CN117235852B - 一种参数化路基断面构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种参数化路基断面构建方法，包括如下步骤：S1、获取目标路段的线路中心线和三维地形网格；S2、根据目标路段的线路中心线和三维地形网格路基断面的地形轮廓线；S3、获取每个垂直平面中的路基断面参数；S4、根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；S5、在每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图；多个断面施工图与所述三维地形网格构成路基断面施工图。本发明可参数化生成目标路段路基断面施工图，在路线变更情况下也可快速作出修改。
Description
技术领域
本发明涉及路基断面设计领域，具体涉及一种参数化路基断面构建方法。
背景技术
在传统的高速铁路路基断面设计中，往往以二维图纸为依托，采用人工办法，在平面图中拾取等高线并进行线性内插来获取路基断面的地形线，通过纵断面图纸得到线路高程，基于获取的地形线和线路高程点，再通过查阅规范，确定各项参数，最后通过规定和相关经验手动绘制图纸。
但是基于高速铁路线路狭长的特点，往往需要绘制大量的图纸来指导施工，设计质量和图纸质量与制图人员的专业素养紧密相关，而设计往往需要不断反复和修改，对于铁路相关的大体量工程,细微参数的修改往往需要将原有设计全部推翻重来，严重影响设计进度。同样在审核阶段，二维图纸往往无法直观的将设计展现出来，审图者往往需要联系前后断面图纸和地形文件，来判断设计的合理性，耗费巨大的精力。
发明内容
针对上述缺陷，现提出一种参数化路基断面构建方法、装置、存储介质和电子设备。
第一方面，提供一种参数化路基断面构建方法，包括如下步骤：
S1、获取目标路段在三维空间的中心曲线和三维地形网格，并将所述中心曲线在水平面进行投影得到线路中心线；S2、在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，所述垂直平面与三维地形网格的交线为路基断面的地形轮廓线；
S3、获取每个垂直平面中的路基断面参数；
S4、根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；
S5、在每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图。
可选的，所述路基断面参数包括基床参数、路基面轮廓参数以及排水沟参数；所述基床参数包括基床表层厚度、基床底层厚度和荷载影响线角度；
所述路基面轮廓参数包括道床顶面宽度、线间距、轨道板宽度、路堑碎石平台宽度、排水坡度、路堤坡度和路堑坡度；
所述排水沟参数包括排水沟宽度和排水沟深度。
可选的，所述步骤S4中判断断面形态包括：
分别判断每个垂直平面中所述线路中心线的水平两侧的半断面形态；
将所述线路中心线的水平两侧的半断面形态合并为垂直平面中的断面形态。
可选的，所述步骤S4中，根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点包括：
将所述等分点竖直向上映射至三维空间的中心曲线，获得多个参考点；
以所述垂直平面为参考平面，并建立坐标系，所述参考点为坐标系的相对原点，坐标系的X轴沿参考平面的水平方向延伸，坐标系的Y轴沿参考平面的竖直方向延伸；
所述控制点包括控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点E、控制点G和控制点N；各控制点的坐标如下：
控制点O的坐标为(0，0)；
控制点P的坐标为(b/2，0)；
控制点A的坐标为(b/2+c/2，0)；
控制点B的坐标为(a/2，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点C的坐标为(a/2，-h1-a·m1/2)；
控制点E的坐标为(a/2+e，yB-f)；
控制点G的坐标为(a/2+e+d，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点N的坐标为
控制点R的坐标为
上述坐标中，a为道床顶面宽度，b为线间距，c为轨道板宽度，d为路堑碎石平台宽度，m1为排水坡度，m2为路堤坡度，h1为基床表层厚度，h2为基床底层厚度，f为排水沟深度，yB为控制点B的Y坐标；
所述半断面形态的判断步骤包括：
在每个垂直平面中，假设一侧的半断面形态为路埑断面，以控制点G为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第一射线，若第一射线与地形轮廓线存在交点，则判断该断面形态为路埑断面；
若第一射线与地形轮廓线不存在交点，则假设断面形态为过渡段路埑断面，以控制点E为起点，以竖直向上的方向为延伸方向作第二射线，若第二射线与地形轮廓线存在交点，且第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离在设定范围内，则判断该断面形态为过渡段路埑断面；
若第二射线与地形轮廓线不存在交点，或第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离不在设定范围内，则假设该断面形态为路堤断面；以控制点B为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第三射线，若第三射线与地形轮廓线的交点的Y坐标大于控制点L的Y坐标，则判断该断面形态为过渡段路堤断面；若否，则判断该断面形态为路堤断面。
