一种基于特征点的路网一体化竖向优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于特征点的路网一体化竖向优化方法，属于路网优化领域，本发明专利技术通过获取路网初始状态下特征点信息，然后根据特征点标高的改变，分析路网中受影响的道路，生成受影响道路列表和/或分析路网中受影响的交叉口，生成受影响交叉口列表，最后调整受影响道路列表中的道路和/或调整受影响交叉口列表中的交叉口。本发明专利技术实现了将单一特征点标高变化反映到整个路网中与该特征点有关联的其它道路和交叉口，从而为路网提供了一种快速的优化手段，极大的节约了人力和时间成本。本发明专利技术解决了传统道路设计系统中各条道路独立存储和管理信息、信息无法传递的问题，可以结合道路土石方计算等内容，为路网的最优化提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路网优化领域，特别是涉及一种基于特征点的路网一体化竖向优化方法。
技术介绍
道路设计是一项复杂的系统工程，面向对象的信息化设计是近年道路设计系统的主流技术，基于面向对象技术，系统可以很方便地管理道路设计成果中的每一个细节，包括道路平面曲线、竖曲线、交叉口、设施等信息。通过面向对象的设计模式，系统可以从宏观、微观的层面来管理设计的完整信息，方便数据的交换和使用。在道路竖向优化技术中，当前更多地关注于针对单条道路的优化。现有系统的调整都是针对单条线路的，没有实现道路和交叉口、道路和道路之间的关联。因此，在面对多条道路组成的路网，尤其是大范围的片区路网规划设计工作中，路网竖向整体优化将会耗费大量的人力。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够解决传统道路设计系统中各条道路独立存储和管理信息、信息无法传递的路网一体化竖向优化方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于特征点的路网一体化竖向优化方法,包括以下步骤：步骤一、获取路网初始状态下特征点信息，所述特征点信息包括道路变坡点特征点信息和/或交叉口特征点信息；步骤二、根据所述特征点标高的改变，分析路网中受影响的道路，生成受影响道路列表和/或分析路网中受影响的交叉口，生成受影响交叉口列表；步骤三、调整所述受影响道路列表中的道路和/或调整所述受影响交叉口列表中的交叉口；<br>调整所述受影响道路列表中的道路按以下步骤进行：A1、从所述受影响道路列表中选出一条道路；A2、判断步骤A1选出的道路，其特征点的类型是否为变坡点，当其为变坡点时执行步骤A3，否则执行步骤A6；A3、获取步骤A1选出的道路的所有竖曲线，并选出步骤A1选出的道路的所有受影响的竖曲线：依次判断特征点是否位于竖曲线内部，当步骤A1选出的道路的特征点位于竖曲线内部时，则该竖曲线为受影响的竖曲线；A4、设定步骤A1选出的道路的受影响的竖曲线为VC，计算特征点调整后VC的变坡点标高：B1、设定VC的初始变坡点标高为H0，VC在道路的位置为Kvc；B2、设定特征点的标高变化值为△H；设定特征点调整后VC的变坡点标高为H1，计算H1＝H0+△H得到特征点调整后VC的变坡点标高；A5、调整VC的前坡度和后坡度，然后结束；当从道路起点到VC之间存在竖曲线时，取道路起点到VC之间距离VC最近的竖曲线变坡点标高为VC的前变坡点标高，否则取道路起点标高为VC的前变坡点标高，设定VC的前变坡点标高为Hs，设定Hs在道路中的位置为Ks；设定待调整的VC前坡度为I1，计算I1＝(H1–Hs)/(Kvc-Ks)得到待调整的VC前坡度；将VC的前坡度更新为I1；当从VC到道路终点之间存在竖曲线时，取VC到道路终点之间距离VC最近的竖曲线变坡点标高为VC的后变坡点标高，否则取道路终点标高为VC的后变坡点标高，设定VC的后变坡点标高为He，设定He在道路中的位置为Ke；设定待调整的VC后坡度为I2，计算I2＝(He–H1)/(Ke