一种参数化路基断面构建方法

本发明涉及路基断面设计领域，具体涉及一种参数化路基断面构建方法。

背景技术：

1、在传统的高速铁路路基断面设计中，往往以二维图纸为依托，采用人工办法，在平面图中拾取等高线并进行线性内插来获取路基断面的地形线，通过纵断面图纸得到线路高程，基于获取的地形线和线路高程点，再通过查阅规范，确定各项参数，最后通过规定和相关经验手动绘制图纸。

2、但是基于高速铁路线路狭长的特点，往往需要绘制大量的图纸来指导施工，设计质量和图纸质量与制图人员的专业素养紧密相关，而设计往往需要不断反复和修改，对于铁路相关的大体量工程,细微参数的修改往往需要将原有设计全部推翻重来，严重影响设计进度。同样在审核阶段，二维图纸往往无法直观的将设计展现出来，审图者往往需要联系前后断面图纸和地形文件，来判断设计的合理性，耗费巨大的精力。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，现提出一种参数化路基断面构建方法、装置、存储介质和电子设备。

2、第一方面，提供一种参数化路基断面构建方法，包括如下步骤：

3、s1、获取目标路段在三维空间的中心曲线和三维地形网格，并将所述中心曲线在水平面进行投影得到线路中心线；s2、在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，所述垂直平面与三维地形网格的交线为路基断面的地形轮廓线；

4、s3、获取每个垂直平面中的路基断面参数；

5、s4、根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；

6、s5、在每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图。

7、可选的，所述路基断面参数包括基床参数、路基面轮廓参数以及排水沟参数；所述基床参数包括基床表层厚度、基床底层厚度和荷载影响线角度；

8、所述路基面轮廓参数包括道床顶面宽度、线间距、轨道板宽度、路堑碎石平台宽度、排水坡度、路堤坡度和路堑坡度；

9、所述排水沟参数包括排水沟宽度和排水沟深度。

10、可选的，所述步骤s4中判断断面形态包括：

11、分别判断每个垂直平面中所述线路中心线的水平两侧的半断面形态；

12、将所述线路中心线的水平两侧的半断面形态合并为垂直平面中的断面形态。

13、可选的，所述步骤s4中，根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点包括：

14、将所述等分点竖直向上映射至三维空间的中心曲线，获得多个参考点；

15、以所述垂直平面为参考平面，并建立坐标系，所述参考点为坐标系的相对原点，坐标系的x轴沿参考平面的水平方向延伸，坐标系的y轴沿参考平面的竖直方向延伸；

16、所述控制点包括控制点o、控制点p、控制点a、控制点b、控制点c、控制点e、控制点g和控制点n；各控制点的坐标如下：

17、控制点o的坐标为(0，0)；

18、控制点p的坐标为(b/2，0)；

19、控制点a的坐标为(b/2+c/2，0)；

20、控制点b的坐标为(a/2，-(a-b-c)/2·m1)；

21、控制点c的坐标为(a/2，-h1-a·m1/2)；

22、控制点e的坐标为(a/2+e，yb-f)；

23、控制点g的坐标为(a/2+e+d，-(a-b-c)/2·m1)；

24、控制点n的坐标为

25、控制点r的坐标为

26、上述坐标中，a为道床顶面宽度，b为线间距，c为轨道板宽度，d为路堑碎石平台宽度，m1为排水坡度，m2为路堤坡度，h1为基床表层厚度，h2为基床底层厚度，f为排水沟深度，yb为控制点b的y坐标；

27、所述半断面形态的判断步骤包括：

28、在每个垂直平面中，假设一侧的半断面形态为路埑断面，以控制点g为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第一射线，若第一射线与地形轮廓线存在交点，则判断该断面形态为路埑断面；

29、若第一射线与地形轮廓线不存在交点，则假设断面形态为过渡段路埑断面，以控制点e为起点，以竖直向上的方向为延伸方向作第二射线，若第二射线与地形轮廓线存在交点，且第二射线与地形轮廓线的交点与控制点e的距离在设定范围内，则判断该断面形态为过渡段路埑断面；