可选的，所述步骤S5包括:
根据半断面形态，将垂直平面中所述半断面形态所在一侧的多个控制点进行连接，得到半断面施工图；
将每个垂直平面中两侧的半断面施工图进行连接，得到多个断面施工图。
可选的，所述控制点还包括控制点J、控制点K、控制点D、控制点I、控制点F、控制点H、控制点M、控制点L、控制点Q、控制点R和控制点S；各控制点的坐标如下：
控制点J的坐标为(0，-h1)；
控制点K的坐标为(0，-h1-h2)；
控制点D的坐标为(a/2，yB-f)；
控制点I的坐标为(b/2+c/2+(h1+h2)/m3，-h1-h2)；
控制点F的坐标为(a/2+e，)；
控制点H为第一射线与地形轮廓线的交点；
控制点M为第二射线与地形轮廓线的交点；
控制点L的坐标为
控制点Q为第三射线与地形轮廓线的交点；
控制点R的坐标为
上述坐标中，m3为路埑坡度，e为排水沟宽度，yB为控制点B的Y坐标。
可选的，若半断面形态为路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点F、控制点G和控制点H依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
若半断面形态为过渡段路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点M依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
若半断面形态为过渡段路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L和控制点Q依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点Q依次连接；
若半断面形态为路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L、控制点R和控制点S依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点R依次连接。
第二方面，提供一种参数化路基断面构建装置，包括：
基础信息获取模块：其用于获取目标路段的线路中心线和三维地形网格，并在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，根据垂直平面与三维地形网格获得路基断面的地形轮廓线；
路基断面参数获取模块，其用于获取每个垂直平面中的路基断面参数；
断面形态获取模块，其用于根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；
断面施工图获取模块，其用于将每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图；多个断面施工图与三维地形网格构成路基断面施工图。
第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述第一方面所述的方法。
第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行第一方面所述的方法。
有益效果：本发明提供的参数化路基断面的构建方法通过利用线路中心线、三维地形网格与路基断面参数获取断面形态，再将各断面形态依次排序，实现参数化生成目标路段路基断面施工图，目标路段路基断面施工图能较为直观的显示断面形态，有助于提高工作效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步详细说明。
图1为本实施例提供的一种参数化路基断面构建方法的流程图。
图2为本实施例中路基断面参数的几何关系图。
图3为本实施例中垂直平面、三维地形网格与地形轮廓线的结构示意图。
图4为本实施例中路埑的结构示意图。
图5为本实施例中过渡段路埑的结构示意图。
图6为本实施例中过渡段路堤的结构示意图。
图7为本实施例中路堤的结构示意图。
图8为本实施例提供的一种参数化路基断面构建方法中得到的目标路段路基断面施工图的示意图。
图9为根据本实施例提供的装置的结构示意图。
图10示出了本实施例提供的一种电子设备的示意图。
图11示出了本实施例提供的一种计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，本实施例提供一种参数化路基断面的构建方法，包括如下步骤：
S1、获取目标路段在三维空间的中心曲线和三维地形网格，并将所述中心曲线在水平面进行投影得到线路中心线；目标路段在三维空间的中心曲线即从目标路段的起点至终点的中心曲线，其属于三维空间的曲线，线路中心线为平面曲线。
S2、在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，所述垂直平面与三维地形网格的交线为路基断面的地形轮廓线，如图3所示。
此实施例中，第一间隔可为0.1-1米，也可为更大的间隔如10米、20米等。
S3、获取每个垂直平面中的路基断面参数；
所述路基断面参数包括基床参数、路基面轮廓参数以及排水沟参数。
所述基床参数包括：
基床表层厚度，此实施例中用h1表示；
基床底层厚度，此实施例中用h2表示；
荷载影响线角度，此实施例中用h3表示；
所述路基面轮廓参数包括:
道床顶面宽度，此实施例中用a表示；
线间距，此实施例中用b表示；
轨道板宽度，此实施例中用c表示；
路堑碎石平台宽度，此实施例中用d表示；
排水坡度，此实施例中用m1表示；
路堤坡度，此实施例中用m2表示；
路堑坡度，此实施例中用m3表示；
