CN110263437A - 铁路联络线自动设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路线路设计技术领域，特别涉及一种铁路联络线自动设计方法，通过构建联络线技术标准参数、构建数字地面模型、构建联络线平面模型、构建联络线纵断面模型、构建联络线横断面模型、绘制联络线成果图纸、构建投资估算模型和输出联络线成果表八步实现铁路联络线自动设计。其中，通过各个模型储存对应的线路数据，通过线路数据绘制联络线成果图纸，通过构建投资估算模型对多条联络线进行投资估算，通过输出联络线成果表可以展示各条联络线上的投资估算情况。这种设计方法可以自动输出多种方案，可以自动输出最优方案，解决了传统人工设计联络线中的设计粗糙，过程繁琐，手工工作量巨大，容易出错，难以得出线路最短，投资最优方案的问题。

Description

铁路联络线自动设计方法

技术领域

本发明涉及铁路线路设计技术领域，特别涉及一种铁路联络线自动设计方法。

背景技术

铁路联络线是铁路设计中的重要组成部分，尤其是铁路枢纽设计中不可或缺的重要线路。随着铁路网不断加密以及铁路枢纽内引入线路增多、站点作业分工不同，使得联络线方案复杂多变，如何设计一个最优联络线方案，需要设计者很高的专业技术能力和水平。如果没有采用最优的联络线方案，枢纽投资会显著增高，不仅浪费城市有限的土地资源，还极大浪费铁路资金，不利于铁路高质量发展。

长期以来，设计人员一直采用手工方法，不得不在地形图上标注方案接轨点里程位置、方向和线路控制点，画圆、直线等大量辅助线确定交点和线位，连接形成完整线路平面，然后手工计算各立交交叉点的标高，形成纵断面和横断面，最终得到完整的联络线方案。如存在多条联络线或多个联络线方案，则需人工不断重复以上步骤和方法，最后以Excel表格方式统计各个联络线方案的数量和投资估算表，从而得出较优的联络线设计方案(线路较短、投资较省)。

综上所述，现有的联络线方案的方法为人工设计，这导致了设计粗糙，随意性大，过程繁琐，手工工作量巨大，耗时费力，容易出错，难以得出最优的设计方案(线路最短、投资最省)，更不能满足现场审查人员的要求，常造成大量设计返工和工程浪费，不能满足铁路高质量发展要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的人工设计联络线方法中需要人工不断重复确定线路交点和线位，并进行统计各联络线的数量和投资估算，导致的设计速度慢和费时费力问题，提供一种铁路联络线自动设计方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种铁路联络线自动设计方法，该方法包括以下步骤：构建联络线技术标准参数、构建数字地面模型、构建联络线平面模型、构建联络线纵断面模型、构建联络线横断面模型、绘制联络线成果图纸、构建投资估算模型和输出联络线成果表；

其中，联络线纵断面模型通过数字地面模型和联络线平面模型构建，联络线横断面模型通过联络线纵断面模型和联络线平面模型构建，联络线成果图纸通过联络线纵断面模型、联络线平面模型和联络线平面模型绘制，投资估算模型通过联络线工程量和单价指标构建，多条联络线的投资估算和联络线工程量形成联络线成果表。

本发明通过构建联络线技术标准参数、构建数字地面模型、构建联络线平面模型、构建联络线纵断面模型、构建联络线横断面模型、绘制联络线成果图纸、构建投资估算模型和输出联络线成果表八步实现铁路联络线自动设计。其中，在构建联络线平面模型、联络线纵断面模型和联络线横断面模型之后，通过各个模型储存对应的线路数据，通过所述线路数据绘制联络线成果图纸，通过构建投资估算模型可以对多条联络线进行投资估算，通过输出联络线成果表可以展示各条联络线上的投资估算情况。这种设计方法构建了联络线平面模型、联络线纵断面模型和联络线横断面模型，并构建了联络线技术标准参数，输入模型参数后即可自动生成联络线成果图纸，通过联络线成果图纸能够展示各条联络线，通过投资估算模型对各条联络线进行投资估算后，展示在联络线成果表中，最终，各条联络线上的投资估算情况一目了然。这种设计方法在输入模型参数后可以自动输出多种方案，即联络线成果图纸，可以自动输出最优方案，即联络线成果表，解决了传统人工设计联络线中的设计粗糙，随意性大，过程繁琐，手工工作量巨大，耗时费力，容易出错，难以得出线路最短，投资最优设计方案的问题。

