鐵路曲線特征點(diǎn)提取算法研究.pdf

1、無(wú)砟軌道合理的外形尺寸和平順的幾何線形是保證列車(chē)高速、安全、舒適運(yùn)行的關(guān)鍵因素。目前，關(guān)于軌道長(zhǎng)短波不平順性檢測(cè)及維護(hù)手段已經(jīng)比較完善，然而由于施工偏差及測(cè)量誤差等因素的影響，依據(jù)線路中線坐標(biāo)得到的平曲線主點(diǎn)與依據(jù)超高數(shù)字折線得到的超高變坡點(diǎn)之間存在里程上的不符值，不符值的存在會(huì)影響線路的平順性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及高速列車(chē)的行車(chē)安全。既有線線形的精確分段是后續(xù)線形優(yōu)化整正及高速化改造的基礎(chǔ)，對(duì)平面線形的自動(dòng)分段方法已經(jīng)有了較深入且成熟的研究，

2、而在縱斷面的分段方面，目前常用的方法均是人工進(jìn)行分段或是先人工進(jìn)行粗略分段再通過(guò)迭代的方法精確確定，這不僅不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且得到的分段點(diǎn)精度較低。針對(duì)這些問(wèn)題，探討高速鐵路平曲線主點(diǎn)識(shí)別及既有線縱斷面自動(dòng)分段算法，以用于高速鐵路線路平順性的評(píng)價(jià)及既有線的優(yōu)化整正和高速化改造工作。
　　對(duì)于高速鐵路平曲線主點(diǎn)的識(shí)別，依據(jù)靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)了基于線路中線坐標(biāo)和超高數(shù)字折線的主點(diǎn)識(shí)別算法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析，得到以下結(jié)論:由于無(wú)砟軌道

3、靜態(tài)檢測(cè)具有采樣間隔小、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，傳統(tǒng)算法易受測(cè)點(diǎn)誤差影響而難以有效地表征曲線輪廓的變化，以至于自動(dòng)識(shí)別主點(diǎn)時(shí)失效;采用抗噪能力強(qiáng)的十一點(diǎn)曲率法得到的測(cè)點(diǎn)近似曲率，能有效地表征數(shù)字平曲線形態(tài)的變化，自動(dòng)識(shí)別曲線主點(diǎn)效果好，不易出現(xiàn)錯(cuò)選、漏選的情況;依據(jù)Douglas-Peucker算法能夠有效地識(shí)別超高變坡點(diǎn)的近似位置，在粗略識(shí)別的基礎(chǔ)上，經(jīng)擬合迭代可精確地確定變坡點(diǎn)位置;由兩種算法提取的平曲線主點(diǎn)和超高變坡點(diǎn)結(jié)果，可分析線路的超

4、高平順性。因而這兩種算法既可用于評(píng)價(jià)新建鐵路軌道施工質(zhì)量，也可用于運(yùn)營(yíng)線路的軌道檢測(cè)維護(hù)。
　　研究的基于測(cè)點(diǎn)近似曲率的縱斷面線形自動(dòng)分段算法，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，證明:采用十一點(diǎn)曲率法得到的測(cè)點(diǎn)近似曲率，同樣可用在既有線縱斷面特征點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別上，且效果較傳統(tǒng)方法更優(yōu);在迭代分段基礎(chǔ)上，采用半徑確定的最小二乘法擬合豎曲線能夠有效地實(shí)現(xiàn)圓心精確定位，進(jìn)而提高了特征點(diǎn)的精度;上述算法組合能夠有效的實(shí)現(xiàn)縱斷面線形的自動(dòng)化分段，且具有較高的