公(铁)路的基本的走向及主要技术标准，实现铁路或公路的平面和纵断面的同时自动设计。自20世纪60年代起，大量学者对铁路数字化选线理论与方法进行了深入的研究，目前以图形交互设计为主要特征的铁路数字化选线设计改变了设计面貌，使传统的设计方法和设计手段发生重大变革，缩短了设计周期，节约了工程投资成本，减轻了劳动强度，提高了选线设计的效率、质量和水平。目前国内外对铁路和公路的智能选线方法还处于研究试验阶段，特别是对于铁路三维空间智能选线研究还没有形成一套较为成熟的理论与方法。

然而，国内外现有的公(铁)路三维空间智能选线模型在确定交点与变坡点所存在的如下缺陷：(1)给定起点和终点之间平曲线交点的个数与纵断面变坡点(纵断面的交点)个数固定，然而这种固定设置与地形、地质条件不相适应；(2)纵断面的竖曲线与平面曲线一一对应设置，而实际项目中竖曲线与平曲线的位置应根据地形地质等许多因素确定，二者之间本身没有绝对的关系；(3)主要设计参数不能随地形变化而变化，例如半径采用车速及超高确定的最小半径时，为固定设置。上述这几个问题的存在，使得自动选线难于应用于实际。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种用于公路或铁路三维选线的交点位置模型构建方法，并且利用交点位置模型应用于走向线和三维选线，采用将交点个数、交点位置及平竖曲线半径作为决策变量，通过混合整数非线性规划方法的求解交点位置，得到走向线和三维路线。

一种用于公路或铁路三维选线的交点位置模型构建方法，包括以下几个步骤：

步骤1：构建平面切割线模型；

1.1)设定平面切割线的起点S(x_S,y_S)和终点E(x_E,y_E)，得到连接S(x_S,y_S)与E(x_E,y_E)线段

1.2)设定平面的初始交点个数为n_P，n_P根垂直于的平面切割线将等分为n_P+1段，O₁,O₂,...,O_np分别为平面切割线与线段的相交点，平曲线交点分别位于平面切割线Q₁,Q₂,...,Q_np上，平面切割线与线段的相交点O_i的全局坐标(x_Oi,y_Oi)按照以下公式获得：