CN112009311B - 一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全参数定制的吊弦三维预配方法及系统，在吊弦预配过程中，加入全线路的三维世界坐标系建模；加入所有类型附加荷载的重量归算模型；加入对每一个吊弦位置、弹性吊索位置与张力、附加荷载位置与重量的定义；加入跨中吊弦点高度修正算法，采用有限元计算方法，求解全线路接触网的三维坐标，以此求解出吊弦长度的精确解。采用全线路全参数定制的方式，解决了既有方法无法应用于差异化设计、无法应用于既有铁路改造定制计算的问题，还采用三维空间建模的方式，计算精度较既有方法有所提升。本发明的上述方法获得了良好的工程应用效果，经检验，在各环节较为精确的前提下，本办法能够实现全工况的吊弦计算并一次性安装到位。

Description

一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统

技术领域

本发明涉及接触网吊弦预配领域，特别是涉及一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统。

背景技术

铁路接触网吊弦预配工作是铁路接触网施工中重要的部分，吊弦预配结果效果直接影响了列车安全性、列车取流质量、以及受电弓滑板与接触线的寿命。

随着高速铁路的发展，列车速度不断提升，接触线的平顺性变得越来越重要，吊弦预配的精度要求也越来越高，采用三维空间计算方法替代既有简化平面计算方法，可以提高计算精度。

随着中国铁路接触网逐渐进入大修期，既有线路的吊弦更换工作在陆续开展。对比新线建设，既有线改造的特点在于需要考虑接触网的既有状态，即在不更换其余设备、保证定位器坡度的情况下，重新布置与计算吊弦。因此，既有接触网全线的各类集中荷载作用、集中荷载位置以及既有定位器坡度等因素必须在预配工作中予以考虑，预配所需的测量参数和计算参数将大幅度增加。

既有预配方法均仅在接触网设计阶段批量化计算中使用，无法做到对全线路每一处的接触网参数定制；且既有方法均采用二维空间简化算法，简化计算带来误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统，完全构建接触网在世界坐标系中的空间坐标，消除了现有方法在平面内进行计算带来的误差，解决了现有方法无法应用于既有铁路改造工程定制计算的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种全参数定制的接触网吊弦预配方法，所述预配方法包括：

S1：确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标；

S2：选取一个锚段的接触网进行全参数测量，得到预配输入数据；

S3：根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点；

S4：根据所述预配输入数据以及吊弦点高度修正算法，生成该锚段内的所有吊弦节点、附加荷载节点、有弹性吊索时的弹性吊索节点，计算上述节点在接触线上的三维坐标、在承力索上的俯视二维坐标；

S5：将所述定位点节点、承力索座节点、吊弦节点、附加荷载节点以及有弹性吊索时的弹性吊索节点作为基础节点，利用线性插值的方法，划分相邻两基础节点间的线索，并生成若干扩充节点坐标；

S6：将步骤S4以及步骤S5中的所有节点的三维坐标或二维坐标代入有限元计算模型，作为节点的起始位置；

S7：将线索与吊弦参数、附加荷载重量归算参数、张力参数代入有限元模型，求解出所有节点的受力状态；

S8：根据所有节点的受力状态，采用有限元方法进行受力平衡计算，完成承力索上所有节点的三维坐标求解；

S9：根据接触线和承力索上吊弦节点的三维坐标，计算出吊弦预配长度以及位置，并实现接触网三维模型可视化；

最后根据预配结果制作并安装吊弦。

可选的，所述确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标具体包括：

轨道坐标建模以线路起始里程点作为零点坐标，通过里程数据和线路断链数据，建立线路的直线方程、曲线方程、竖曲线方程与缓和曲线方程，利用坐标旋转方程拼接线路，完成全线路在世界坐标系下的三维建模。

