基于UKF的数字轨道地图的三维线路生成方法

针对基于卫星导航系统的列车定位对数字轨道地图的实际需求, 提出了一种基于无迹卡尔曼滤波的线路估计方法, 生成线路的三维数字轨道地图; 对于铁路线路的3种平面线形(直线、缓和曲线和圆曲线), 采用以里程为参数的菲涅尔(Fresnel)积分模型统一建模; 对于纵断面的直线和曲线, 采用二次曲线模型建模; 用无迹卡尔曼滤波对模型的状态(里程、三维坐标)和参数(方位角、曲率、曲率变化率、坡度、坡度变化率)进行联合估计; 将归一化新息平方和估计距离误差作为线路分段的判断条件, 最终用分段点和几何参数完成三维线路的生成; 采用仿真的平面线路数据对比了离散点法、三次多项式法和本文Fresnel法, 利用青藏线14.7 km的实测数据进一步对Fresnel法进行了验证。仿真结果表明: 在相同的误差要求下, 3种方法的平面距离误差均值都在0.024 m以内, 但Fresnel法采用了最少的分段点, 数据约简率高达99.76%; Fresnel法的最大累积里程误差最小, 由0.964 m降低为0.060 m, 减少了93.77%;Fresnel法比三次多项式法的方位角和曲率估计精度都高, 更加接近真值; 实际数据测试结果表明Fresnel法分别采用22个和20个分段点及参数即可完成线路的平面曲线和纵断面曲线生成, 平面和纵断面曲线距离误差均值都在0.03 m以内, 累积里程误差最大只有0.078 m, 位置精度和几何精度都较高。      

生成线路初始平面的自动优化方法

为迅速获得合理的线路平面初始方案,将产生线路初始平面的过程分为两个连续的子过程：首先根据航空折线寻求一条链式折线线路,然后对链式折线线路平面进行圆顺处理,生成直线－曲线－直线型线路平面;再进行线路平面初步优化设计后,即可得出线路初始平面方案。该方法已用于铁路新线设计智能CAD系统的研究中。     

一种新的公路平面线形曲线型设计方法——综合法

本文介绍一种新的公路平面线形曲线型设计方法。该方法首先利用三次样条拟合的基本原理，绘制满足地形地物约束的徒手线，利用图形软件对生成的徒手线用直线和圆弧进行拟合，形成由一系列的直线和圆弧单元构成的线形骨架，然后根据直线与圆之间、圆与圆之间的相对位置，配置缓和曲线，并确定缓和曲线参数，最后采用线元设计法，敷设公路平面线形。     

基于遗传算法的相切圆弧逼近非圆曲线算法

利用数控机床对非圆曲线进行加工时,采用直线段或相交圆弧对曲线进行拟合加工,在节点处存在尖点,影响轮廓的光滑性,且利用直线段拟合非圆曲线生成的程序段数多,影响编程效率.用极坐标表示圆弧,便于对相切圆弧的参数进行处理,减少计算量,将遗传算法用于相切圆弧逼近非圆轮廓曲线节点计算优化,利用其自适应迭代寻优的概率算法对圆弧段参数进行优化,并给出了具体算例证明该算法的有效性.     

土压平衡盾构掘进中障碍桩的处理

盾构掘进中遇到不明障碍物时,由于水文地质条件的不同、地面环境及其周边建筑物的影响,给障碍物的处理带来了诸多困难。西安地铁盾构掘进中遇到侵线混凝土桩,详细介绍了盾构工作参数异常情况、机械状态及反应措施,对侵线桩采取挖孔破除的方法予以解决,有效保证了盾构施工的安全。在遇到不明障碍物时应根据实际的地质条件、地面环境、设备状况,进行不同处置方案的比选,确定施工安全、工期短有利于设备维护的施工方案,安全快速的处理不明障碍物。     

基于数理统计的地铁车站换乘走行时间估计研究

对车站换乘走行时间的估计是分析成网条件下地铁线路间列车合理衔接,减少乘客总换乘等待时间的前提.基于数理统计方法对地铁车站换乘走行时间规律进行研究,设计地铁车站换乘走行时间规律的抽样调查方法,同时采用正态分布和对数正态分布函数对地铁车站换乘走行时间分布进行描述,并利用极大似然估计法对其中的参数进行估计.最后,以重庆地铁两路口换乘站为例,对所提出方法的实际可行性进行验证.     

