铁路既有线纵断面线形分段的优化算法

纵断面线形分段是既有线复测计算中的关键环节之一。目前的分段方法大多是依据测点正矢或曲率图像人工识别分段点,易出错,精度低。针对人工方法的不足,本文提出了一种将正矢和最小二乘原理相结合的分段算法:先计算测点正矢,通过测点正矢确定属于同一线形的部分测点,利用已确定所属线形的测点,采用最小二乘算法拟合出相应的线形参数,再通过迭代计算得到分段点的里程。计算实例表明:这种方法易于编程实现,能提高纵断面线形分段点精度,对铁路既有线整正计算软件的研制具有一定的参考价值。     

铁路既有线平面自动重构方法研究

既有线平面线形重构是既有线改建设计的必要基础,其结果直接影响最终设计质量,工程造价和运营安全。为实现既有线平面自动重构,文章提出了先识别既有线上平面特征点再进行选配曲线拟合最优线路的方法。首先,基于考虑约束拨量的整体最小二乘法建立了线路特征点自动识别模型,然后建立了以圆曲线半径,前后缓和曲线长为自变量,既有线上所有测点至重构线路拨距的平方和为因变量的平面重构目标函数,并引入外点惩罚函数法将线路优化的约束问题转换为无约束问题。考虑该函数为多元隐函数的特点,提出基于方向加速法的线路平面重构优化方法。实例分析表明:该算法不仅能够快速实现既有线平面自动重构,而且优化效果明显优于传统方法,可显著提高既有线改建设计效率。     

道路平面线形交互式设计方法研究

定制道路平面设计线实体,使道路平面几何线形设计支持图形与数据互动式交互设计,设计人员既可以通过设定参数,由数据驱动图形修改设计,也可通过夹点直接操作图形,再由图形驱动平面设计数据,从而增强了系统的交互性能.     

铁路既有线复测方法探讨

从里程丈量、曲线测设、水准测量等几个方面对铁路既有线复测进行了探讨,强调了电子存储和极坐标法对铁路既有线复测的作用。     

基于近似曲率的铁路既有线纵断面分段算法

纵断面线形的精确分段是后续铁路线路优化调整的基础。针对现有方法自动分段效果差且精度低的缺点,研究一种能够实现线形精确自动分段的算法。首先,在对比各种方法的基础上,提出一种基于测点近似曲率的线形自动分段算法,针对铁路竖曲线弧径比过小易导致的拟合病态问题,采用基于半径确定的最小二乘算法进行圆心精确定位,以提高分段点的精度。经实测数据验证该算法能自动化识别特征点位置,且具有更高的精度。     

既有线列车运行图分段优化编制方法的研究

本文提出了一种基于数学优化的分段求解方法进行既有线列车运行图的编制.以列车旅行时间总和最小为目标函数,建立了编制既有线列车运行图的整数线性规划模型,并进一步设计了分段求解的算法流程.该方法可以有效降低问题求解的复杂性,保持求解结果的整体优化性.     

数字轨道地图平面线形特征提取方法研究

数字轨道地图是卫星定位技术应用到铁路运输行业的基础,根据铁路线路设计时三种平面线形——直线、缓和曲线和圆曲线的不同特征,采用基于方位角的曲率方法进行平面线形的初步识别,再以横向误差为约束条件迭代确定满足要求的线形分段,进而采用整体最小二乘的方法对三种线形进行拟合,实现数字轨道地图的平面线形特征提取。青藏线实测数据结果表明,该算法是可行且有效的,不仅能识别拟合线路的平面线形,用少数关键点和相关参数就能表达出整体的几何特征;而且拟合后线路的横向误差和纵向累积误差都较小,满足高精度应用的要求。     

铁路既有线曲线复测计算方法

为提高计算精度和速度,研究利用坐标法和最小二乘法进行铁路既有线曲线复测的计算.首先利用坐标法计算各测点的坐标,再计算正矢,然后根据正矢的变化规律选定圆曲线上的测点,用最小二乘法拟合出既有线圆曲线的半径和圆心坐标,并以拨正量最小为优化目标,优化圆曲线半径及圆心,进而计算出缓和曲线的长度、各测点的拨正量、特征点的里程和坐标等.实例计算表明:在铁路既有线曲线复测计算中,坐标法和最小二乘法结合使用,不仅克服了基于渐伸线原理的传统近似计算方法存在的误差问题,提高了计算精度,拨正量小,而且能够实现一次性利用圆曲线上所有测点的坐标拟合出圆曲线的半径和圆心坐标.     

既有线铁路路基密实状态检测方法研究

针对现行既有线铁路路基检测中存在的技术缺陷,提出既有线路基检测新方法—可变能量贯入测试法,通过检测贯入阻力评价既有路基密实状态,达到不干扰行车、检测深度大、数据准确直观的目的。同时通过理论分析及现场对比试验研究,论证了采用可变能量贯入测试法检测贯入阻力评价铁路路基密实状态的可行性,并提出适于既有路基密实状态检测的建议标准。该成果的研究对优化我国既有线检测方法,保障行车安全具有积极意义。     

