鐵路曲線特征點提取算法研究.pdf

1、無砟軌道合理的外形尺寸和平順的幾何線形是保證列車高速、安全、舒適運行的關鍵因素。目前，關于軌道長短波不平順性檢測及維護手段已經比較完善，然而由于施工偏差及測量誤差等因素的影響，依據線路中線坐標得到的平曲線主點與依據超高數字折線得到的超高變坡點之間存在里程上的不符值，不符值的存在會影響線路的平順性，嚴重時會危及高速列車的行車安全。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，對平面線形的自動分段方法已經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行分段或是先人工進行粗略分段再通過迭代的方法精確確定，這不僅不能實現自動化，且得到的分段點精度較低。針對這些問題，探討高速鐵路平曲線主點識別及既有線縱斷面自動分段算法，以用于高速鐵路線路平順性的評價及既有線的優(yōu)化整正和高速化改造工作。
　　對于高速鐵路平曲線主點的識別，依據靜態(tài)檢測數據，推導了基于線路中線坐標和超高數字折線的主點識別算法。經過實驗數據驗證分析，得到以下結論:由于無砟軌道

3、靜態(tài)檢測具有采樣間隔小、數據量大的特點，傳統(tǒng)算法易受測點誤差影響而難以有效地表征曲線輪廓的變化，以至于自動識別主點時失效;采用抗噪能力強的十一點曲率法得到的測點近似曲率，能有效地表征數字平曲線形態(tài)的變化，自動識別曲線主點效果好，不易出現錯選、漏選的情況;依據Douglas-Peucker算法能夠有效地識別超高變坡點的近似位置，在粗略識別的基礎上，經擬合迭代可精確地確定變坡點位置;由兩種算法提取的平曲線主點和超高變坡點結果，可分析線路的超

4、高平順性。因而這兩種算法既可用于評價新建鐵路軌道施工質量，也可用于運營線路的軌道檢測維護。
　　研究的基于測點近似曲率的縱斷面線形自動分段算法，經過實驗數據驗證，證明:采用十一點曲率法得到的測點近似曲率，同樣可用在既有線縱斷面特征點的自動識別上，且效果較傳統(tǒng)方法更優(yōu);在迭代分段基礎上，采用半徑確定的最小二乘法擬合豎曲線能夠有效地實現圓心精確定位，進而提高了特征點的精度;上述算法組合能夠有效的實現縱斷面線形的自動化分段，且具有較高的