-Kvc)得到待调整的VC后坡度；将VC的后坡度更新为I2；A6、判断特征点是否位于道路竖曲线内；当特征点位于一个竖曲线内时，返回执行步骤A4；否则执行步骤A7；A7、设定特征点在所选道路中的位置为Kt，标高为Ht；在特征点处创建一个竖曲线VC1，并将其添加到所选道路中；所述VC1各项参数确定过程如下：设定VC1变坡点高为Ht、VC1的曲线半径为300；计算得到VC1的前坡度和后坡度：当从道路起点到VC1之间存在竖曲线时，取道路起点到VC1之间距离VC1最近的竖曲线变坡点标高为VC1的前变坡点标高，否则取道路起点标高为VC1的前变坡点标高，设定VC1的前变坡点标高为Hs1，设定Hs1在道路中的位置为Ks1；设定待调整的VC1前坡度为I11，计算I11＝(Ht–Hs1)/(Kt-Ks1)得到待调整的VC1前坡度；将VC1的前坡度更新为I11；当从VC1到道路终点之间存在竖曲线时，取VC1到道路终点之间距离VC1最近的竖曲线变坡点标高为VC1的后变坡点标高，否则取道路终点标高为VC1的后变坡点标高，设定VC1的后变坡点标高为He1，设定He1在道路中的位置为Ke1；设定待调整的VC1后坡度为I21，计算I21＝(He1–Ht)/(Ke1-Kt)得到待调整的VC1后坡度；将VC1的后坡度更新为I21；调整所述受影响交叉口列表中的交叉口按以下步骤进行：C1、从所述受影响交叉口列表中取出一个交叉口；C2、依次提取通过交叉口的道路，根据当前状态下竖曲线参数，计算交叉口位置Kc处的新标高，并将其分别记为H1,H2,……，Hn，n为通过交叉口的道路数，n≥1；道路上任意一点K的标高Hn，按其下式进行计算：Hn＝Hv+D*Iv+2*x2/Rv其中：Hv为位于K点之前一条竖曲线的变坡点高，如果K点之前没有竖曲线，则取位于K点之后的第一个竖曲线的变坡点高；D为K点到位于K点之前一条竖曲线的距离，如果K点之前没有竖曲线，则取K点到位于K点之后的第一个竖曲线的距离；Iv为位于K点之前一条竖曲线的后坡坡度，如果K点之前没有竖曲线，则取位于K点之后的第一个竖曲线的前坡坡度，并将Iv反号；x为K点到位于K点之前一条竖曲线的竖曲线起点的距离，当K点之前没有竖曲线时，则取K点到位于K点之后的第一个竖曲线的竖曲线起点的距离；当x大于竖曲线的长度时，则x取0，此时R取任意非0值；R为位于K点之前一条竖曲线的半径，如果K点之前没有竖曲线，则取位于K点之后的第一个竖曲线的竖曲线半径；如果道路没有竖曲线，则Hv取道路起点高，D取Kc到道路起点的距离，Iv为道路起点到道路终点的坡度，x取0，R取任意非0值；C3、取H1，H2，……，Hn的算术平均值作为交叉口的新标高。采用以上技术方案，在面向对象设计思想和参数化设计技术的基础上，通过构建一种内在的关联技术，实现道路内部各要素之间、路网中各道路之间、以及道路和交叉口之间的动态关联，将会对路网的整体调整提供一种强有力的技术基础。在此基础上，当一个特征点的标高发生改变时，通过道路间的关联信息，可以将这种改变通知到路网内的其它道路和交叉口，实现牵一发而动全身的效果。这一关联技术解决传统道路设计系统中各条道路独立存储和管理信息、信息无法传递的问题，为路网的整体调整和优化提供技术支撑。较佳的，步骤一中所述获取路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于特征点的路网一体化竖向优化方法,其特征在于包括以下步骤：步骤一、获取路网初始状态下特征点信息，所述特征点信息包括道路变坡点特征点信息和/或交叉口特征点信息；步骤二、根据所述特征点标高的改变，分析路网中受影响的道路，生成受影响道路列表和/或分析路网中受影响的交叉口，生成受影响交叉口列表；步骤三、调整所述受影响道路列表中的道路和/或调整所述受影响交叉口列表中的交叉口；调整所述受影响道路列表中的道路按以下步骤进行：A1、从所述受影响道路列表中选出一条道路；A2、判断步骤A1选出的道路，其特征点的类型是否为变坡点，当其为变坡点时执行步骤A3，否