可选的，所述曲线方程和竖线方程为：

x＝2*Rsin(L/R)cos(L/2R)

y＝2*R*sin²(L/2/R)，其中R为曲线半径，L为里程距离；

所述缓和曲线方程为：

x＝L-L⁵/(40R²*d²)

y＝L³/6R*d-L⁷(336*R³*d³)，其中R为曲线半径，L为里程距离，d为竖曲线长度；

第一象限坐标旋转方程为：

x＝(x₀ ²+y₀ ²)^1/2*cos(α+arctan(y₀/x₀))

y＝(x₀ ²+y₀ ²)^1/2*sin(α+arctan(y₀/x₀))，其中α为坐标旋转的角度，x₀,y₀为旋转前的坐标。

可选的，所述全参数测量数据类型包括支柱处测量数据和支柱间测量数据；

所述支柱处测量数据类型包括：一个锚段内每一个支柱处的悬挂类型、轨道超高、接触线高度、承力索高度以及承力索拉出值；当进行既有线路改造时，还包括前方第一吊弦距离、后方第一吊弦距离、前方弹性吊索距离、后方弹性吊索距离、接触线拉出值、接触线拉拽方向以及弹性吊索张力；

所述支柱间测量数据包括：每两个支柱间的定位点间距、附加荷载类型与位置；当进行既有线路改造时，还包括吊弦原位安装位置。

可选的，所述附加荷载包括：横向电连接、关节电连接、隔离开关上网点、跨中上网点、承力索绝缘子、接触线绝缘子、分段绝缘器、中心锚结、护线条以及避雷线。

可选的，根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点具体包括：

通过在全线路坐标中查找里程，得到计算锚段的坐标参数，并通过坐标旋转方程将其转化为沿x轴正方向，接触线以及承力索底座的三维坐标由相应的轨道坐标映射而来，坐标映射算法为：

x＝x₀-[H*sin β+La*cos β]*sin(arctan(γ))

y＝y₀-[H*sin β+La*cos β]*sin(arctan(γ))

z＝z₀+|h/2|-[H*cos|β|+|h*La|/(h*La)*|La*sinβ|

其中，(x₀,y₀,z₀)为轨道空间坐标，(x,y,z)为(x₀,y₀,z₀)对应的接触线或承力索支柱点的空间坐标；H为预配高度；La为拉出值；β为轨道超高角度；h为轨道高差；γ为线路方向相对于x轴正方向的夹角。

可选的，所述吊弦点高度修正算法包括：

在曲线、缓和曲线和竖曲线区段内，将线路坐标与跨中接触网坐标进行比对，消除由于轨道和接触网走形方式不同造成的接触线高度偏差，将跨中吊弦点的接触线高度重新调整为预配高度，吊弦点高度修正算法的基本算法为：

z_t＝z-|tan(β)*[(x-x₀)²+(y-y₀)²]^1/2|

其中z_t为修正后的吊弦点高度，(x,y,z)为步骤S3中通过轨道映射后的接触网坐标，(x₀,y₀)为接触线实际的俯视坐标，β为轨道超高角度(左轨道超高为正)。

可选的，所述线索与吊弦参数包括：

接触线单位重量、承力索单位重量、下锚方式、吊弦单位重量、吊弦接触线线夹重量以及吊弦承力索线夹重量；

所述张力参数包括：接触线张力、承力索张力以及弹性吊索张力。

本发明另外提供一种全参数定制的接触网吊弦预配系统，所述系统包括：

全线路轨道在世界坐标系的三维坐标确定模块，用于确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标；

全参数测量模块，用于选取一个锚段的接触网进行全参数测量，得到预配输入数据；

节点生成模块，用于根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点；

吊弦点高度修正模块，用于根据所述预配输入数据以及吊弦点高度修正算法，生成该锚段内的所有吊弦节点、附加荷载节点、有弹性吊索时的弹性吊索节点，在接触线上的三维坐标、在承力索上的俯视二维坐标；

节点扩充模块，用于将所述定位点节点、承力索座节点、吊弦节点、附加荷载节点以及有弹性吊索时的弹性吊索节点作为基础节点，利用线性插值的方法，划分相邻两基础节点间的线索，并生成若干扩充节点坐标；

