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既有线路精确测量的关键技术研究
| 论文题名： | 既有线路精确测量的关键技术研究 |
| 关键词： | 既有线路;线路精确测量;最小二乘;运营维护网;三维无约束优化 |
| 摘要： | 随着铁路的高速发展，对线路测量的要求不断提高。对于具有不完备运营维护网的既有线路，绝对测量控制网的建立是决定实现既有线路精确测量的主要依据。本文基于目前国内外普遍采用的具有完备运营维护网的线路精确测量方法，首次对具有不完备运营维护线路的既有线的精确测量问题展开系统研究，为既有线路实现绝对测量奠定了理论基础。本文的主要研究工作如下: (1)针对现有的既有线精确测量系统，基于具有完备运营维护网的精确测量技术，得出了解决既有线路精确测量的关键技术的数学描述，指出了各已知量的实际意义，为后续工作指明了研究方向。 (2)将建立既有线路的精确测量控制网转化为确定各基桩点的绝对坐标和方位角，假设基桩点绝对位置已知，反推实测点与理论曲线之间应该满足的关系。该思想借助函数逼近的理论，认为各实测点到理论曲线的正交距离之和达到极小化最优。针对铁路线路设计的特点，对理论曲线的三种线型分别建模求解，提出建立独立坐标系的方法，综合上述推导结论，最终构建了基桩反演模型。 (3)针对反演模型表现为三维无约束优化问题的形式，提出了解算模型的方法:以DFP变尺度法作为解算模型的主导方法、以进退算法初步确定搜索区间和黄金分割法精确搜索算法构建串联型求解每次迭代的最优步长;充分利用DFP算法全局寻优和收敛速度快的特点，实现了反演模型中自变量参数的优化求解。 (4)为验证反演模型方案的可行性，在已知某段线路的设计资料前提下，对本方案进行仿真。讨论了六种仿真情形的必要性，设计了具体仿真测量方案，给出了反演模型仿真结果，包括基桩点的绝对坐标，以及各实测点的实际偏移量。并以图像的形式展示出实测点与理论曲线的相对位置。为线路测量和线路维护提供了重要的参考数据。站点和基桩棱镜点的反演结果实现了为既有线路建立精确测量控制网的目的。 |
| 作者： | 彭圆圆 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 傅勤毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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