(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210356114.4 (22)申请日 2022.04.06 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 申请人 湖南中大设计院有限公司 　 高速铁路建造技术国家工程实验室 (72)发明人 蒲浩　吕春妍　李伟　宋陶然　 梁柱　严伟　彭利辉　钟晶　 蒲柏文　谢春玲　 (74)专利代理 机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 专利代理师 颜勇 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01)G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种山区铁路施工便道线路网智能布设方 法 (57)摘要 本发明公开了一种山区铁路施工便道线路 网智能布设方法， 包括以下步骤： S1获取目标研 究区域， 采集工程信息； S2将步骤S1所述研究区 域划分为若干个网格， 并添加网格属性； S3基于 步骤S1采集的信息， 构建山区铁路施工便道线路 网优化模型； S4求解施工干线， 所述施工干线用 于连接主要施工节点与既有道路网； S5基于步骤 S4得到的施工干线路径， 更新网格属性； S6基于 步骤S5更新后的既有道路网， 求解施工支线， 所 述施工支线用于连接次要施工节点与既有道路 网； S7基于步骤S4得到的施工干线以及步骤S6得 到的施工支线， 最终得到最优施工通道线路网。 本发明提高了设计效率及准确性， 并具有智能 化、 自动化 程度高的优点， 具有较好的推广价 值。 权利要求书4页 说明书8页 附图6页 CN 114692352 A 2022.07.01 CN 114692352 A 1.一种山区铁路施工 便道线路网智能布设方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 获取目标研究区域， 采集工程信息， 所述工程信息包括工程结构信息、 基础地理信息 以及施工节点信息； S2： 将步骤S1所述研究区域划分为若干个网格， 并添加网格属性； S3： 基于步骤S1采集的信息， 构建山区铁路施工 便道线路网优化模型； 具体步骤如下： 所述山区铁路施工便道线路网优化模型包括设计变量、 约束条件以及目标函数； 所述 设计变量包括道路平 面线形信息以及道路纵断面线形信息； 所述平面线 形信息包括平面交 点坐标、 平面圆曲线半径长度、 平面缓和曲线长度； 所述纵断面线形信息包括变坡点里程、 高程以及竖曲线半径长度； 所述约束 条件至少包括禁区约束、 高程约束、 结构物约束以及道 路几何约束； 所述约束条件的具体 检测步骤为： (1)禁区约束检测 检测路径中的网格是否属于禁区， 即判断网格的Is_ForbidZo ne属性值是否为1； (2)高程约束检测 检测路径中每相邻路径网格的纵坡 坡度是否小于最大纵坡 坡度： 其中ρ 为所述局部路径的纵坡坡度； ρmax为最大纵坡坡度； xw1,yw1,zw1为网格Ww1的中心空 间坐标； xw2,yw2,zw2为网格Ww2的中心空间坐标； 所述ΔH为网格Ww1和网格Ww2之间的高度差； 所述ΔS为网格Ww1和网格Ww2之间的距离； 所述网格Ww1和网格Ww2为路径中相邻局部路径网 格； (3)结构物约束检测 检测路径的路基、 桥梁、 隧道结构是否满足约束： 桥梁设置分界高度HBridge和隧道设置分界高度HTunnel以及路径与地面线间的高度差Δ HD， 判断出路径需构建的路基、 桥梁或隧道结构， 接着对所述结构物进行约束检测： 其中lT为所述现有最优路径隧道长； lTmax为最大隧道长； hs为所述现有最优路径路基边 坡高； hsmax为最大路基边坡 高； ls为所述现有最优路径便桥单孔跨径； lsmax为最大便桥单孔 跨径； hP为所述现有最优路径便桥墩台 高； hPmax为最大便桥墩台 高； (4)道路几何约束检测 