则执行步骤A6；A3、获取步骤A1选出的道路的所有竖曲线，并选出步骤A1选出的道路的所有受影响的竖曲线：依次判断特征点是否位于竖曲线内部，当步骤A1选出的道路的特征点位于竖曲线内部时，则该竖曲线为受影响的竖曲线；；A4、设定步骤A1选出的道路的受影响的竖曲线为VC，计算特征点调整后VC的变坡点标高：B1、设定VC的初始变坡点标高为H0，VC在道路的位置为Kvc；B2、设定特征点的标高变化值为△H；设定特征点调整后VC的变坡点标高为H1，计算H1＝H0+△H得到特征点调整后VC的变坡点标高；A5、调整VC的前坡度和后坡度，然后结束；当从道路起点到VC之间存在竖曲线时，取道路起点到VC之间距离VC最近的竖曲线变坡点标高为VC的前变坡点标高，否则取道路起点标高为VC的前变坡点标高，设定VC的前变坡点标高为Hs，设定Hs在道路中的位置为Ks；设定待调整的VC前坡度为I1，计算I1＝(H1–Hs)/(Kvc‑Ks)得到待调整的VC前坡度；将VC的前坡度更新为I1；当从VC到道路终点之间存在竖曲线时，取VC到道路终点之间距离VC最近的竖曲线变坡点标高为VC的后变坡点标高，否则取道路终点标高为VC的后变坡点标高，设定VC的后变坡点标高为He，设定He在道路中的位置为Ke；设定待调整的VC后坡度为I2，计算I2＝(He–H1)/(Ke‑Kvc)得到待调整的VC后坡度；将VC的后坡度更新为I2；A6、判断特征点是否位于道路竖曲线内；当特征点位于一个竖曲线内时，返回执行步骤A4；否则执行步骤A7；A7、设定特征点在所选道路中的位置为Kt，标高为Ht；在特征点处创建一个竖曲线VC1，并将其添加到所选道路中；所述VC1各项参数确定过程如下：设定VC1变坡点高为Ht、VC1的曲线半径为300；计算得到VC1的前变坡度和后变坡度：当从道路起点到VC1之间存在竖曲线时，取道路起点到VC1之间距离VC1最近的竖曲线变坡点标高为VC1的前变坡点标高，否则取道路起点标高为VC1的前变坡点标高，设定VC1的前变坡点标高为Hs1，设定Hs1在道路中的位置为Ks1；设定待调整的VC1前坡度为I11，计算I11＝(Ht–Hs1)/(Kt‑Ks1)得到待调整的VC1前坡度；将VC的前坡度更新为I1；当从VC1到道路终点之间存在竖曲线时，取VC1到道路终点之间距离VC1最近的竖曲线变坡点标高为VC1的后变坡点标高，否则取道路终点标高为VC1的后变坡点标高，设定VC1的后变坡点标高为He1，设定He在道路中的位置为Ke1；设定待调整的VC1后坡度为I21，计算I2＝(He1–Ht)/(Ke1‑Kt)得到待调整的VC1后坡度；将VC1的后坡度更新为I21；调整所述受影响交叉口列表中的交叉口按以下步骤进行：C1、从所述受影响交叉口列表中取出一个交叉口；C2、依次提取通过交叉口的道路，根据当前状态下竖曲线参数，计算交叉口位置Kc处的新标高，并将其分别记为H1,H2,……，Hn，n为通过交叉口的道路数，n≥1；道路上任意一点K的标高Hn，按其下式进行计算：Hn＝Hv+D*Iv+2*x2/Rv其中：Hv为位于K点之前一条竖曲线的变坡点高，如果K点之前没有竖曲线，则取位于K点之后的第一个竖曲线的变坡点高；D为K点到位于K点之前一条竖曲线的距离，如果K点之前没有竖曲线，则取K点到位于K点之后的第一个竖曲线的距离；Iv为位于K点之前一条竖曲线的后坡坡度，如果K点之前没有竖曲线，则取位于K点之后的第一个竖曲线的前坡坡度，并将Iv反号；x为K点到位于K点之前一条竖曲线的竖曲线起点的距离，当K点之前没有竖曲线时，则取K点到位于K点之后的第一个竖曲线的竖曲线起点的距离；当x大于竖曲线的长度时，则x取0，此时R取任意非0值；R为位于K点之前一条竖曲线的半径，如果K点之前没有竖曲线，则取位于K点之后的第一个竖曲线的竖曲线半径；如果道路没有竖曲线，则Hv取道路起点高，D取Kc到道路起点的距离，Iv为道路起点到道路终点的坡度，x取0，R取任意非0值；C3、取H1，H2，……，Hn的算术平均值作为交叉口的新标高。...

