用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法及装置与流程

本发明涉及铁路工程，具体而言，涉及一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法及装置。

背景技术：

1、近些年，随着我国运营普速铁路不断进行提速扩能工作，对线路服役品质提出了更为严格的要求。线路平、纵断面设计参数作为铁路工务部门线路养护维修作业的重要依据，其合理性、适用性直接影响着线路维修作业质量和列车运行安全。然而对于我国绝大多数运营普速铁路，由于在日常养护过程中主要采用以线路前后相对平顺为主的维修技术手段，导致线路绝对位置发生较大偏移，线路实际平纵断面参数与原始设计参数已产生明显差异。因此，为进一步提高线路养护作业质量，需对铁路线路平纵断面实际状况进行测量，并根据测量数据对线路平纵断面进行重构设计，得到既满足规范要求又贴合线路当前实际状况的平纵断面参数。

2、铁路线路测量作为线路平纵断面重构设计的前提工作，其主要通过多种技术手段快速获取线路三维坐标，如卫星定位、卫星定位+激光定位+惯性组合测量、三维激光扫描等。然而在测量过程中受卫星信号跳变、仪器设备急剧震动、传感器短暂失灵等因素的影响，导致部分测点数据质量较差，即线路整体测量数据中含有粗差点。由于测量数据质量直接影响到后续线路平纵断面重构设计结果的正确性，因此需提前对各测点三维坐标数据进行分析，识别出测量数据中的粗差点并进行剔除，才能保证后续重构设计工作的正常开展。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法及装置，以解决相关技术中铁路线路测量数据中粗差点快速准确识别的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法，所述方法包括：根据铁路线路测量数据中各测点测量数据，得到各测点的平面偏差和高程偏差；分别对所述各测点的平面偏差和高程偏差进行高斯滤波处理以及计算滤波前后各测点的平面偏差和高程偏差的较差；当测点的平面偏差较差的绝对值大于平面识别阈值时，或者当测点的高程偏差较差的绝对值大于高程识别阈值时，则判定为粗差点。

3、进一步地，各测点测量数据包括各测点平面测量数据和各测点高程测量数据，根据铁路线路测量数据中各测点测量数据，得到各测点的平面偏差和高程偏差，包括：根据各测点平面测量数据，得到各测点的设计里程和平面偏差；根据所述各测点的设计里程和各测点高程测量数据，得到各测点的高程偏差。

4、进一步地，根据各测点平面测量数据，得到各测点的设计里程和平面偏差，包括：根据各测点平面测量数据，计算各测点的平面曲率，并得到平面曲率图；根据所述平面曲率图，对平面测量数据进行分段处理；采用正交最小二乘拟合法对分段处理后的平面测量数据进行重构设计，得到设计平面数据；根据各测点的平面测量数据和设计平面数据，得到各测点的设计里程和平面偏差。

5、进一步地，根据各测点平面测量数据，计算各测点的平面曲率，包括：各测点的平面曲率采用下式得到：

6、；

7、其中， x i , y i为第  i 测点位置处平面坐标测量数据， i为正整数。

8、进一步地，对平面测量数据进行分段处理，包括：将平面测量数据分为直线段测量数据、缓和曲线段测量数据和圆曲线段测量数据。

9、进一步地，根据所述各测点的设计里程和各测点高程测量数据，得到各测点的高程偏差，包括：根据所述各测点的设计里程和各测点高程测量数据，计算各测点的纵断面曲率，并得到纵断面曲率图；根据所述纵断面曲率图，对高程测量数据进行分段处理；采用正交最小二乘拟合法对分段处理后的高程测量数据进行重构设计，得到设计高程数据；根据各测点的高程测量数据和设计高程数据，得到各测点的高程偏差。