基于时间逼近搜索算法的城轨列车运行节能优化研究

针对地铁列车准点节能运行,提出了基于时间逼近搜索的列车节能优化算法。首先建立城市轨道列车在满足定时运行条件下的节能控制模型,通过庞特利亚金最大值原理得到了列车节能最优控制工况集;其次,推导了列车在不同节能运行模式下的能耗差异;在此基础上,提出了一种将列车运行区间进行分段优化的方法,采用时间逼近搜索求解列车工况转换点的位置,最终达到定时节能运行的目的。以上海地铁3号线铁力路至友谊路线路为算例,与实测负荷过程对比,列车采用本文算法优化后可节能12.5%。      

考虑快慢车模式的地铁地下线纵断面优化研究

优化地铁线路纵断面设计方案可降低列车运行能耗与风井建设成本.本文以盾构法施工的地铁地下线为研究对象,考虑地铁设计规范约束与实际施工条件,建立以列车双方向运行能耗与风井成本之和最小为目标的线路纵断面优化模型.采用模拟退火与遗传算法的组合方法求解.广州地铁14号线案例分析证明,与实际方案相比,本文模型所得优化方案节省 2.65％的总成本.与仅考虑站站停模式下的纵断面优化方案相比,本文模型所得方案在快慢车总能耗方面更优,说明考虑停站方案进行纵断面优化的必要性.     

地铁钻孔桩侵限控制及处理措施

以地铁车站基坑围护桩施工为背景,对钻成孔围护桩侵限原因进行了分析,并给出了预防及处理措施,对类似工程施工具有参考意义.     

地铁钢轨波磨的基本特征、形成机理和治理措施综述

对世界各国地铁钢轨波磨的基本特征进行了系统梳理,总结了其普遍性与时间集中性,及其与曲线、轨道结构、车辆及其他因素相关性等典型特征,并对其分类方法、形成机理和治理措施进行了综合评述.研究结果表明:钢轨波磨普遍存在于地铁与有轨电车线路中,在新线开通初期与线路改造初期最为严重;一般而言,相对于直线和大半径曲线,小半径曲线的钢...     

约束下考虑坐标分量误差相关性的直线拟合

直线拟合在曲线拟合研究及工程实践中受到广泛关注,常用的普通最小二乘和正交最小二乘忽略了坐标分量误差相关性的存在. 基于此,首先论证了在铁路线路整正中全站仪测量坐标点的纵横坐标间存在误差相关性,同时线路中直线的拟合受到相邻线元的约束;然后,基于极大似然估计及拉格朗日条件极值原理,推导出了顾及约束和坐标分量误差相关性的直线拟合通用模型,并给出了高斯-牛顿迭代算法搜索最优解;最后,采用了实测的数据进行了验证及测试. 试验结果表明:该方法能在任何误差分布情况下考虑约束估计直线参数及其精度;考虑坐标相关误差时,参数估计精度在约束及无约束下分别提高了9.2%和2.7%;高斯-牛顿算法在约束及无约束情况下分别仅6次及3次迭代就搜索出最优直线.      

模糊数学在立交匝道线形优化设计中的应用

将模糊数学的概念、原理应用到立交线形优化设计中,以立交平面线形设计中的2种基本线形—圆曲线、缓和曲线作为构成立交线形设计中的线形元,并且考虑了行车条件、线形几何约束、超高要求等约束条件,以及影响参数取值的因素的模糊性,提出了比传统的优化设计方法更为科学、合理的模糊优化设计方法,建立了模糊优化数学模型,并分析了其解法.     

