[发明专利]运营高铁纵断面线形调整方案的优化计算方法

摘要

本发明公开了一种运营高铁纵断面线形调整方案的优化计算方法，其综合考虑了高铁纵断面线形控制要求和调整措施可调整范围限制，通过构建单坡段调坡优化测试模型、多坡段优化计算模型、全坡段定里程优化计算模型和竖曲线优化计算模型等一系列优化模型并进行优化求解得出优化的线形调整方案，该方法包括以下步骤：S1、获取高铁纵断面线形数据信息；S2、设定高铁纵断面线形控制参数；S3、高铁纵断面单坡段调坡优化测试；S4、高铁纵断面多坡段调坡优化计算；S5、高铁纵断面全坡段调坡优化计算；S6、高铁纵断面竖曲线优化计算。本发明得出的优化调整方案，能够实现在可调整范围内满足高铁线形限制条件的同时，最大限度地提升线路的平顺性、降低线路整治工程量，本发明可广泛用于运营高铁纵断面线形调整方案的优化设计。

主权项

1.一种运营高铁纵断面线形调整方案的优化计算方法，包括以下步骤：S1、获取高铁纵断面线形数据信息：获取高铁初始纵断面线形设计信息，包括各个坡段的起始里程起始高程终止里程终止高程直线段起始里程直线段终止里程坡长坡度和坡段间竖曲线半径为线形初始设计坡段数量；获取当前高铁线路高程监测和调整数据，包括监测点里程l_i、高程h_i，允许最大调高量s_i,u、允许最大调低量s_i,d和已调整量s_i，i＝1,2,…,n，n为监测点数量；S2、设定高铁纵断面线形控制参数：将高铁各初始设计坡段调整为由多个子坡段组成，设定调整后起始子坡段最小长度终止子坡段最小长度区间内子坡段最小长度L_min；针对高铁各初始设计的变坡点，设定最小竖曲线半径R_i,min和最大竖曲线半径R_i,max；根据步骤S1中的当前高铁线路高程监测和调整数据，计算确定监测点处最大可调整高程h_i,u＝h_i+s_i,u‑s_i和最小可调整高程h_i,d＝h_i‑s_i,d‑s_i；S3、高铁纵断面单坡段调坡优化测试：针对高铁初始纵断面线形中的各个坡段，计算第i坡段可设置的子坡段最大数量为式中，Floor(x)为向下取整函数，得到不大于x的最大整数；针对子坡段数为1～n_i,max，构建单坡段调坡优化测试模型，搜索计算单坡段最少需要设置的子坡段数量n_s,i；S4、高铁纵断面多坡段调坡优化计算：从高铁初始纵断面线形中的起始坡段开始，逐步联合后续坡段，构建多坡段优化计算模型，以S3中的子坡段设置方案为初始方案，搜索计算多坡段协同调整下的子坡段设置方案，直至终止坡段；S5、高铁纵断面全坡段调坡优化计算：根据步骤S4中的线形调整方案，对子坡段坡长进行取整，优先取10的倍数或50的倍数，并同时满足最小坡段长度限制，基于坡长整数化后的子坡段起止里程，构建全坡段定里程优化计算模型，搜索计算全线子坡段起止高程调整方案；检查各个坡段内的子坡段坡度差，若子坡段坡度差大于1‰且变坡点位于平面缓和曲线范围内，则增加平面缓和曲线范围内坡度差小于1‰的限制条件，搜索计算全线子坡段的起止高程调整方案；S6、高铁纵断面竖曲线优化计算：根据步骤S5中的线形调整方案，构建变坡点处的竖曲线优化计算模型，以步骤S2中的最小竖曲线半径和最大竖曲线半径为限制调整范围，搜索计算各个变坡点处可行的竖曲线的半径；各子坡段设计方案和变坡点处竖曲线设计方案联合构成整个纵断面线形的优化设计方案。