10、进一步地，根据所述各测点的设计里程和各测点高程测量数据，计算各测点的纵断面曲率，包括：各测点的纵断面曲率采用下式得到：

11、；

12、其中， l i , h i为第  i 测点位置处设计里程和高程测量数据， i为正整数。

13、进一步地，对高程测量数据进行分段处理，包括：将高程测量数据分为若干个坡段测量数据。

14、进一步地，分别对所述各测点的平面偏差和高程偏差进行高斯滤波处理，包括：分别对所述各测点的平面偏差和高程偏差采用下式处理，得到滤波后各测点的平面偏差和高程偏差：

15、；

16、其中， pc j为第 j测点位置处的平面偏差或高程偏差， j为正整数； gl为高斯滤波模板。

17、进一步地，计算滤波前后各测点的平面偏差和高程偏差的较差，包括：计算各测点的滤波后平面偏差与滤波前平面偏差的差值得到各测点的平面偏差较差，以及计算各测点的滤波后高程偏差与滤波前高程偏差的差值得到各测点的高程偏差较差。

18、进一步地，所述平面识别阈值为平面偏差较差的标准差的若干倍，所述高程识别阈值为高程偏差较差的标准差的若干倍。

19、第二方面，本发明实施例还提供了一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的装置，所述装置包括：偏差计算单元，用于根据铁路线路测量数据中各测点测量数据，得到各测点的平面偏差和高程偏差；较差计算单元，用于分别对所述各测点的平面偏差和高程偏差进行高斯滤波处理以及计算滤波前后各测点的平面偏差和高程偏差的较差；识别单元，用于当测点的平面偏差较差的绝对值大于平面识别阈值时，或者当测点的高程偏差较差的绝对值大于高程识别阈值时，则判定为粗差点。

20、第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现本发明各实施例提供的方法。

21、第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明各实施例提供的方法。

22、本发明实施例提供的用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法及装置，根据铁路线路测量数据中各测点测量数据，得到各测点的平面偏差和高程偏差，分别对各测点的平面偏差和高程偏差进行高斯滤波处理以及计算滤波前后各测点的平面偏差和高程偏差的较差，当测点的平面偏差较差或高程偏差较差的绝对值大于各自的识别阈值时，则判定为粗差点，可以实现线路测量数据中粗差点的快速、准确识别，从而为后续线路平纵断面重构设计工作提供了保障。

技术特征：

1.一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各测点测量数据包括各测点平面测量数据和各测点高程测量数据，根据铁路线路测量数据中各测点测量数据，得到各测点的平面偏差和高程偏差，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据各测点平面测量数据，得到各测点的设计里程和平面偏差，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各测点平面测量数据，计算各测点的平面曲率，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对平面测量数据进行分段处理，包括：

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述各测点的设计里程和各测点高程测量数据，得到各测点的高程偏差，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述各测点的设计里程和各测点高程测量数据，计算各测点的纵断面曲率，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对高程测量数据进行分段处理，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别对所述各测点的平面偏差和高程偏差进行高斯滤波处理，包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算滤波前后各测点的平面偏差和高程偏差的较差，包括：

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面识别阈值为平面偏差较差的标准差的若干倍，所述高程识别阈值为高程偏差较差的标准差的若干倍。

12.一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的装置，其特征在于，所述装置包括：

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求1-11任一项所述的方法。

14.一种电子设备，包括：

技术总结
一种用于识别铁路线路测量数据中粗差点的方法及装置，该方法包括：根据铁路线路测量数据中各测点测量数据，得到各测点的平面偏差和高程偏差；分别对各测点的平面偏差和高程偏差进行高斯滤波处理以及计算滤波前后各测点的平面偏差和高程偏差的较差；当测点的平面偏差较差的绝对值大于平面识别阈值时，或者当测点的高程偏差较差的绝对值大于高程识别阈值时，则判定为粗差点。通过本发明实施例提供的方法及装置，提供了一种铁路线路测量数据中粗差点的识别方法，可以实现线路测量数据中粗差点的快速、准确识别，从而为后续线路平纵断面重构设计工作提供了保障。

技术研发人员：丁有康,王晓凯,楼梁伟,王鹏,杨立光,张也,贾斌,施文杰,何复寿,杨轶科
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15