其中，输入模型参数包括：联络线技术标准参数、数字地面模型中的地形图中地形和地物要素平面坐标、高程参数、联络线平面模型中联络线平面参数、联络线纵断面模型中的线路纵断面参数、联络线横断面模型中的线路横断面参数、投资估算模型中的工程量单价指标和联络线工程量。

优选的，所述绘制联络线成果图纸包括绘制若干条联络线对应的联络线平面图、联络线纵断面图和联络线横断面图，通过所述联络线平面模型中的线路平面数据绘制所述联络线平面图，通过所述联络线纵断面模型中的线路纵断面数据绘制所述联络线纵断面图，通过所述联络线横断面模型中的线路横断面数据绘制所述联络线横断面图。

优选的，所述构建投资估算模型包括多条联络线对应的联络线工程量计算及投资估算，通过在所述线路平面数据、线路纵断面数据和线路横断面数据的基础上输入联络线工程量和单价指标得出所述投资估算。

优选的，所述输出联络线成果表包括若干条联络线对应的所述联络线工程量和投资估算。

优选的，所述构建联络线技术标准参数中的标准参数包括联络线的类型、联络线的名称、铁路等级、设计速度、轨道类型和机车类型，所述联络线的类型包括客车联络线、货车联络线、客货共用联络线。

优选的，所述构建数字地面模型的方法为：提取数字化地形图中的地形和地物要素平面坐标、高程，按照三角网类型构建数字地面模型。

优选的，所述构建联络线平面模型的方法为：输入线路平面参数，按照线路最短路径规则计算所述线路平面数据，由若干条联络线对应的所述线路平面数据构建成所述联络线平面模型。

优选的，计算所述线路地面线数据的方法为：根据所述数字地面模型以及线路平面数据，以直线内插法为基础计算出所述线路地面线数据。

优选的，所述构建联络线纵断面模型的方法为：根据线路地面线数据设置线路纵断面参数，按照纵断面设计规则输入所述线路纵断面参数计算所述线路纵断面数据，由若干条联络线对应的所述线路纵断面数据构建成所述联络线纵断面模型。

优选的，所述构建联络线横断面模型的方法为：根据所述线路平面数据和线路纵断面数据设置线路横断面参数，输入所述线路横断面参数计算所述线路横断面数据，由若干条联络线对应的所述线路横断面数据构建成所述联络线横断面模型。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过构建联络线技术标准参数、构建数字地面模型、构建联络线平面模型、构建联络线纵断面模型、构建联络线横断面模型、绘制联络线成果图纸、构建投资估算模型和输出联络线成果表八步实现铁路联络线自动设计。其中，在构建联络线平面模型、联络线纵断面模型和联络线横断面模型之后，通过各个模型储存对应的线路数据，通过所述线路数据绘制联络线成果图纸，通过构建投资估算模型可以对多条联络线进行投资估算，通过输出联络线成果表可以展示各条联络线上的投资估算情况。这种设计方法构建了联络线平面模型、联络线纵断面模型和联络线横断面模型，并构建了联络线技术标准参数，输入模型参数后即可自动生成联络线成果图纸，通过联络线成果图纸能够展示各条联络线，通过投资估算模型对各条联络线进行投资估算后，展示在联络线成果表中，最终，各条联络线上的投资估算情况一目了然。这种设计方法在输入模型参数后可以自动输出多种方案，即联络线成果图纸，可以自动输出最优方案，即联络线成果表，解决了传统人工设计联络线中的设计粗糙，随意性大，过程繁琐，手工工作量巨大，耗时费力，容易出错，难以得出线路最短，投资最优设计方案的问题。

其中，输入模型参数包括：联络线技术标准参数、数字地面模型中的地形图中地形和地物要素平面坐标、高程参数、联络线平面模型中联络线平面参数、联络线纵断面模型中的线路纵断面参数、联络线横断面模型中的线路横断面参数、投资估算模型中的工程量单价指标和联络线工程量。