30、若第二射线与地形轮廓线不存在交点，或第二射线与地形轮廓线的交点与控制点e的距离不在设定范围内，则假设该断面形态为路堤断面；以控制点b为起点，以荷载影响线角度为延伸方向作第三射线，若第三射线与地形轮廓线的交点的y坐标大于控制点l的y坐标，则判断该断面形态为过渡段路堤断面；若否，则判断该断面形态为路堤断面。

31、可选的，所述步骤s5包括:

32、根据半断面形态，将垂直平面中所述半断面形态所在一侧的多个控制点进行连接，得到半断面施工图；

33、将每个垂直平面中两侧的半断面施工图进行连接，得到多个断面施工图。

34、可选的，所述控制点还包括控制点j、控制点k、控制点d、控制点i、控制点f、控制点h、控制点m、控制点l、控制点q、控制点r和控制点s；各控制点的坐标如下：

35、控制点j的坐标为(0，-h1)；

36、控制点k的坐标为(0，-h1-h2)；

37、控制点d的坐标为(a/2，yb-f)；

38、控制点i的坐标为(b/2+c/2+(h1+h2)/m3，-h1-h2)；

39、控制点f的坐标为(a/2+e，)；

40、控制点h为第一射线与地形轮廓线的交点；

41、控制点m为第二射线与地形轮廓线的交点；

42、控制点l的坐标为

43、控制点q为第三射线与地形轮廓线的交点；

44、控制点r的坐标为

45、上述坐标中，m3为路埑坡度，e为排水沟宽度，yb为控制点b的y坐标。

46、可选的，若半断面形态为路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点o、控制点p、控制点a、控制点b、控制点c、控制点d、控制点e、控制点f、控制点g和控制点h依次连接，控制点j和控制点c连接，控制点k、控制点i和控制点d依次连接；

47、若半断面形态为过渡段路埑，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点o、控制点p、控制点a、控制点b、控制点c、控制点d、控制点e、控制点m依次连接，控制点j和控制点c连接，控制点k、控制点i和控制点d依次连接；

48、若半断面形态为过渡段路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点o、控制点p、控制点a、控制点b、控制点l和控制点q依次连接，控制点j和控制点l连接，控制点k、控制点n和控制点q依次连接；

49、若半断面形态为路堤，所述半断面形态所在一侧的多个控制点的连接方式为：控制点o、控制点p、控制点a、控制点b、控制点l、控制点r和控制点s依次连接，控制点j和控制点l连接，控制点k、控制点n和控制点r依次连接。

50、第二方面，提供一种参数化路基断面构建装置，包括：

51、基础信息获取模块：其用于获取目标路段的线路中心线和三维地形网格，并在线路中心线以第一设定间隔取多个等分点,在每个等分点处作切线，分别过所述等分点作垂直于对应切线的垂直平面，根据垂直平面与三维地形网格获得路基断面的地形轮廓线；

52、路基断面参数获取模块，其用于获取每个垂直平面中的路基断面参数；

53、断面形态获取模块，其用于根据所述路基断面参数、等分点和地形轮廓线得到每个垂直平面中的多个控制点，并判断每个垂直平面中的断面形态；

54、断面施工图获取模块，其用于将每个垂直平面中将多个控制点进行连线，得到多个断面施工图；多个断面施工图与三维地形网格构成路基断面施工图。

55、第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：

56、处理器；

57、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

58、所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述第一方面所述的方法。

59、第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行第一方面所述的方法。

60、有益效果：本发明提供的参数化路基断面的构建方法通过利用线路中心线、三维地形网格与路基断面参数获取断面形态，再将各断面形态依次排序，实现参数化生成目标路段路基断面施工图，目标路段路基断面施工图能较为直观的显示断面形态，有助于提高工作效率。