[发明专利]多线铁路三维横断面图形显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路设计方法，尤其涉及铁路设计中多线铁路三维横断面的图形显示方法。

背景技术

传统铁路横断面图主要是基于桩号断面的二维设计图，是一种静态的图形显示，通常按单线铁路、并行双线铁路等相对独立的路基本体设计。对于多线铁路，特别是大型铁路枢纽，线路交叉疏解复杂，各线轨面高差、线间距频繁变化，横断面相互影响，传统的横断面图无法全面直观的表达多线铁路任意位置的路基横断面信息，如路基逐步分离地段，设计人员及复核、审查人员难以及时判断工程设计是否合理等。同时，对于多线铁路，在前期设计阶段，不能完全确定各段落断面的基线，传统的横断面设计及图形显示对于基线的切换需要组织调整大量的数据，给工程设计带来困难，从而影响工作效率和工程质量。

发明内容

针对传统二维横断面图所存在的问题，本发明提出一种全新的多线铁路三维横断面图形显示方法，通过构建多线铁路三维场景，一次建模显示和标注任意多条设计线路、任意里程位置的三维横断面图形，显示多线路基横断面设计成果，清晰表达设计意图，直观反应各种复杂关系。能够沿线位连续动态浏览三维横断面，并且可以随意切换基线快速查看不同状态的三维横断面图形，同时完全支持传统的单线铁路、双线铁路的横断面图形显示。

本发明所涉及的多线铁路三维横断面图形显示方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

S₁、构建多线铁路三维场景

首先组织多线铁路基础数据，包括线位数据、数字地面模型和二维横断面设计数据，然后构建多线铁路三维场景。多线铁路基础数据不限定线位的个数。

S₂、裁剪三维场景

首先设定三维横断面的当前线位里程，然后通过近剪切平面、远剪切平面裁剪三维场景，控制多线铁路三维横断面模型的图形显示。

S₃、计算标注信息

首先计算当前线位里程处的法线，通过法线与各线位求交，获得各线位中心点的三维坐标；然后计算多线铁路三维横断面模型的标注信息，包括计算相应标注里程、轨面高程、路肩高程，并从左至右计算各相邻线位之间的线间距。

S₄、计算二维屏幕坐标

首先获取投影变换矩阵和视口信息，然后构造三维空间坐标到对应二维屏幕坐标的换算矩阵，计算当前里程处各线位中心点对应的二维屏幕坐标。

S₅、标注三维横断面模型

利用二维屏幕坐标固定支撑件标注多线铁路三维横断面模型，标注内容包括各线位的模型名称、标注里程、轨面高程、路肩高程、线间距。各标注内容的标注位置由各线位中心点对应的二维屏幕坐标经过偏移计算确定，从而标注三维横断面模型。

S₆、交互控制图形显示

交互控制多线铁路三维横断面的图形显示，包括指定当前线位里程，交互浏览任意里程断面的静态图形显示；切换基线查看不同状态的三维横断面图形；设定一条线位作为路径，动态连续的浏览三维横断面的图形；根据交互操作和浏览的实际需要，三维横断面模型的标注信息及标注位置，实时自动计算更新；通过设定控制显示状态，实现不同标注内容的组合显示，满足查看的需要。

该发明的有益效果是：不再局限于显示传统单线铁路、并行双线铁路的二维横断面图形，能够同时实现多条铁路线路三维横断面的图形显示，不仅限于针对桩号里程断面的静态图形显示，实现了连续里程断面的动态图形显示，自动化程度高，通用性好，具有明显的推广应用价值。

附图说明

图1为多线铁路三维横断面图形显示方法的流程图。

图中标记说明：

S₁、构建多线铁路三维场景        S₂、裁剪三维场景

S₃、计算标注信息                S₄、计算二维屏幕坐标

S₅、标注三维横断面模型          S₆、交互控制图形显示

具体实施方式

参照附图说明本发明的具体技术方案。由图1的流程图所示，本发明涉及的多线铁路三维横断面图形显示方法的步骤包括：构建多线铁路三维场景、裁剪三维场景、计算标注信息、计算二维屏幕坐标、标注三维横断面模型、交互控制图形显示。

S₁、构建多线铁路三维场景