模糊数学在立交匝道线形优化设计中的应用

将模糊数学的概念、原理应用到立交线形优化设计中,以立交平面线形设计中的2种基本线形—圆曲线、缓和曲线作为构成立交线形设计中的线形元,并且考虑了行车条件、线形几何约束、超高要求等约束条件,以及影响参数取值的因素的模糊性,提出了比传统的优化设计方法更为科学、合理的模糊优化设计方法,建立了模糊优化数学模型,并分析了其解法.     

浅谈深路堑设计四步法

结合国道307线柳林县城区段(张家湾隧道)公路改线工程实例,进一步探讨深路堑的设计方法及设计流程,提出高边坡设计四步法,寻求更为优化的方案设计。     

考虑打磨量的重载钢轨打磨廓形优化设计

为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量，建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法，设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型，并对不同优化策略的优化结果进行了分析. 首先，通过矩阵旋转变换、曲线拟合及样条插值等理论建立钢轨廓形自动对齐算法，并计算目标廓形打磨量；其次，考虑轮轨磨耗指数、接触应力以及钢轨打磨量，建立综合优化目标函数，采用遗传算法并联合车辆轨道动力学仿真模型求解优化钢轨打磨廓形；最后，运用所建立的钢轨廓形优化设计模型计算分析不同优化策略的设计结果. 研究结果表明:同时考虑轮轨磨耗、轮轨接触应力和钢轨打磨量，优化后曲线外、内轨廓形平均磨耗指数相比初始廓形下降68.9%，内轨接触应力下降39.1%，打磨量下降21.8%，优化效果最佳；只考虑轮轨磨耗和接触应力时，优化后曲线外轨廓形磨耗指数和内轨接触应力下降较为明显，但打磨量下降速率相对较慢，仅为11.3%；只考虑打磨量时，优化后钢轨廓形打磨量下降最快，为24.4%，但轮轨接触应力显著变大.      

基于RTK功能的GPS道路中线测设原理与试验

介绍了GPS实时动态定位 (RTK)技术的基本原理 ,一种新的基于RTK功能的高斯平面坐标的GPS道路中线测设的原理方法 ,其中包括使用线元法解决任意复杂曲线的多种中桩点里程定义问题 ,以及区线的测设一体化技术 .介绍了相应的试验情况     

石家庄轨道交通站点周边土地利用优化策略研究

随着石家庄城市轨道交通线的建设,如何提升轨道交通站点周边土地利用效率,成为值得关注的问题。以石家庄轨道交通线上的3个典型站点为研究对象,利用卫星影像数据,分析了站点周边的土地利用特征;并在问卷调查数据分析的基础上,对站点周边用地设施需求情况进行了分析。研究显示：石家庄3个轨道交通站点周边土地混合利用程度较低、商业设施比例偏低,不同特征的出行者对轨道站点周边的用地设施需求存在差异。提出了站点周边土地利用优化策略：优化站点周边的土地利用结构,提高商业服务设施的比例;重视提高周边地区土地利用的混合程度,提升站点周边地区的综合服务水平。     

基于三次样条函数拟合公路平面线形方法研究

结合某高速公路实施道路安全评价即线形质量评价,提出基于三次样条函数拟合公路平面线形的基本原理,讨论了拟合曲线参数与曲线特征点识别方法及外业采样点分布的精度要求.结果表明:原理运用正确,拟合参数合理、可靠,为获取公路数据资料提供了理论依据和技术保证.     

地铁车站设计中的客流参数研究

在地铁车站设计中,客流是众多车站部位规模和能力核算的重要参数。本文从地铁运营管理和功能疏散的角度,深化研究,提出超高峰客流量、最高聚集人数、紧急疏散人数三个参数指标．为地铁车站设计提供重要科学依据。