[发明专利]一种既有铁路纵面线位整体智能重构方法

权利要求书

1.一种既有铁路纵面线位整体智能重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

S₁：以整条线路变坡点数量、各变坡点位置、竖曲线半径为优化变量，以全线抬落道量平方和最小为目标函数，并考虑各种约束条件，建立纵面线位整体重构优化模型；所述各种约束条件包括最大纵坡限制、最大及最小竖曲线半径、两相邻坡度的最大及最小坡度代数差、最小坡长、竖曲线与缓和曲线不重叠、竖曲线不与道岔重叠、竖曲线不设置在明桥上这些约束条件；

S₂：将实测点初步区分为一系列直线与竖曲线点群；

S₃：对初步区分的直线与竖曲线点群进行拟合，然后根据拟合结果重新调整实测点所属的点群，进一步区分直线与竖曲线点群；重复此步骤，直至各个实测点归属的点群不再发生变化，记录此时的变坡点数量及其余优化变量的值；

S₄：根据步骤S₃得到的变坡点数量及其余优化变量的值确定优化模型的初始解，采用粒子群优化算法求解优化模型的最优解，实现既有线纵面整体智能重构；

所述步骤S₂具体包括：

S_2-1：设既有轨面线上实测点P_j坐标为(x_j,y_j)，其中，j＝2，3，...，l，x_j为实测点P_j的里程，y_j为实测点P_j的高程，将高程放大e倍，得到坐标其中，e根据经验设置；

S_2-2：对于实测点P_j,j＝2，3，...，l-1，自P₂开始，分别计算当前实测点P_j与前一个实测点P_j-1之间的距离Δx_j-1，与后一个实测点P_j+1之间的距离Δx_j，并判断距离是否满足以下约束要求；

Δx_j≥d_T且Δx_j-1≥d_T

式中：Δx_j-1＝x_j-x_j-1,Δx_j＝x_j+1-x_j，d_T为距离阈值，取经验值；

S_2-3：若不满足所述约束要求，则剔除点P_j，令j＝j+1，重新进行步骤S_2-2判断，直到找到满足约束要求的实测点，遍历所有的实测点，剔除所有不满足约束要求的实测点，记满足要求的实测点数为n；

S_2-4：对于P₂至P_n-1，分别计算各个实测点处的坡度值；实测点P_j处的坡度值G_j'计算公式为：

式中：

式中：Δx_j-1＝x_j-x_j-1,Δx_j＝x_j+1-x_j；

设置P₁处的坡度值G₁'＝G₂'，P_n处的坡度值G_n'＝G_n-1'；

S_2-5：对于P₂至P_n-1，分别计算各个实测点处的坡度变化率；实测点P_j处的坡度变化率G_j”计算公式为：

设置最后一个实测点P_n处的坡度变化率G_n”＝G_n-1”；

S_2-6：计算所有实测点处坡度变化率绝对值的平均值，作为区分直线实测点或竖曲线实测点的阈值f；

S_2-7：根据各实测点的坡度变化率和阈值f初步区分直线点群与竖曲线点群；

若满足两个以上连续的实测点的坡度变化率绝对值|G_j”|均小于阈值f，则把这些连续的实测点归于一个直线点群；若不满足，则把这些连续的实测点归于一个竖曲线点群，由此建立多个直线点群和竖曲线点群，初步将整个纵面线位划分为M个点群，其中，直线点群为个，竖曲线点群个。