附图说明：

图1为铁路联络线自动设计方法的工作流程图。

图中标记：S1-构建联络线技术标准参数，S2-构建数字地面模型，S3-构建联络线平面模型，S4-构建联络线纵断面模型，S5-构建联络线横断面模型，S6-绘制联络线成果图纸，S7-构建投资估算模型，S8-输出联络线成果表。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

具体的实施例如下，如图1所示，铁路联络线自动设计方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：构建联络线技术标准参数S1；

步骤二：构建数字地面模型S2；

步骤三：构建联络线平面模型S3；

步骤四：构建联络线纵断面模型S4；

步骤五：构建联络线横断面模型S5；

步骤六：绘制联络线成果图纸S6；

步骤七：构建投资估算模型S7；

步骤八：输出联络线成果表S8。

其中，各个步骤的详细解释如下：

步骤一：

构建联络线技术标准参数S1中的标准参数包括联络线的类型、联络线的名称、铁路等级、设计速度、轨道类型和机车类型，所述联络线的类型包括客车联络线、货车联络线、客货共用联络线。

步骤二：

构建数字地面模型S2的方法为：提取数字化地形图中的地形和地物要素平面坐标、高程，按照三角网类型构建数字地面模型S2。

地形要素包括等高线和特征点。

步骤三：

构建联络线平面模型S3的方法为：输入线路平面参数，按照线路最短路径规则计算所述线路平面数据，由若干条联络线对应的所述线路平面数据构建成所述联络线平面模型。

平面参数包括：最小平面曲线半径、缓和曲线线型和长度，圆曲线和夹直线最小长度，起点交点号、坐标、切线向量和里程，终点坐标、切线向量，线路通过点坐标、绕避点坐标。

线路平面数据包括：交点编号、交点坐标及偏角、曲线半径、缓和曲线、圆曲线和夹直线长度、连续里程。

步骤四：

构建联络线纵断面模型S4的方法为：根据线路地面线数据设置线路纵断面参数，按照纵断面设计规则输入所述线路纵断面参数计算所述线路纵断面数据，由若干条联络线对应的所述线路纵断面数据构建成所述联络线纵断面模型。

计算所述线路地面线数据的方法为：根据所述数字地面模型以及线路平面数据，以直线内插法为基础计算出所述线路地面线数据。

纵断面参数包括：竖曲线半径、起点高程和坡度、终点高程和坡度、立交点里程和高程、最短坡长、最大坡度差。

纵断面设计规则包括：路基长度最长、桥梁和隧道长度最短、路基填挖平衡。

线路纵断面数据包括：变坡点编号、里程、轨面设计高程、地面高程、坡度、坡长、竖曲线半径及长度、中心填挖高度。

步骤五：

构建联络线横断面模型S5的方法为：根据所述线路平面数据和线路纵断面数据设置线路横断面参数，输入所述线路横断面参数计算所述线路横断面数据，由若干条联络线对应的所述线路横断面数据构建成所述联络线横断面模型。

横断面参数包括：路基面宽度、路基边坡坡率、路基边坡平台高度和宽度、路堤最大填方高度、路堑最大挖方高度、路基边坡排水沟断面、排水沟距用地线距离、桥梁断面、隧道断面。

横断面数据包括：断面里程、中心填挖高度、填方、挖方、用地边界坐标。

步骤六：

绘制联络线成果图纸S6包括绘制若干条联络线对应的联络线平面图、联络线纵断面图和联络线横断面图，通过所述联络线平面模型中的线路平面数据绘制所述联络线平面图，通过所述联络线纵断面模型中的线路纵断面数据绘制所述联络线纵断面图，通过所述联络线横断面模型中的线路横断面数据绘制所述联络线横断面图。

步骤七：

构建投资估算模型S7包括多条联络线对应的联络线工程量计算及投资估算，通过在所述线路平面数据、线路纵断面数据和线路横断面数据的基础上输入联络线工程量和单价指标得出所述投资估算。