铁路既有线复测平面曲线优化方法

利用坐标法进行铁路既有线复测后,根据测量曲线的连续大地坐标点系,通过合理的方式对既有线线路进行优化计算是一项十分重要的工作。在讨论平面曲线特征分界点判别依据的基础上,分析基于圆曲线最小二乘拟合计算模型的原理及其不足;通过建立夹直线、缓和曲线和圆曲线的调整量计算模型,提出以夹直线的最小二乘拟合为切入点,以曲线调整量最小为优化目标,以圆曲线半径、缓和曲线长为优化参数,建立平面曲线调整量优化模型,利用夹直线的连续性对连续多段平面曲线实现一次性优化计算;采用定步长迭代方法进行优化模型求解,通过优化计算得到既有线各曲线要素特征值及各测点的调整量。计算实例表明:优化模型算法简单、有效,适用于各类平面曲线,并在大曲线半径上有效避免了圆曲线最小二乘拟合法存在的病态结果。     

铁路实际线形测量与计算方法的研究

提出了一种铁路轨道实际线形控制测量及其离散点坐标测量的思路和方法,该方法具有较强的操作性,测量精度能够满足轨道线形测量和分析的要求;之后利用轨道离散点坐标,分别提出了轨道直线、圆曲线以及缓和曲线线形拟合计算的数学模型。理论分析和实验计算结果表明,这些数学模型能够拟合出铁路常见曲线的线形,可用于既有铁路实际线形测量和新建铁路竣工线形测量的线形拟合计算,能够在铁路轨道实际线形测量中推广应用。     

基于方向加速法的铁路既有线平面重构优化算法

为量化既有线平面重构成果,建立以圆曲线半径,前后缓和曲线长为自变量,既有线上所有测点至重构线路拨距平方和为因变量的平面重构评价函数.考虑该函数为多元隐函数的特点,提出基于方向加速法优化求解评价函数极小值及其对应自变量的平面重构算法.并探讨优化求解过程中圆曲线半径,前、后缓和曲线长度初始值选取,规范中相关约束条件的引入问题.通过实例分析,证明该算法重构效果明显优于传统偏角法,完全满足工程实际要求.     

铁路既有线曲线整正方法的探讨

目前铁路曲线常用的整正方法主要有绳正法(正矢法)、偏角法、坐标法.结合现场的施工经验对这三种方法的优缺点及使用情况进行了讨论,指出各方法适合的作业范围,供工务维修参考.     

不同约束条件下普速铁路平面线形重构效果对比分析

针对普速铁路平面线形重构设计问题,结合相关规范要求系统梳理了平面线形参数限制因素。在此基础上,以整体平面调整量平方和最小为平面线形重构设计目标函数,提出了无约束、原始台账约束和多参数约束条件下的平面线形重构原则,并结合实测数据对比分析了不同约束条件下平面调整量、曲线参数和行车安全性的差异。结果表明：采用多参数约束条件所得平面线形既可达到现场工程量较小,又可满足曲线半径、缓和曲线长度和行车安全性要求,其重构设计结果最优。建议在普速铁路数字化捣固方案设计时,采用多参数约束条件对平面线形进行重构设计,结合现场实际和相关规范要求对曲线半径和缓和曲线长度进行适当调整。     

基于GA-MADS混合算法的既有铁路平面线形自动重构

研究目的:既有铁路平面线形重构是铁路养护维修与增改建设计的重要基础,重构结果对列车运行安全、养护改建工程量将产生重要影响.既有方法通常先识别确定交点坐标,再逐交点优化半径缓长,属局部重构,难以实现全局优化;同时对约束的处理还不全面,重构的线形需要经过大量人工调整方可应用.对此,本文提出一种遗传算法混合网格自适应直接搜索...     

紧邻既有线铁路施工天窗优化配置方法

针对紧邻既有线施工维修天窗优化配置关键问题,系统地分析新线施工与既有线运输间相互影响和制约的因素和潜在风险,综合考虑抢修封锁施工对新线施工作业进展影响、对封锁施工成本和效率的影响以及对既有线列车运行的影响3个关键要素,建立紧邻既有线铁路施工天窗最优化配置模型。并利用建立的优化模型算法,考虑未来可能发生垮坡事故的各种状态,结合沪宁城际铁路Ⅲ标建设管理实践经验,以既有丹阳站与沪宁城际车站并行施工区段为典型案例,进行模拟实验分析对比,验证该优化模型的可行性。     

铁路安全线空间线形设计方案研究

现行的铁路安全线设计方案,无论是直线型安全线还是曲线型安全线,均存在安全隐患,随着我国铁路运行速度的不断提高,这一问题愈显突出。为了避免列车进入安全线发生侧翻或脱轨时朝向正线侧,采用侧倾式设计方案对安全线系统进行优化,改进线路轨面高程设计和车挡外形设计,设置轨面高差,调整车挡撞击面与线路的夹角。侧倾式设计方案可以确保在列车进入安全线后,避免向正线一侧脱轨或侧翻。提出修改设计规范的建议,改进今后的设计,并对既有安全线进行改造,从而保证正线列车的运行安全。     

既有线铁路提速区段路基加固技术和装备研究

介绍了提速线路路基工程中存在的问题和路基加固可采用的方法和设备,阐述了路基加固作业车的构成和作业原理,分析并指出路基加固设备应向机群作业方向发展.     

铁路既有线旅客服务系统集成方案研究

本文深刻分析铁路既有线旅客服务系统当前存在的问题,提出总体解决方案,重点研究旅客服务系统集成管理平台的结构,阐述该平台的优点,并对方案在既有线车站的应用进行了可行性探索.