铁路轨道精捣方案生成方法、系统、装置、介质与流程

本发明涉及铁轨测量数据处理，具体为铁路轨道精捣方案生成方法、系统、装置、介质。

背景技术：

1、轨道精测精捣是指基于控制网、精测技术对轨道进行超高值和高程测量，利用测量成果指导大型养路机械实施铁轨数字化精捣作业。轨道精测精捣中常使用gnss(globalnavigation satellitesystem，全球导航卫星系统)和惯导的轨道检查仪。轨道检查仪具有高精度惯导短距离内的高精度轨迹测量能力，但由于惯导误差会随时间累计，所以在进行轨道精测精捣会结合gnss的定位信息来修正轨迹坐标，最终获取到轨道线路的高精度的位置坐标信息。然后通过对比实测位置坐标和设计坐标的位置，从而获取轨道起道量(轨道调整量)，用于指导捣固机作业，实现轨道精测精捣任务。

2、然而有些轨道线路因为各种原因缺少线路设计资料，或因设计资料缺乏维护导致设计资料数据不准确，从而难以生成合适的轨道精捣方案，难以实现准确的轨道精测精捣。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种铁路轨道精捣方案生成方法、系统、装置、介质。

2、本发明技术方案如下：

3、一种铁路轨道精捣方案生成方法，包括如下操作：

4、s1、将实测的铁路轨道的所有里程值对应超高值，转换成横坐标为里程值和纵坐标为超高值的超高曲线；超高曲线经低通滤波处理，得到初滤超高曲线；初滤超高曲线经峰值滤波处理，得到精滤超高曲线；

5、s2、将精滤超高曲线中关键波峰区域对应曲线，作为待处理曲线；所有待处理曲线，形成了待处理曲线集；关键波峰区域对应曲线内，精滤超高值平均值大于超高平均值阈值；基于前后精滤里程值对应的精滤超高值差值，遍历待处理曲线集中每个待处理曲线，得到每个待处理曲线的直缓点和缓直点；基于精滤超高值方差值，遍历每个待处理曲线的直缓点至缓直点对应的部分待处理曲线，得到每个待处理曲线的缓圆点和圆缓点；基于每个待处理曲线的缓圆点和圆缓点，得到每个待处理曲线的圆心和圆曲线半径；待处理曲线集中所有待处理曲线执行完遍历后，得到所有直缓点、缓直点、缓圆点、圆缓点和圆曲线半径，形成了平曲线设计资料；

6、s3、基于平曲线设计资料，以及铁路轨道的实测轨道中线坐标和对应高程值，得到轨道设计曲线；获取轨道设计曲线，与铁路轨道的实测轨道中线坐标和对应高程值的相应实测高程曲线的差值曲线，作为平曲线实测偏差曲线；基于平曲线实测偏差曲线，得到平曲线目标曲线；将平曲线目标曲线与平曲线实测偏差曲线的差值曲线，作为铁路轨道的平曲线起道量曲线；根据平曲线起道量曲线，对铁路轨道进行精捣处理。

7、s1中峰值滤波处理的操作具体为：遍历初滤超高曲线中的每个初滤里程值，若在当前初滤里程值±第一距离范围内，当前初滤里程值对应初滤超高值为最大值，保留当前初滤里程值作为第一精滤里程值；将当前初滤峰值里程±第二距离范围内，初滤超高值大于初滤超高值阈值对应的初滤里程值，作为第二精滤里程值；初滤超高曲线中所有初滤里程值执行完遍历操作后，得到所有第一精滤里程值和所有第二精滤里程值，形成了精滤里程数据集；将精滤里程数据集对应初滤超高值，连接成线，得到横坐标为精滤里程值，纵坐标为精滤超高值的精滤超高曲线。

8、s2中直缓点和缓直点的获取方法具体为：在从当前待处理曲线的起点位置向终点位置方向进行遍历过程中，若当前精滤里程值与后一个精滤里程值对应的精滤超高值差值，大于正向遍历精滤超高值差值阈值，则将当前精滤里程值在当前待处理曲线上的点，作为当前待处理曲线的直缓点；在从当前待处理曲线的终点位置向起点位置方向进行遍历过程中，若当前精滤里程值与后一个精滤里程值对应的精滤超高值差值，大于逆向遍历精滤超高值差值阈值，则将当前精滤里程值在当前待处理曲线上的点，作为当前待处理曲线的缓直点。