节点输入模块，用于将吊弦点高度修正模块以及节点扩充模块中的所有节点的三维坐标或二维坐标代入有限元计算模型，作为节点的起始位置；

节点的受力状态计算模块，用于将线索与吊弦参数、附加荷载重量归算参数、张力参数代入有限元模型，求解出所有节点的受力状态；

节点的三维坐标求解模块，用于根据所有节点的受力状态，采用有限元方法进行受力平衡计算，完成承力索上所有节点的三维坐标求解；

吊弦预配长度以及位置计算模块，用于根据接触线和承力索上吊弦节点的三维坐标，计算出吊弦预配长度以及位置，并实现接触网三维模型可视化。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1.建立全线轨道以及接触网在世界坐标系下的三维坐标，整合了曲线和竖曲线的信息，消除了既有预配方法在平面内进行计算所带来的计算误差，提高了预配精度。

2.全线路全参数定制，考虑每一个附加荷载的重量与既有位置，解决了现有方法无法在接触网改造工程中全定制计算的问题。

3.计算中加入吊弦位置修正算法，解决了在曲线、竖曲线区段，由于轨道和接触网走向方式不同带来的跨中吊弦位置不准确的问题。

4.在计算输入数据精确的情况下，本方法安装吊弦一次到位，接触网高度误差在5mm以内，无需调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例全参数定制的接触网吊弦预配方法流程图；

图2为本发明实施例全参数定制的接触网吊弦预配系统结构示意图；

图3为本发明实施例安装后接触线高度效果图；

图4为本发明实施例计算锚段正视图；

图5为本发明实施例计算锚段俯视图；

图6为本发明实施例配套软件界面图；

图7为本发明实施例在既有线改造工程时测量示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统，完全构建接触网在世界坐标系中的空间坐标，消除了现有方法在平面内进行计算带来的误差，解决了现有方法无法应用于既有铁路改造工程定制计算的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例全参数定制的接触网吊弦预配方法流程图，如图1所示，所述方法包括：

S1：确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标。

具体包括：

通过曲线表信息建立轨道的俯视坐标，通过竖曲线表信息建立轨道的断面坐标，通过两坐标的合成，求解出全线路轨道在世界坐标系的三维坐标。

轨道坐标建模以线路起始里程点作为零点坐标，通过里程数据和线路断链数据，建立线路的直线方程、曲线方程、竖曲线方程与缓和曲线方程，利用坐标旋转方程拼接线路，完成全线路在世界坐标系下的三维建模。

所述曲线方程和竖线方程为：

x＝2*Rsin(L/R)cos(L/2R)

y＝2*R*sin²(L/2/R)，其中R为曲线半径，L为里程距离；

所述缓和曲线方程为：

x＝L-L⁵/(40R²*d²)

y＝L³/6R*d-L⁷(336*R³*d³)，其中R为曲线半径，L为里程距离，d为竖曲线长度；

第一象限坐标旋转方程为：

x＝(x₀ ²+y₀ ²)^1/2*cos(α+arctan(y₀/x₀))

y＝(x₀ ²+y₀ ²)^1/2*sin(α+arctan(y₀/x₀))，其中α为坐标旋转的角度，x₀,y₀为旋转前的坐标。坐标方程在处理不同的象限坐标时，方程略有不同。

S2：选取一个锚段的接触网进行全参数测量，得到预配输入数据。

所述全参数测量数据类型包括支柱处测量数据和支柱间测量数据；

所述支柱处测量数据类型包括：一个锚段内每一个支柱处的悬挂类型、轨道超高、接触线高度、承力索高度以及承力索拉出值；当进行既有线路改造时，还包括前方第一吊弦距离、后方第一吊弦距离、前方弹性吊索距离、后方弹性吊索距离、接触线拉出值、接触线拉拽方向以及弹性吊索张力。