【技术特征摘要】
1.一种基于特征点的路网一体化竖向优化方法,其特征在于包括以下步骤：
步骤一、获取路网初始状态下特征点信息，所述特征点信息包括道路变坡
点特征点信息和/或交叉口特征点信息；
步骤二、根据所述特征点标高的改变，分析路网中受影响的道路，生成受
影响道路列表和/或分析路网中受影响的交叉口，生成受影响交叉口列表；
步骤三、调整所述受影响道路列表中的道路和/或调整所述受影响交叉口列
表中的交叉口；
调整所述受影响道路列表中的道路按以下步骤进行：
A1、从所述受影响道路列表中选出一条道路；
A2、判断步骤A1选出的道路，其特征点的类型是否为变坡点，当其为变坡
点时执行步骤A3，否则执行步骤A6；
A3、获取步骤A1选出的道路的所有竖曲线，并选出步骤A1选出的道路的
所有受影响的竖曲线：
依次判断特征点是否位于竖曲线内部，当步骤A1选出的道路的特征点位于
竖曲线内部时，则该竖曲线为受影响的竖曲线；；
A4、设定步骤A1选出的道路的受影响的竖曲线为VC，计算特征点调整后
VC的变坡点标高：
B1、设定VC的初始变坡点标高为H0，VC在道路的位置为Kvc；
B2、设定特征点的标高变化值为△H；设定特征点调整后VC的变坡点标高

\t为H1，计算H1＝H0+△H得到特征点调整后VC的变坡点标高；
A5、调整VC的前坡度和后坡度，然后结束；
当从道路起点到VC之间存在竖曲线时，取道路起点到VC之间距离VC最近
的竖曲线变坡点标高为VC的前变坡点标高，否则取道路起点标高为VC的前变
坡点标高，设定VC的前变坡点标高为Hs，设定Hs在道路中的位置为Ks；
设定待调整的VC前坡度为I1，计算I1＝(H1–Hs)/(Kvc-Ks)得到待调整的
VC前坡度；将VC的前坡度更新为I1；
当从VC到道路终点之间存在竖曲线时，取VC到道路终点之间距离VC最近
的竖曲线变坡点标高为VC的后变坡点标高，否则取道路终点标高为VC的后变
坡点标高，设定VC的后变坡点标高为He，设定He在道路中的位置为Ke；
设定待调整的VC后坡度为I2，计算I2＝(He–H1)/(Ke-Kvc)得到待调整的
VC后坡度；将VC的后坡度更新为I2；
A6、判断特征点是否位于道路竖曲线内；当特征点位于一个竖曲线内时，
返回执行步骤A4；否则执行步骤A7；
A7、设定特征点在所选道路中的位置为Kt，标高为Ht；在特征点处创建一
个竖曲线VC1，并将其添加到所选道路中；
所述VC1各项参数确定过程如下：设定VC1变坡点高为Ht、VC1的曲线半径为
300；计算得到VC1的前变坡度和后变坡度：
当从道路起点到VC1之间存在竖曲线时，取道路起点到VC1之间距离VC1最近
的竖曲线变坡点标高为VC1的前变坡点标高，否则取道路起点标高为VC1的前变
坡点标高，设定VC1的前变坡点标高为Hs1，设定Hs1在道路中的位置为Ks1；
设定待调整的VC1前坡度为I11，计算I11＝(Ht–Hs1)/(Kt-Ks1)得到待调整

\t的VC1前坡度；将VC的前坡度更新为I1；
当从VC1到道路终点之间存在竖曲线时，取VC1到道路终点之间距离VC1最近
的竖曲线变坡点标高为VC1的后变坡点标高，否则取道路终点标高为VC1的后变
坡点标高，设定VC1的后变坡点标高为He1，设定He在道路中的位置为Ke1；
设定待调整的VC1后坡度为I21，计算I2＝(He1–Ht)/(Ke1-Kt)得到待调整的
VC1后坡度；将VC1的后坡度更新为I21；
调整所述受影响交叉口列表中的交叉口按以下步骤进行：
C1、从所述受影响交叉口列表中取出一个交叉口；
C2、依次提取通过交叉口的道路，根据当前状态下竖曲线参数，计算交叉
口位置Kc处的新标高，并将其分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兴富，陈翰新，薛梅，陈良超，胡章杰，李响，唐相桢，
申请(专利权)人：重庆市勘测院，
类型：发明
国别省市：重庆;85