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高铁无砟轨道曲线主点提取算法研究
| 论文题名： | 高铁无砟轨道曲线主点提取算法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;无砟轨道;曲线主点;提取算法 |
| 摘要： | 高速铁路轨道的高平顺性是列车安全平稳运行的基本保障。为保证行车的安全性及平稳性，需要通过静态检测轨道几何线形，验收评价高铁的建设质量，为轨道的高平顺性维护奠定基础。评价轨道线路的首要任务是对检测到的轨道数据准确分段，提取出轨道曲线的主点，主点的提取精度将对轨道静态几何状态评价的准确性产生直接的影响。现有轨道线形分段算法均是针对普通有砟轨道检测数据提出，普遍存在精度差、效率低的缺点;同时，由于检测方法的不同，无砟轨道检测数据的密度和数据量通常是普通有砟轨道检测数据的数十倍，使用现有的分段点提取算法往往难以奏效。此外，由于施工误差等因素使得线路超高变坡点并不是平面曲线的主点位置，左右轨发生扭曲，对轨道平顺性产生不利影响。 为解决上述问题，首先根据实测数据分析，发现线路的超高和坡度随里程的变化趋势，相比于正矢、曲率等其他线路特征量更能较好的反映出轨道几何线形的变化。根据该变化趋势为一条连续平顺的数字折线这一特点，提出一种新的数字折线转折点提取算法（称为交点法），根据超高和坡度数据实现超高变坡点的精确提取和轨道平面线形与纵断面线形的近似分段。实验数据显示新算法的计算模型准确可行，基于超高和坡度数据的交点法轨道线形分段结果与设计值差值较小，可作为轨道线形精确分段算法的迭代初始值。 然后，采用稳健正交最小二乘方法进行轨道平面和纵断面几何线形精确拟合，根据轨道几何线形参数与线路分段点里程之间的严密数学模型，通过迭代的方式实现轨道平面线形和纵断面线形的精确分段。实验数据显示稳健正交最小二乘线形拟合能有效剔除观测值中的粗差对拟合结果的不利影响，能保证拟合结果的准确性;迭代后得到的轨道曲线主点具备较高的精度。 最后，探讨满足轨道水平平顺性要求的超高变坡点与平曲线主点的距离允许偏差，并提出相应评价指标，对轨道建设质量的评价可能具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 唐涛 |
| 专业： | 大地测量学与测量工程 |
| 导师： | 岑敏仪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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