单价指标包括：征地、拆迁、路基、桥梁、隧道、轨道及站后工程指标。

计算联络线工程量包括：线路长度、征地、房屋建筑拆迁、路基、桥梁长度、隧道长度、轨道、站后工程长度。

步骤八：

输出联络线成果表S8包括若干条联络线对应的所述联络线工程量和投资估算。

这种铁路联络线自动设计方法，首先在前五步中对联络线平面模型、联络线纵断面模型和联络线横断面模型进行构建，构建完毕后输入模型参数后即可自动生成联络线成果图纸，通过联络线成果图纸能够展示各条联络线，通过投资估算模型对各条联络线进行投资估算后，展示在联络线成果表中，由联络线成果表展示各条联络线上的投资估算和工程量情况。

其中，输入模型参数包括：联络线技术标准参数、数字地面模型中的地形图中地形和地物要素平面坐标、高程参数、联络线平面模型中联络线平面参数、联络线纵断面模型中的线路纵断面参数、联络线横断面模型中的线路横断面参数、投资估算模型中的工程量单价指标和联络线工程量。

Claims (10)

1.一种铁路联络线自动设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：构建联络线技术标准参数(S1)、构建数字地面模型(S2)、构建联络线平面模型(S3)、构建联络线纵断面模型(S4)、构建联络线横断面模型(S5)、绘制联络线成果图纸(S6)、构建投资估算模型(S7)和输出联络线成果表(S8)；

其中，联络线纵断面模型通过数字地面模型和联络线平面模型构建，联络线横断面模型通过联络线纵断面模型和联络线平面模型构建，联络线成果图纸通过联络线纵断面模型、联络线平面模型和联络线平面模型绘制，投资估算模型通过联络线工程量和单价指标构建，多条联络线的投资估算和联络线工程量形成联络线成果表。

2.根据权利要求1所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述绘制联络线成果图纸(S6)包括绘制若干条联络线对应的联络线平面图、联络线纵断面图和联络线横断面图，通过所述联络线平面模型中的线路平面数据绘制所述联络线平面图，通过所述联络线纵断面模型中的线路纵断面数据绘制所述联络线纵断面图，通过所述联络线横断面模型中的线路横断面数据绘制所述联络线横断面图。

3.根据权利要求2所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述构建投资估算模型(S7)包括多条联络线对应的联络线工程量计算及投资估算，通过在所述线路平面数据、线路纵断面数据和线路横断面数据的基础上输入联络线工程量和单价指标得出所述投资估算。

4.根据权利要求3所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述输出联络线成果表(S8)包括若干条联络线对应的所述联络线工程量和投资估算。

5.根据权利要求1-4任一所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述构建联络线技术标准参数(S1)中的标准参数包括联络线的类型、联络线的名称、铁路等级、设计速度、轨道类型和机车类型，所述联络线的类型包括客车联络线、货车联络线、客货共用联络线。

6.根据权利要求5所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述构建数字地面模型(S2)的方法为：提取数字化地形图中的地形和地物要素平面坐标、高程，按照三角网类型构建数字地面模型(S2)。

7.根据权利要求5所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述构建联络线平面模型(S3)的方法为：输入线路平面参数，按照线路最短路径规则计算所述线路平面数据，由若干条联络线对应的所述线路平面数据构建成所述联络线平面模型。

8.根据权利要求7所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，计算所述线路地面线数据的方法为：根据所述数字地面模型以及线路平面数据，以直线内插法为基础计算出所述线路地面线数据。

9.根据权利要求5所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述构建联络线纵断面模型(S4)的方法为：根据线路地面线数据设置线路纵断面参数，按照纵断面设计规则输入所述线路纵断面参数计算所述线路纵断面数据，由若干条联络线对应的所述线路纵断面数据构建成所述联络线纵断面模型。

10.根据权利要求5所述的铁路联络线自动设计方法，其特征在于，所述构建联络线横断面模型(S5)的方法为：根据所述线路平面数据和线路纵断面数据设置线路横断面参数，输入所述线路横断面参数计算所述线路横断面数据，由若干条联络线对应的所述线路横断面数据构建成所述联络线横断面模型。