所述支柱间测量数据包括:每两个支柱间的定位点间距、附加荷载类型与位置；当进行既有线路改造时，还包括吊弦原位安装位置。

S3：根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点。

通过在全线路坐标中查找里程，得到计算锚段的坐标参数，并通过坐标旋转方程将其转化为沿x轴正方向，接触线以及承力索底座的三维坐标由相应的轨道坐标映射而来，坐标映射算法为：

x＝x₀-[H*sin β+La*cos β]*sin(arctan(γ))

y＝y₀-[H*sin β+La*cos β]*sin(arctan(γ))

z＝z₀+|h/2|-[H*cos|β|+|h*La|/(h*La)*|La*sin β|

其中，(x₀,y₀,z₀)为轨道空间坐标，(x,y,z)为(x₀,y₀,z₀)对应的接触线或承力索支柱点的空间坐标；H为预配高度；La为拉出值(偏左为正)；β为轨道超高角度(左轨高为正)；h为轨道高差(左轨高为正)；γ为线路方向相对于x轴正方向的夹角。

S4：根据所述预配输入数据以及吊弦点高度修正算法，生成该锚段内的所有吊弦节点、附加荷载节点、有弹性吊索时的弹性吊索节点，计算上述节点在接触线上的三维坐标、在承力索上的俯视二维坐标；

所述附加荷载包括：横向电连接、关节电连接、隔离开关上网点、跨中上网点、承力索绝缘子、接触线绝缘子、分段绝缘器、中心锚结、护线条以及避雷线。

所述吊弦点高度修正算法包括：

在曲线、缓和曲线和竖曲线区段内，将线路坐标(沿曲线分布)与跨中接触网坐标(沿直线分布)进行比对，消除由于轨道和接触网走形方式不同造成的接触线高度偏差，将跨中吊弦点的接触线高度重新调整为预配高度，吊弦点高度修正算法的基本算法为：

z_t＝z-|tan(β)*[(x-x₀)²+(y-y₀)²]^1/2|

其中z_t为修正后的吊弦点高度，(x,y,z)为步骤S3中通过轨道映射后的接触网坐标，(x₀,y₀)为接触线实际的俯视坐标，β为轨道超高角度(左轨高为正)。

S5：将所述定位点节点、承力索座节点、吊弦节点、附加荷载节点以及有弹性吊索时的弹性吊索节点作为基础节点，利用线性插值的方法，划分相邻两基础节点间的线索，并生成若干扩充节点坐标。

为保证计算精度，两吊弦点(定位点或弹性吊索点)间的坐标划分数量至少在20个点以上，越多的节点划分数量，能够带来越高的计算精度。

S6：将步骤S4以及步骤S5中的所有节点的三维坐标或二维坐标代入有限元计算模型，作为节点的起始位置。

S7：将线索与吊弦参数、附加荷载重量归算参数、张力参数代入有限元模型，求解出所有节点的受力状态。

线索与吊弦参数包括：接触线单位重量、承力索单位重量、下锚方式、吊弦单位重量、吊弦接触线线夹重量以及吊弦承力索线夹重量；张力参数包括：接触线张力、承力索张力、弹性吊索张力。

附加荷载重量归算模型如下：

横向电连接：横向电连接等效为集中质量加载到承力索节点与接触线节点上，有：

F₁＝m_h*g+f_c

F₂＝f_j

其中，m_h为横向电连接重量，g为重力常数，f_c为电连接承力索线夹重量，f_j为电连接接触线线夹重量。F₁施加在承力索节点上，F₂施加在接触线节点上。

关节电连接、隔离开关上网点、跨中上网点、避雷线：等效为无张力非等高悬挂一端的重量与横向电连接重量的总和，加载到承力索节点与接触线节点上，有：

L_min＝1-(L₁+h²*cos(arctan(h/L₁))³/(L₂-1/cos(arctan(h/L₁))/24)/2；

F1＝L_min ²/(L_min ²+(1-L_min)²)*L₂*m*g+m_h*g+f_c；

F₂＝f_j；

其中，L_min为中间变量；L₁为两悬挂点间线索长度，L₂为两悬挂间的水平距离，h为悬挂点的高差，m为线索单位重量，m_h为横向电连接重量，g为重力常数，f_c为电连接承力索线夹重量，f_j为电连接接触线线夹重量。F₁施加在承力索节点上，F₂施加在接触线节点上。