检测路径的曲线半径、 圆曲线长度、 缓和曲线长度、 坡段长度、 纵坡、 平均纵坡、 竖曲线 是否满足设计规范要求； 所述目标函数为建设施工便道工程费； 所述目标函数对应的优化目标为： 所需工程费 用最小； 其中， 所述工程费用包括： 土石方工程费用、 修建便桥工程费用、 修建隧道工程费 用、 土地占用费用以及道路铺面费用； S4： 求解施工干线， 所述施工 干线用于连接主 要施工节点与既有道路网；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114692352 A 2S5： 基于步骤S4得到的施工 干线路径， 更新网格属性； S6： 基于步骤S5更新后的既有道路网， 求解施工支线， 所述施工支线用于连接次要施工 节点与既有道路网； S7： 基于步骤S4得到的施工干线以及步骤S6得到的施工支线， 求解施工便道线路网， 将 所述施工通道线路网路径曲线化， 最终得到最优施工通道线路网。 2.根据权利要求1所述的山区铁路施工便道线路网智能布设方法， 其特征在于， 步骤S1 所述工程结构信息包括： (a)施工便桥桥面宽； (b)桥梁设置分界高度HBridge； (c)隧道跨径长 度； (d)隧道设置分界高度HTunnel； (e)路基宽度； (f)路基边坡坡度； 所述基础地理信息包括： (a)用地类型； (b)地价信息； (c)地物信息； (d)禁区类型； 所述施工节点信息包括主要施工 节点以及次要施工节点； 其中， 所述主要施工节 点包括隧道进口端洞门位置处、 隧道出口端 洞门位置处以及竖井、 斜井施工节点； 所述次要施工节点包括项目部、 弃渣场以及拌合站。 3.根据权利要求1所述的山区铁路施工便道线路网智能布设方法， 其特征在于， 所述步 骤S2中正方形网格预定边长为d， 步骤S1获取的整个研究区域可划分为I*J个正方形规则网 格， 共计N个网格， 即N＝I*J， 自所述研究区域左上角起， 各个网格依次记为Wi,i＝1,2, 3,...,N， 将步骤S1获取的基础 地理信息以及施工节点信息添加进网格属性中， 相应各网格 中心空间坐标为xi,yi,zi； 可选的， 基于步骤S1获取的用地类型信息， 定义为网格的ZoneType属性值， ZoneType属 性值的对应含义如下： ZoneType＝0： 网格处为农田区； ZoneType＝1： 网格处为建 设用地区； 可选的， 基于步骤S1获取的禁区类型信息， 定义为网格的Is_ForbidZone属性值， Is_ ForbidZo ne属性值的对应含义如下： Is_ForbidZo ne＝0： 网格处为非禁区； Is_ForbidZo ne＝1： 网格处为禁区； 可选的， 基于步骤S1获取的既有道路信息， 定义为网格的Is_RoadZone属性值， Is_ RoadZone属性值的对应含义如下： Is_RoadZo ne＝0： 网格处为非既有道路通过点； Is_RoadZo ne＝1： 网格处为既有道路通过点； 可选的， 基于步骤S1获取的主要施工节点信息， 定义为网格的Is_FPoint属性值， Is_ FPoint属性值的对应含义如下： Is_FPoint＝0： 网格处为非主 要施工节点； Is_FPoint＝1： 网格处为主 要施工节点； 可选的， 基于步骤S1获取的次要施工节点信息， 定义为网格的Is_SPoint属性值， Is_ SPoint属性值的对应含义如下： Is_SPoint＝0： 网格处为非次要施工节点； Is_SPoint＝1： 网格处为次要施工节点； 综上所述， 所述研究区域内N个网格Wi,i＝1,2,3,...,N的属性可表示为矩阵， 其对应的 行向量为： Dixi,yi,zi,ZoneTypei,Is_ForbidZo nei,Is_RoadZo nei,Is_FPointi,Is_SPointi。 4.根据权利要求1所述的山区铁路施工便道线路网智能布设方法， 其特征在于， 所述步权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114692352 A 3