9、s2中缓圆点和圆缓点的获取方法具体为：将当前待处理曲线的直缓点至缓直点对应的部分待处理曲线，作为峰曲线；从峰曲线的两端同时遍历峰曲线，在遍历过程中，将精滤超高值方差值最小值对应的部分峰曲线中首尾两个精滤里程值，分别在当前待处理曲线上相应的点，作为当前待处理曲线的缓圆点和圆缓点。

10、s2中圆心和圆曲线半径的获取方法具体为：基于当前待处理曲线的缓圆点和圆缓点，构建圆心损失函数；对圆心损失函数进行最小二乘法处理，得到当前待处理曲线的圆心；将圆心，与缓圆点和圆缓点对应所有圆曲线上点的距离平均值，作为当前待处理曲线的圆曲线半径。

11、s1中低通滤波处理的操作具体为：利用固定尺寸大小的滑动窗口遍历超高曲线中每个里程值；遍历过程中，将当前里程值位置处滑动窗口内的超高值平均值，作为当前里程值位置处的初滤超高值；所有里程值经滑动窗口遍历后，将所有里程值作为初滤里程值，得到横坐标为初滤里程值，纵坐标为初滤超高值的初滤超高曲线。

12、一种用于实现铁路轨道精捣方案生成方法的系统，包括：

13、精滤超高曲线生成模块，用于将实测的铁路轨道的所有里程值对应超高值，转换成横坐标为里程值和纵坐标为超高值的超高曲线；超高曲线经低通滤波处理，得到初滤超高曲线；初滤超高曲线经峰值滤波处理，得到精滤超高曲线；

14、平曲线设计资料生成模块，用于将精滤超高曲线中关键波峰区域对应曲线，作为待处理曲线；所有待处理曲线，形成了待处理曲线集；关键波峰区域对应曲线内，精滤超高值平均值大于超高平均值阈值；基于前后精滤里程值对应的精滤超高值差值，遍历待处理曲线集中每个待处理曲线，得到每个待处理曲线的直缓点和缓直点；基于精滤超高值方差值，遍历每个待处理曲线的直缓点至缓直点对应的部分待处理曲线，得到每个待处理曲线的缓圆点和圆缓点；基于每个待处理曲线的缓圆点和圆缓点，得到每个待处理曲线的圆心和圆曲线半径；待处理曲线集中所有待处理曲线执行完遍历后，得到所有直缓点、缓直点、缓圆点、圆缓点和圆曲线半径，形成了平曲线设计资料；

15、平曲线起道量曲线生成和精捣处理模块，用于基于平曲线设计资料，以及铁路轨道的实测轨道中线坐标和对应高程值，得到轨道设计曲线；获取轨道设计曲线，与铁路轨道的实测轨道中线坐标和对应高程值的相应实测高程曲线的差值曲线，作为平曲线实测偏差曲线；基于平曲线实测偏差曲线，得到平曲线目标曲线；将平曲线目标曲线与平曲线实测偏差曲线的差值曲线，作为铁路轨道的平曲线起道量曲线；根据平曲线起道量曲线，对铁路轨道进行精捣处理。

16、一种铁路轨道精捣方案生成设备，包括处理器和存储器，其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现上述的铁路轨道精捣方案生成方法。

17、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现上述的铁路轨道精捣方案生成方法。

18、本发明的有益效果在于：

19、本发明提供的一种铁路轨道精捣方案生成方法，首先根据实测的铁路轨道的所有里程值对应超高值，生成超高曲线，对超高曲线进行低通滤波处理和峰值滤波处理，得到既保留了波峰处超高信息又能展现波峰处超高值变化趋势的精滤超高曲线；然后，将精滤超高曲线中，能够侧面反映列车运行过程中应力集中和轨道磨损较大的关键波峰区域对应曲线，作为待处理曲线，并分别基于前后精滤里程值对应的精滤超高值差值和精滤超高值方差值，获取直缓点、缓直点、缓圆点和圆缓点，形成平曲线设计资料；最后，基于平曲线设计资料，设计准确的轨道设计曲线，弥补目前因设计资料缺失难以生成合适的轨道精捣方案的技术不足；并基于轨道设计曲线和实测资料，设计平曲线实测偏差曲线和平曲线目标曲线，将平曲线目标曲线与平曲线实测偏差曲线的差值曲线，作为铁路轨道的平曲线起道量曲线，对铁路轨道进行精捣处理，实现准确的轨道精测精捣，不仅能够增强轨道的安全性，还能够避免列车实际运行中因轨道变化突兀引起的晃动和不适。