承力索绝缘子、接触线绝缘子、护线条、分段绝缘器：等效为分布式荷载均匀地加载到连续的节点上：

F＝mg/L*L₀；

其中m为荷载总重量，g为重力常数，L为荷载总长度，L₀为相邻两节点的间距。

S8：根据所有节点的受力状态，采用有限元方法进行受力平衡计算，完成承力索上所有节点的三维坐标求解。

S9：根据接触线和承力索上吊弦节点的三维坐标，计算出吊弦预配长度以及位置，并实现接触网三维模型可视化。

吊弦长度分为计算长度、预配长度和下料长度三种，计算长度指吊弦点承力索和接触线中心的空间距离，预配长度指吊弦两鸡心环内沿最大距离，下料长度指预配长度加上相关规定值。吊弦位置指吊弦安装位置距离前序定位点的距离，或吊弦安装位置的间距。接触网三维模型可视化指预配完成后，输出预配接触网前视图与俯视图。

最后根据预配结果制作并安装吊弦。

图2为本发明实施例全参数定制的接触网吊弦预配系统结构示意图，所述系统包括：

全线路轨道在世界坐标系的三维坐标确定模块201，用于确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标；

全参数测量模块202，用于选取一个锚段的接触网进行全参数测量，得到预配输入数据；

节点生成模块203，用于根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点；

吊弦点高度修正模块204，用于根据所述预配输入数据以及吊弦点高度修正算法，生成该锚段内的所有吊弦节点、附加荷载节点、有弹性吊索时的弹性吊索节点，计算上述节点在接触线上的三维坐标、在承力索上的俯视二维坐标；

节点扩充模块205，用于将所述定位点节点、承力索座节点、吊弦节点、附加荷载节点以及有弹性吊索时的弹性吊索节点作为基础节点，利用线性插值的方法，划分相邻两基础节点间的线索，并生成若干扩充节点坐标；

节点输入模块206，用于将吊弦点高度修正模块以及节点扩充模块中的所有节点的三维坐标或二维坐标代入有限元计算模型，作为节点的起始位置；

节点的受力状态计算模块207，用于将线索与吊弦参数、附加荷载重量归算参数、张力参数代入有限元模型，求解出所有节点的受力状态；

节点的三维坐标求解模块208，用于根据所有节点的受力状态，采用有限元方法进行受力平衡计算，完成承力索上所有节点的三维坐标求解；

吊弦预配长度以及位置计算模块209，用于根据接触线和承力索上吊弦节点的三维坐标，计算出吊弦预配长度以及位置，并实现接触网三维模型可视化。

图3为本发明实施例安装吊弦后接触线高度效果图，如图3所示，采用本方法完成吊弦预配并一次性安装后的接触线高度在标准值正负5mm以内，效果良好；

图4为本发明实施例计算锚段正视图，如图4所示，实现了整锚段的接触网预配结果可视化，有利于工作人员排查错误并对安装效果进行预估；

图5为本发明实施例计算锚段俯视图，如图5所示，显示了线路的曲线信息和接触线的走形信息，有利于工作人员排查错误并对安装效果进行预估；

图6为本发明实施例配套软件界面图，如图6所示，本配套软件实现了从数据录入到生成预配计算结果中的全功能，提供丰富的辅助功能、定制功能、数据自检功能以及可视化功能，能有效地实施本方法，该配套软件已在相关工程项目中得到了验证与应用；

图7为本发明实施例在既有线改造工程时测量示意图，如图7所示，该图解释了测量方向、测量数据类型、测试数据归算方法等内容。

表1接触线高度对比表(某试验段(曲线段))

如表1所示，表1是现场试验的接触线高度对比表，该表说明，本方法较既有方法误差小，安装效果良好。

表2

如表2所示，表2是步骤S2中全参数定制的部分项点统计表实例。

表3

如表3所示，表3是步骤S2中附加荷载参数的部分项点统计表实例。

表4XXX线上行线曲线表(投影下行线计算)

