[发明专利]一种铁路线路纵断面优化装置及捣固车

权利要求书

1.一种铁路线路纵断面优化装置，其特征在于，包括：

数据获取模块(1)，间隔一定距离获取铁路线路纵断面上测量点的里程，及该里程处对应的标高值数据；

变坡点搜索模块(2)，根据所述数据获取模块(1)输出的测量点的里程，及该里程处对应的标高值数据，通过二分法迭代寻找最大矢距以确定变坡点；

判断模块(3)，判断所述变坡点搜索模块(2)获取的最大矢距是否小于最大起道量，或变坡点邻近的坡段长度是否小于最小坡段长度，如果否则由变坡点搜索模块(2)继续寻找并确定变坡点，如果是则输出变坡点处的测量标高值及相邻坡段的几何参数；

高程计算模块(4)，根据变坡点处的测量标高值、相邻坡段的几何参数及最小起道量计算变坡点处的高程值。

2.根据权利要求1所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于：铁路线路纵断面上的起始点为第一标记点A，终止点为第二标记点B，所述第一标记点A与第二标记点B之间的高程为实曲线；所述变坡点搜索模块(2)在所述第一标记点A与第二标记点B之间作弦，寻找曲线AB上的点到弦AB之间距离最大的点为变坡点C，记为第三标记点；变坡点到相应的弦的距离为最大矢距；在所述第一标记点A与第三标记点C之间作弦，寻找曲线AC上的点到弦AC之间距离最大的点为变坡点D，记为第四标记点；在所述第二标记点B与第二标记点C之间作弦，寻找曲线BC上的点到弦BC之间距离最大的点为变坡点E，记为第五标记点；反复迭代寻找所有相邻标记点之间的变坡点，直到点到弦的距离小于起道量最大约束值或是坡段长度小于最小约束值时停止迭代，找到所有的变坡点。

3.根据权利要求1或2所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于，所述判断模块(3)根据以下公式计算最小坡段长度L_min：

L_min≤x_k+1-x_k

其中，x_k+1为第k+1个变坡点的里程，x_k为第k个变坡点的里程。

4.根据权利要求3所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于，铁路线路纵断面上有N个坡段，N+1个变坡点，每间隔距离l有一个高程测量点，共有M个高程测量点；所述判断模块(3)根据以下公式计算最大起道量H_max：

其中，第k个变坡点的里程为x_k，理论标高值为H_k，第k+1个变坡点的里程为x_k+1，理论标高值为H_k+1，当前测量点j处的测量标高值为h_j，i为第k个变坡点到第k+1个变坡点之间的测量点个数。

5.根据权利要求4所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于：当所有的变坡点找到后，在计算变坡点处的高程值时，如果所述高程计算模块(4)判断相邻坡段之间的坡度差大于设定值，则设置竖曲线，并计算设置竖曲线后变坡点处的高程值。

6.根据权利要求5所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于，所述高程计算模块(4)根据以下公式计算设置竖曲线后变坡点处的高程值H：

其中，H_测为变坡点处的测量标高值，R为竖曲线的半径，β＝α/2，α为相邻坡段之间形成的夹角。

7.根据权利要求5或6所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于：如果不设置竖曲线，则所述高程计算模块(4)计算变坡点处的高程值为测量标高值加上最小起道量。

8.根据权利要求7所述的铁路线路纵断面优化装置，其特征在于：所述最大起道量H_max设置为0.03m，所述最小坡段长度L_min设置为200m，所述设定值设置为2‰。

9.一种捣固车，其特征在于，包括：安装于其上的如权利要求1至8中任一项所述的铁路线路纵断面优化装置(100)。

10.根据权利要求9所述的捣固车，其特征在于：所述捣固车(200)还包括作业机构(300)，所述铁路线路纵断面优化装置(100)在计算出所有变坡点处的高程值后形成线路台账数据，当捣固车(200)需要对该段线路进行维修时，通过作业机构(300)将铁路线路的相应位置起道至计算后的高程值的高度，即该铁路线路恢复至理论线型。