[发明专利]一种既有轨道线路智能改建的布设方法、系统、终端及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种既有轨道线路智能改建的布设方法、系统、终端及可读存储介质，所述方法包括：获取既有轨道线路的线路信息，并构建既有轨道线路的改建模型；即模型包括设计变量、约束条件以及优化函数，所述设计变量为设计基线的平面线形信息和纵断面线形信息；生成既有轨道线路改建的设计基线的初始线路；基于所述既有轨道线路的改建模型以及设计基线的初始线路采用优化算法寻优得到最佳设计变量；基于所述最佳设计变量的设计线路为既有轨道线路改建的布设结果。本发明所述布设方法用于实现既有轨道线路的智能改建，布设中考虑到了几何约束和桥隧约束，有效地协调了多时态耦合、空间复杂关联约束来获得最优方案，解决了人工经验调整的弊端。

技术领域

本发明属于轨道线路改建技术领域，具体涉及一种既有轨道线路智能改建的布设方法、系统、终端及可读存储介质。

背景技术

铁路是国家的基础设施，同时也是我国的国民经济命脉，随着国民经济的迅速发展和对外贸易的不断扩大，铁路客、货运量也逐年大幅度地增长。因此，既有铁路的技术装备和运输能力，往往不能适应铁路现代化和运量增长的要求，需要进行技术改造和能力加强。

为了缓解铁路运输压力以及提高铁路运输质量，需要加强铁路基础设施建设。而新线路往往投资巨大、建设工期长、见效慢，所以今后除修建必要新线外，改建既有线以提高铁路能力，是投资少、见效快的一项重大措施，也是我国铁路建设的一个长期任务。

既有线改建在我国铁路建设中占有极其重要的地位。在相当长的一段时期内，我国各铁路设计单位面临着繁重的既有线改建设计任务，迫切需要高效的设计模式和方法来提高设计效率与质量。

既有铁路改建设计的基本任务是在尽量利用既有线桥隧、减少对运营干扰的情况下，确定改建之后的线路空间位置。如何协调多时态耦合、空间复杂关联约束来获得最优方案是线路改建设计面临的关键问题。目前，对既有线增、改建设计的数字选线方法缺乏系统深入的研究。相关研究主要集中在既有线重构环节，建立了各类计算模型，获取了良好的效果。对重构后的平面改建设计研究相对较少，主要是平面线间距计算和零散的平面计算工具开发。在目前实际工程中，主要依靠人工经验进行反复调整，存在设计效率低、工作量大、受时间精力限制只能进行有限方案详细比选，难以保证方案最优等缺点。

国内外学者进行了大量关于线路优化的研究，为这一问题提供了可行的解决思路。但是目前的研究大多集中在新建铁路线路，既有铁路线路的改建存在多时态耦合、空间复杂关联约束的难题，无法直接适用现有优化方法。目前仅有少数研究提出了平面或纵断面的单独改建优化方法，但这些方法忽略了平纵面之间的耦合性，对于既有铁路线路智能改建，目前在国内外尚属研究空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种既有轨道线路智能改建布设方法、系统、终端及可读存储介质，所述布设方法用于实现既有轨道线路改建，布设过程中将平面线形信息和纵断面线形信息作为设计变量，考虑到了几何约束和桥隧约束，有效地协调了多时态耦合、空间复杂关联约束来获得最优方案，解决了人工经验调整的弊端。

一方面，本发明提供的一种既有轨道线路智能改建布设方法，包括如下步骤：

S1：获取既有轨道线路的线路信息，并构建既有轨道线路的改建模型；

其中，所述既有轨道线路的改建模型包括设计变量、约束条件以及优化函数，所述设计变量为设计基线的平面线形信息和纵断面线形信息；所述约束条件至少包含几何约束和桥隧约束；

S2：生成既有轨道线路改建的设计基线的初始线路；

S3：基于步骤S1所述既有轨道线路的改建模型以及步骤S2中的设计基线的初始线路采用优化算法寻优得到最佳设计变量；

基于所述最佳设计变量的设计线路为既有轨道线路改建的布设结果。

可选地，步骤S3中采用的优化算法为粒子群算法，执行过程如下：