如表4所示，表4是步骤S1中所需的线路参数曲线表实例。

表5XXX线下行线坡度表

如表5所示，表5是步骤S1中所需的线路参数坡度表实例。

表6

如表6所示，表6是步骤S9中计算出的吊弦长度和位置信息表。

本发明中的上述一种接触网全参数定制的吊弦三维预配方法及系统，完全精确计算出接触网在世界坐标系中的理论坐标，可应用于既有铁路改造与新线建设，适用于所有接触网悬挂类型。具有全工况、精度高的特点。本发明在本行业既有方法基础上，加入全线路的三维世界坐标系建模；加入所有类型附加荷载的重量归算模型；加入对每一个吊弦位置、弹性吊索位置与张力、附加荷载位置的定义；加入跨中吊弦点高度修正算法，采用有限元计算方法，求解全线路接触网的所有节点三维坐标，以此求解出吊弦长度的精确解。本发明采用全线路全参数定制的方式，解决了既有方法无法应用于差异化设计、无法应用于既有铁路改造定制计算的问题。本方法采用三维空间建模的方式，计算精度较既有方法有大幅度的提升。本方法在既有铁路改造项目中，已取得了验证并获得了良好的应用效果，经检验，在各环节较为精确的前提下，本发明能够实现所有线路工况吊弦。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述预配方法包括：

S1：确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标；

S2：选取一个锚段的接触网进行全参数测量，得到预配输入数据；

S3：根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点；

S4：根据所述预配输入数据以及吊弦点高度修正算法，生成该锚段内的所有吊弦节点、附加荷载节点、有弹性吊索时的弹性吊索节点，计算上述节点在接触线上的三维坐标、在承力索上的俯视二维坐标；

S5：将所述定位点节点、承力索座节点、吊弦节点、附加荷载节点以及有弹性吊索时的弹性吊索节点作为基础节点，利用线性插值的方法，划分相邻两基础节点间的线索，并生成若干扩充节点坐标；

S6：将步骤S4以及步骤S5中的所有节点的三维坐标或二维坐标代入有限元计算模型，作为节点的起始位置；

S7：将线索与吊弦参数、附加荷载重量归算参数、张力参数代入有限元模型，求解出所有节点的受力状态；

S8：根据所有节点的受力状态，采用有限元方法进行受力平衡计算，完成承力索上所有节点的三维坐标求解；

S9：根据接触线和承力索上吊弦节点的三维坐标，计算出吊弦预配长度以及位置，并实现接触网三维模型可视化。

2.根据权利要求1所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标具体包括：

轨道坐标建模以线路起始里程点作为零点坐标，通过里程数据和线路断链数据，建立线路的直线方程、曲线方程、竖曲线方程与缓和曲线方程，利用坐标旋转方程拼接线路，完成全线路在世界坐标系下的三维建模。

3.根据权利要求2所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述曲线方程和竖线方程为：

x＝2*Rsin(L/R)cos(L/2R)

y＝2*R*sin²(L/2/R)，其中R为曲线半径，L为里程距离；

所述缓和曲线方程为：

x＝L-L⁵/(40R²*d²)

y＝L³/6R*d-L⁷(336*R³*d³)，其中R为曲线半径，L为里程距离，d为竖曲线长度；

第一象限坐标旋转方程为：

x＝(x₀ ²+y₀ ²)^1/2*cos(α+arctan(y₀/x₀))

y＝(x₀ ²+y₀ ²)^1/2*sin(α+arctan(y₀/x₀))，其中α为坐标旋转的角度，x₀,y₀为旋转前的坐标。

4.根据权利要求1所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述全参数测量数据类型包括支柱处测量数据和支柱间测量数据；

所述支柱处测量数据类型包括：一个锚段内每一个支柱处的悬挂类型、轨道超高、接触线高度、承力索高度以及承力索拉出值；当进行既有线路改造时，还包括前方第一吊弦距离、后方第一吊弦距离、前方弹性吊索距离、后方弹性吊索距离、接触线拉出值、接触线拉拽方向以及弹性吊索张力；

