[发明专利]铁路线间特定配对关系模型构建方法和线间距计算参数查询方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路交通、轨道交通领域的计算机信息化，尤其是建立当公路或轨道交通工程同时具有两条及以上的中轴线时，线间特定配对关系模型构建方法，并依赖该模型进行线间距计算参数查询的方法。

背景技术

铁路设计的一项重要技术标准是正线数目，包括新建单线、新建双线、改建既有线(既有铁路线和改建铁路线)、既有线增建二线、三线、四线等。在设计多线铁路时，必须检算各线之间在任意横断面上的距离，即线间距，一般，也可理解为是基准线上的一点到基准线在该点的法线与配对线相交的交点之间的距离，确保满足最小安全距离的要求，满足各种建筑物和设备的建安空间的需要。传统方法是针对单组曲线采用平面几何的三角分析法或解析几何的直角坐标方法(铁路工程设计技术手册线路)计算线间距。三角分析法只能由人工完成，不能编写成计算机程序；直角坐标法由人工判断两个曲线间的相对关系、输入参数多、计算工作量大、效率低、不能实现计算自动化。另一种方法是直角坐标法的改进(现有软件系统采用的方法)，即利用计算机的快速计算能力，不需人工判断曲线间相对关系，通过遍历一条中线上的所有曲线，采用排除法或取最小值来获得线间距。排除时以某一阀值为标准，将大于这一阀值的计算结果排除，取小于阀值的结果作为计算线间距。或者采用遍历结果中的最小值作为计算线间距。该改进方法虽可以减少人力工作量，但计算机的计算量大，消耗机器时间长，更加严重的问题是该计算方法不稳健，在某些情况下(如回头路线自相交附近)最小值并不是正确的线间距，或者阀值设置小，则正确结果被排除，阀值设置大，则结果不唯一，因此不能在任何条件下都可获得正确的计算结果，可能造成重大的工程质量安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提出一种建立铁路两线间特定配对关系模型的方法，包括特定配对关系模型的创建和快速准确查询线间距计算参数的方法，达到适应各种线形、算法稳健、运行快捷、结果正确的目的。

为达到上述目的，本发明设计的铁路线间特定配对关系模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将各条中线的所有曲线离散为不同类型的线元，并用线元起点作为线元节点，对线元节点依次编号，并计算线元节点的里程和记录线元节点的线元类型；

S2：将各线元节点按里程顺序递增排列形成线元节点链；

S3：选择任一中线(也即中心线，其是两条钢轨之间距铁路外侧钢轨半个轨距的列车运行轨迹线)为基准线，其余中线均为配对线；

S4：计算基准线的各线元节点的法线与配对线的所有交点，各交点所在线元的起点为配对节点，并将基准线的同一线元节点的配对节点按线间距由小到大排列；

S5：从基准线的线元节点链起点开始，在S4的结果中查询有且只有一个配对节点的基准线线元节点，将上述基准线线元节点称为独立节点；

S6：选择其中一独立节点，从该独立节点开始向基准线的两端延伸，至少构建一组且每组若干个配对节点链方案；因是向两端延伸，故最多只能构建两组且每组若干个配对节点链方案；

S7：在S6的配对节点链方案中，找出与基准线节点链完全一致的递增顺序的配对方案，完成铁路线间特定配对关系模型的构建。

优选的，S1中，被离散的每一所述线元的曲线偏角均小于180度。

优选的，S1中所述线元类型包括：直线、缓和曲线、圆曲线。缓和曲线是指：在直线(半径为无穷大的圆曲线)与圆曲线之间插入的曲率渐变的过渡曲线；圆曲线是指：具有固定半径的圆弧。

优选的，S1中，还应计算线元节点的经距、纬距、曲率和该线元节点切线的切线方向。切线方向，也即是切线方位角，其是以正北方向为0度，中线上一点的切线按顺时针方向的旋转角。

优选的，选择不同于S3中的另一中线为基准线，其余中线为配对线，重复S4至S7，构建铁路线间特定配对关系模型。

基于上述铁路线间特定配对关系模型的线间距计算参数查询方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据给定的基准线上任一点里程，判断其所在线元，找出与该点相邻两端的基准线线元节点；

S2：再由基准线线元节点的配对节点，获得配对线的对应线元信息；

S3：计算给定点法线与对应线元的交点，该交点的法线、曲率、到给定点的距离即为要计算的线间距设计信息。