[发明专利]铁路沿线自动改移既有道路的立交通道布设方法及系统

权利要求书

1.一种铁路沿线自动改移既有道路的立交通道布设方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：构建道路与铁道立交通道线路的优化模型，所述优化模型包括：研究区域内的决策变量、约束条件以及优化函数；

步骤S2：将研究区域进行单元网格划分，再根据既有道路以及铁路确定研究区域内局部改建道路与既有道路的连接起终点单元格集合S、E以及铁路左右侧的单元格集合L、R，进而将路径搜索分解为两段非交叉段搜索以及交叉段搜索；

其中，铁路同一侧的单元格集合S与单元格集合L之间的路径以及同一侧的单元格集合E与单元格集合R之间的路径为两段非交叉段路径；单元格集合L与单元格集合R之间的路径为交叉段路径；

步骤S3：基于所述优化模型对两段非交叉段以及交叉段进行路径搜索；

其中，对所述两段非交叉段进行线路搜索得到单元格集合S与单元格集合L之间的M条路径以及单元格集合E与单元格集合R之间的N条路径；以及对所述交叉段进行路径搜索得到H条交叉段局部线路；

以所述优化模型中的优化函数作为目标函数进行搜索，且搜索得到的线路满足所述优化模型中的约束条件；

步骤S4：利用步骤S3中的所述N条路径、所述M条路径以及所述H条交叉段局部线路进行拼接整合构成若干条完整线路，并以所述优化函数为目标函数确定最优线路，并基于所述最优线路进行平面和纵断面的曲线拟合得到最终线路方案；

步骤S2中将研究区域进行单元网格划分过程中，所述单元网格的宽度width的计算公式如下：

width＝2T_min+J_min

J_min表示最小夹直线长，T_min表示最大转角时的最小切线长，通过如下公式计算：

式中，α_max为线路设计允许最大转角，R_min为道路最小曲线半径；

步骤S3中对所述交叉段进行路径搜索得到H条交叉段局部线路的过程为：迭代搜索单元格集合L与单元格集合R之间的局部线路，并保留满足约束条件的局部线路，具体如下：

以单元格集合L中任一单元格Li为中心，向铁路作垂线并以所述垂线为角平分线，将所述垂线分别向左向右旋转90°-A_min得到直线a与直线b，Amin为满足规范要求的最小交叉角；

在单元格集合R中，直线a与直线b形成的扇形区域内包含的Q个单元格为扇形可行解单元格集合；

将单元格Li与所述扇形可行解单元格集合中的Q个单元格分别直线连接形成Q条局部线路；

检测所述Q条局部线路是否满足约束条件，若不满足，剔除；若满足，生成局部线路的平面、纵断面、桥梁和隧道线路方案；

按照上述过程迭代搜索单元格集合L中的所有单元格，生成H个交叉段的局部线路方案。