所述排水沟参数包括:
排水沟宽度，此实施例中用e表示；
排水沟深度，此实施例中用f表示。
各路基断面参数的几何关系可参考图2所示。
S4、根据路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；具体包括：
将所述等分点竖直向上映射至三维空间的中心曲线，获得多个参考点；
以所述垂直平面为参考平面，并建立坐标系，所述参考点为坐标系的相对原点，坐标系的X轴沿参考平面的水平方向延伸，坐标系的Y轴沿参考平面的竖直方向延伸；
所述控制点包括控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点E、控制点G、控制点N、控制点J、控制点K、控制点D、控制点I、控制点F、控制点H、控制点M、控制点L、控制点Q和控制点R；
控制点O的坐标为(0，0)；
控制点P的坐标为(b/2，0)；
控制点A的坐标为(b/2+c/2，0)；
控制点B的坐标为(a/2，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点C的坐标为(a/2，-h1-a·m1/2)；
控制点E的坐标为(a/2+e，yB-f)；
控制点G的坐标为(a/2+e+d，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点N的坐标为
控制点R的坐标为
控制点J的坐标为(0，-h1)；
控制点K的坐标为(0，-h1-h2)；
控制点D的坐标为(a/2，yB-f)；
控制点I的坐标为(b/2+c/2+(h1+h2)/m3，-h1-h2)；
控制点F的坐标为(a/2+e，)；
控制点L的坐标为
控制点R的坐标为
上述坐标中，a为道床顶面宽度，b为线间距，c为轨道板宽度，d为路堑碎石平台宽度，m1为排水坡度，m2为路堤坡度，m3为路埑坡度，h1为基床表层厚度，h2为基床底层厚度，e为排水沟宽度，f为排水沟深度，为控制点B的Y坐标；
分别判断每个垂直平面中所述线路中心线的水平两侧的半断面形态；
将所述线路中心线的水平两侧的半断面形态合并为垂直平面中的断面形态。
所述半断面形态包括：路埑断面、过渡段路埑断面、路堤断面和过渡段路堤断面。
半断面形态的判断步骤包括：
在每个垂直平面中，假设一侧的半断面形态为路埑断面，以控制点G为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第一射线，若第一射线与地形轮廓线存在交点，则判断该断面形态为路埑断面；
若第一射线与地形轮廓线不存在交点，则假设断面形态为过渡段路埑断面，以控制点E为起点，以竖直向上的方向为延伸方向作第二射线，若第二射线与地形轮廓线存在交点，且第二射线与地形轮廓线的交点与控制点M的距离在设定范围内，则判断该断面形态为过渡段路埑断面；所述设定范围为第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离大于(1/2)*f，所述f为排水沟深度。
若第二射线与地形轮廓线不存在交点，或第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离不在设定范围内，则假设该断面形态为路堤断面；以控制点B为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第三射线，若第三射线与地形轮廓线的交点的Y坐标大于控制点L的Y坐标，则判断该断面形态为过渡段路堤断面；若否，则判断该断面形态为路堤断面。
第一射线与地形轮廓线的交点为控制点H；
第二射线与地形轮廓线的交点为控制点M；
第三射线与地形轮廓线的交点为控制点Q；
每个控制点及其坐标信息如下表所示：
表1：各控制点及其坐标信息
S5、在每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个所述垂直平面中的断面施工图；多个断面施工图与所述三维地形网格构成路基断面施工图。
根据半断面形态，将垂直平面中所述半断面形态所在一侧的多个控制点进行连接，得到半断面施工图；
将每个垂直平面中两侧的半断面施工图进行连接，得到多个断面施工图。
如图4所示，若半断面形态为路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点F、控制点G和控制点H依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
如图5所示，若半断面形态为过渡段路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点M依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
如图6所示，若半断面形态为过渡段路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L和控制点Q依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点Q依次连接；
如图7所示，若半断面形态为路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L、控制点R和控制点S依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点R依次连接。
在每个垂直平面上获得的断面施工图与所述三维地形网格构成路基断面施工图，可进一步如图8所示，根据三维地形网格获得三维地形，将每个垂直平面上的断面施工图与三维地形组合，构成路基断面施工图。
