[发明专利]用于铁路限界超限判定的组合圆台体及其应用方法

说明书

用于铁路限界超限判定的组合圆台体，是由铁路限界平面图绕其竖向中心轴水平旋转180°而成。确定铁路限界组合圆台体的坐标系统，判定是否超限的三维激光扫描点位的范围，将范围内扫描点的坐标由三维扫描坐标系统坐标换算至组合圆台体坐标系统；比较某一扫描点所在的z值处的组合圆台体水平截面圆的半径与该扫描点距坐标原点的水平距离的大小，判定该扫描点是否超限。铁路曲线区段采用两个半组合圆台体的方式处理。方法步骤为：（1）确定铁路限界平面图；（2）生成限界组合圆台体并确定其坐标系统；（3）确定需要判定是否超限的扫描点范围；（4）坐标系统转换；（5）判定扫描点位是否超限；（6）曲线上的铁路限界判定则按两侧分别处理。

技术领域

本发明涉及采用三维激光扫描技术进行铁路限界检测技术。

背景技术

铁路限界对保证铁路行车的安全起到关键性的作用，近年来我国的铁路建设与运营取得了巨大的发展，但目前铁路限界检测主要是采用限界轨道检测车和人工定点测量相结合的传统方式。该方式不但存在着测量精度低、速度慢、工作量大、效率低等缺陷，而且不能详尽描述整条线路的净空状态。同时，随着列车运营速度的提高和列车运营数量的增加，导致可以上道进行限界检测的时间也越来越少，从而造成了铁路限界检测与铁路运营之间的矛盾。

三维激光扫描技术具有高精度、快速、海量、无接触测量等优点，将该技术应用在铁路限界的检测中则可以避免传统限界检测方式的不足。但现阶段应用三维激光扫描技术对铁路限界的超限判定，应用的是横断面法，即对扫描后的数据点云，沿线路方向确定需判定限界的里程后，在该里程上截取横断面，对横断面上的点的位置是否超限进行判断。由于线路的方向沿纵向不断变化，因此准确截取横断面时其方向确定非常复杂；同时还会出现截面附近的点虽然超限，但并未被截取到的现象；而且这种方法也不利于采用智能处理的方式。因此，采用三维激光扫描数据处理的方法则是现在所迫切需要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于铁路限界超限判定的组合圆台体及应用方法。

本发明是用于铁路限界超限判定的组合圆台体及应用方法，用于铁路限界超限判定的组合圆台体，其铁路限界组合圆台体1是由铁路限界平面图2绕其竖向中心轴3水平旋转180°而成；铁路限界平面图中限界边缘线5为一条折线，铁路限界平面图2则由3~10个等腰梯形6组成；铁路限界组合圆台体1也是由3~10个圆台体7组成。

本发明的用于铁路限界超限判定的组合圆台体的应用方法，其步骤为：

（1）确定铁路限界平面图2的形状及具体尺寸；

（2）生成铁路限界组合圆台体1，并确定铁路限界组合圆台体1的坐标系统；

（3）确定线路中心点在扫描系统内的坐标，然后确定需要判定是否超限的扫描点的区域范围；

（4）将线路中心点及确定的区域范围内的扫描点在扫描系统内的坐标转化为在圆台体坐标系统内的坐标；

（5）判定扫描点位是否超限；

（6）对于曲线上铁路限界在线路左右两侧不一样的情况，应在线路左右两侧分别生成半组合圆台体a 18、半组合圆台体b 19，并对线路两侧的点是否超限分别进行判定。

本发明的有益效果是：本发明结合三维激光扫描技术进行铁路限界超限判定时，避免了铁路线路方向的不断改变而造成的准确截取超限判定断面的复杂性，同时可以避免超限判定断面附近的超限点未被选中的情况发生。本发明的形式比较简单，实用性强，不但可以节省大量的时间，而且可以提高超限点判断的准确性，特别适合于编写软件进行智能化数据处理，具有良好的应用前景。

附图说明