所述支柱间测量数据包括:每两个支柱间的定位点间距、附加荷载类型与位置；当进行既有线路改造时，还包括吊弦原位安装位置。

5.根据权利要求1所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述附加荷载包括：横向电连接、关节电连接、隔离开关上网点、跨中上网点、承力索绝缘子、接触线绝缘子、分段绝缘器、中心锚结、护线条以及避雷线。

6.根据权利要求1所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点具体包括：

通过在全线路坐标中查找里程，得到计算锚段的坐标参数，并通过坐标旋转方程将其转化为沿x轴正方向，接触线以及承力索底座的三维坐标由相应的轨道坐标映射而来，坐标映射算法为：

x＝x₀-[H*sinβ+La*cosβ]*sin(arctan(γ))

y＝y₀-[H*sinβ+La*cosβ]*sin(arctan(γ))

z＝z₀+|h/2|-[H*cos|β|+|h*La|/(h*La)*|La*sinβ|

其中，(x₀,y₀,z₀)为轨道空间坐标，(x,y,z)为(x₀,y₀,z₀)对应的接触线或承力索支柱点的空间坐标；H为预配高度；La为拉出值；β为轨道超高角度；h为轨道高差；γ为线路方向相对于x轴正方向的夹角。

7.根据权利要求1所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述吊弦点高度修正算法包括：

在曲线、缓和曲线和竖曲线区段内，将线路坐标与跨中接触网坐标进行比对，消除由于轨道和接触网走形方式不同造成的接触线高度偏差，将跨中吊弦点的接触线高度重新调整为预配高度，吊弦点高度修正算法的基本算法为：

z_t＝z-|tan(β)*[(x-x₀)²+(y-y₀)²]^1/2|

其中z_t为修正后的吊弦点高度，(x,y,z)为步骤S3中通过轨道映射后的接触网坐标，(x₀,y₀)为接触线实际的俯视坐标，β为轨道超高角度。

8.根据权利要求1所述的全参数定制的接触网吊弦预配方法，其特征在于，所述线索与吊弦参数包括：

接触线单位重量、承力索单位重量、下锚方式、吊弦单位重量、吊弦接触线线夹重量以及吊弦承力索线夹重量；

所述张力参数包括：接触线张力、承力索张力以及弹性吊索张力。

9.一种全参数定制的接触网吊弦预配系统，其特征在于，所述系统包括：

全线路轨道在世界坐标系的三维坐标确定模块，用于确定全线路轨道在世界坐标系的三维坐标；

全参数测量模块，用于选取一个锚段的接触网进行全参数测量，得到预配输入数据；

节点生成模块，用于根据所述锚段的轨道三维坐标以及每一个悬挂点对应的接触线预配高度、拉出值、轨道超高信息以及特殊布置信息，建立该锚段的接触线以及承力索座处的三维坐标信息，并生成定位点节点以及承力索座节点；

吊弦点高度修正模块，用于根据所述预配输入数据以及吊弦点高度修正算法，生成该锚段内的所有吊弦节点、附加荷载节点、有弹性吊索时的弹性吊索节点，计算上述节点在接触线上的三维坐标、在承力索上的俯视二维坐标；

节点扩充模块，用于将所述定位点节点、承力索座节点、吊弦节点、附加荷载节点以及有弹性吊索时的弹性吊索节点作为基础节点，利用线性插值的方法，划分相邻两基础节点间的线索，并生成若干扩充节点坐标；

节点输入模块，用于将吊弦点高度修正模块以及节点扩充模块中的所有节点的三维坐标或二维坐标代入有限元计算模型，作为节点的起始位置；

节点的受力状态计算模块，用于将线索与吊弦参数、附加荷载重量归算参数、张力参数代入有限元模型，求解出所有节点的受力状态；

节点的三维坐标求解模块，用于根据所有节点的受力状态，采用有限元方法进行受力平衡计算，完成承力索上所有节点的三维坐标求解；

吊弦预配长度以及位置计算模块，用于根据接触线和承力索上吊弦节点的三维坐标，计算出吊弦预配长度以及位置，并实现接触网三维模型可视化。

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