进一步的，可对路基断面施工图进行尺寸标注。
进一步的，可将多个断面施工图分别移出为平面图，方便施工时逐一查看。
本实施例提供的参数化路基断面构建方法应用于无砟轨道高速公路非硬质岩路基断面。本实施提供的参数化路基断面的构建方法通过利用线路中心线、三维地形网格与路基断面参数获取断面形态，再将各断面形态依次排序，实现参数化生成目标路段路基断面施工图，目标路段路基断面施工图能较为直观的显示断面形态，有助于提高工作效率。若施工路线的位置需要更改时，由于整个方法已经实现参数化，仅需相应对中心曲线的参数进行更改，便可快速得到路基断面施工图。
在上述的实施例中，提供了一种方法，与之相对应的，本申请还提供一种装置。本申请实施例提供的装置可以实施上述方法，该装置可以通过软件、硬件或软硬结合的方式来实现。例如，该装置可以包括集成的或分开的功能模块或单元来执行上述各方法中的对应步骤。
请参考图9，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种装置的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
如图9所示，装置900可以包括：
基础信息获取模块：其用于获取目标路段的线路中心线和三维地形网格，并在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，根据垂直平面与三维地形网格获得路基断面的地形轮廓线；
路基断面参数获取模块，其用于获取每个垂直平面中的路基断面参数；
断面形态获取模块，其用于根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；
断面施工图获取模块，其用于将每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图；并将多个断面施工图沿线路中心线间隔排列，得到目标路段路基断面施工图。
在本申请实施例的一些实施方式中本申请实施例提供的装置900，与本申请前述实施例提供的方法出于相同的发明构思，具有相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的方法对应的电子设备，所述电子设备可以是用于服务端的电子设备，例如服务器，包括独立的服务器和分布式服务器集群等，以执行上述方法；所述电子设备也可以是用于客户端的电子设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行上述方法。
请参考图10，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图。如图10所示，所述电子设备40包括：处理器400，存储器401，总线402和通信接口403，所述处理器400、通信接口403和存储器401通过总线402连接；所述存储器401中存储有可在所述处理器400上运行的计算机程序，所述处理器400运行所述计算机程序时执行本申请前述方法。
其中，存储器401可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口403(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线402可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器401用于存储程序，所述处理器400在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的方法可以应用于处理器400中，或者由处理器400实现。
处理器400可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器400中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器400可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器401，处理器400读取存储器401中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的方法对应的计算机可读介质，请参考图11，其示出的计算机可读存储介质为光盘50，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述方法。
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-On ly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (4)
1.一种参数化路基断面构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取目标路段在三维空间的中心曲线和三维地形网格，并将所述中心曲线在水平面进行投影得到线路中心线；
S2、在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，所述垂直平面与三维地形网格的交线为路基断面的地形轮廓线；
S3、获取每个垂直平面中的路基断面参数；
S4、根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；
S5、在每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图，多个断面施工图与所述三维地形网格构成路基断面施工图；
所述路基断面参数包括基床参数、路基面轮廓参数以及排水沟参数；
所述基床参数包括基床表层厚度、基床底层厚度和荷载影响线角度；
所述路基面轮廓参数包括道床顶面宽度、线间距、轨道板宽度、路堑碎石平台宽度、排水坡度、路堤坡度和路堑坡度；
所述排水沟参数包括排水沟宽度和排水沟深度；
所述步骤S4中判断断面形态包括：
分别判断每个垂直平面中所述线路中心线的水平两侧的半断面形态；
将所述线路中心线的水平两侧的半断面形态合并为垂直平面中的断面形态；
所述步骤S4中，根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点包括：
将所述等分点竖直向上映射至三维空间的中心曲线，获得多个参考点；
以所述垂直平面为参考平面，并建立坐标系，参考点为坐标系的相对原点，坐标系的X轴沿参考平面的水平方向延伸，坐标系的Y轴沿参考平面的竖直方向延伸；
所述控制点包括控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点E、控制点G和控制点N；各控制点的坐标如下：
控制点O的坐标为(0，0)；
控制点P的坐标为(b/2，0)；
控制点A的坐标为(b/2+c/2，0)；
控制点B的坐标为(a/2，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点C的坐标为(a/2，-h1-a·m1/2)；
控制点E的坐标为(a/2+e，yB-f)；
控制点G的坐标为(a/2+e+d，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点N的坐标为
控制点R的坐标为
上述坐标中，a为道床顶面宽度，b为线间距，c为轨道板宽度，d为路堑碎石平台宽度，m1为排水坡度，m2为路堤坡度，h1为基床表层厚度，h2为基床底层厚度，f为排水沟深度，yB为控制点B的Y坐标；e为排水沟宽度；
所述半断面形态的判断步骤包括：
在每个垂直平面中，假设一侧的半断面形态为路埑断面，以控制点G为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第一射线，若第一射线与地形轮廓线存在交点，则判断该断面形态为路埑断面；
若第一射线与地形轮廓线不存在交点，则假设断面形态为过渡段路埑断面，以控制点E为起点，以竖直向上的方向为延伸方向作第二射线，若第二射线与地形轮廓线存在交点，且第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离在设定范围内，则判断该断面形态为过渡段路埑断面；
若第二射线与地形轮廓线不存在交点，或第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离不在设定范围内，则假设该断面形态为路堤断面；以控制点B为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第三射线，若第三射线与地形轮廓线的交点的Y坐标大于控制点L的Y坐标，则判断该断面形态为过渡段路堤断面；若否，则判断该断面形态为路堤断面；
所述步骤S5包括:
根据半断面形态，将垂直平面中所述半断面形态所在一侧的多个控制点进行连接，得到半断面施工图；
将每个垂直平面中两侧的半断面施工图进行连接，得到多个断面施工图；
所述控制点还包括控制点J、控制点K、控制点D、控制点I、控制点F、控制点H、控制点M、控制点L、控制点Q、控制点R和控制点S；各控制点的坐标如下：
控制点J的坐标为(0，-h1)；
控制点K的坐标为(0，-h1-h2)；
控制点D的坐标为(a/2，yB-f)；
控制点I的坐标为(b/2+c/2+(h1+h2)/m3，-h1-h2)；
控制点F的坐标为
控制点H为第一射线与地形轮廓线的交点；
控制点M为第二射线与地形轮廓线的交点；
控制点L的坐标为
控制点Q为第三射线与地形轮廓线的交点；
控制点R的坐标为上述坐标中，m3为路埑坡度，e为排水沟宽度，yB为控制点B的Y坐标；若半断面形态为路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点F、控制点G和控制点H依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
若半断面形态为过渡段路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点M依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
若半断面形态为过渡段路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L和控制点Q依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点Q依次连接；
若半断面形态为路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L、控制点R和控制点S依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点R依次连接。
2.一种参数化路基断面构建装置，其特征在于，包括：
基础信息获取模块：其用于获取目标路段的线路中心线和三维地形网格，并在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，根据垂直平面与三维地形网格获得路基断面的地形轮廓线；
路基断面参数获取模块，其用于获取每个垂直平面中的路基断面参数；
断面形态获取模块，其用于根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；判断断面形态包括：
分别判断每个垂直平面中所述线路中心线的水平两侧的半断面形态；
将所述线路中心线的水平两侧的半断面形态合并为垂直平面中的断面形态；
根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点包括：
将所述等分点竖直向上映射至三维空间的中心曲线，获得多个参考点；
以所述垂直平面为参考平面，并建立坐标系，参考点为坐标系的相对原点，坐标系的X轴沿参考平面的水平方向延伸，坐标系的Y轴沿参考平面的竖直方向延伸；
所述控制点包括控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点E、控制点G和控制点N；各控制点的坐标如下：
控制点O的坐标为(0，0)；
控制点P的坐标为(b/2，0)；
控制点A的坐标为(b/2+c/2，0)；
控制点B的坐标为(a/2，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点C的坐标为(a/2，-h1-a·m1/2)；
控制点E的坐标为(a/2+e，yB-f)；
控制点G的坐标为(a/2+e+d，-(a-b-c)/2·m1)；
控制点N的坐标为
控制点R的坐标为
上述坐标中，a为道床顶面宽度，b为线间距，c为轨道板宽度，d为路堑碎石平台宽度，m1为排水坡度，m2为路堤坡度，h1为基床表层厚度，h2为基床底层厚度，f为排水沟深度，yB为控制点B的Y坐标；e为排水沟宽度；
所述控制点还包括控制点J、控制点K、控制点D、控制点I、控制点F、控制点H、控制点M、控制点L、控制点Q、控制点R和控制点S；各控制点的坐标如下：
控制点J的坐标为(0，-h1)；
控制点K的坐标为(0，-h1-h2)；
控制点D的坐标为(a/2，yB-f)；
控制点I的坐标为(b/2+c/2+(h1+h2)/m3，-h1-h2)；
控制点F的坐标为
控制点H为第一射线与地形轮廓线的交点；
控制点M为第二射线与地形轮廓线的交点；
控制点L的坐标为
控制点Q为第三射线与地形轮廓线的交点；
控制点R的坐标为上述坐标中，m3为路埑坡度，e为排水沟宽度，yB为控制点B的Y坐标；
所述半断面形态的判断步骤包括：
在每个垂直平面中，假设一侧的半断面形态为路埑断面，以控制点G为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第一射线，若第一射线与地形轮廓线存在交点，则判断该断面形态为路埑断面；
若第一射线与地形轮廓线不存在交点，则假设断面形态为过渡段路埑断面，以控制点E为起点，以竖直向上的方向为延伸方向作第二射线，若第二射线与地形轮廓线存在交点，且第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离在设定范围内，则判断该断面形态为过渡段路埑断面；
若第二射线与地形轮廓线不存在交点，或第二射线与地形轮廓线的交点与控制点E的距离不在设定范围内，则假设该断面形态为路堤断面；以控制点B为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第三射线，若第三射线与地形轮廓线的交点的Y坐标大于控制点L的Y坐标，则判断该断面形态为过渡段路堤断面；若否，则判断该断面形态为路堤断面；
断面施工图获取模块，其用于将每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图；多个断面施工图与三维地形网格构成路基断面施工图，包括：
根据半断面形态，将垂直平面中所述半断面形态所在一侧的多个控制点进行连接，得到半断面施工图；
将每个垂直平面中两侧的半断面施工图进行连接，得到多个断面施工图；
若半断面形态为路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点F、控制点G和控制点H依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
若半断面形态为过渡段路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点C、控制点D、控制点E、控制点M依次连接，控制点J和控制点C连接，控制点K、控制点I和控制点D依次连接；
若半断面形态为过渡段路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L和控制点Q依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点Q依次连接；
若半断面形态为路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点O、控制点P、控制点A、控制点B、控制点L、控制点R和控制点S依次连接，控制点J和控制点L连接，控制点K、控制点N和控制点R依次连接。
3.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述权利要求1所述的方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1所述的方法。
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Also Published As
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