一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法，包括以下步骤：A、根据调车系统的差别以及出发场、到达场、调车场的互相排列形式不同，确定编组站铁路线的结构特征；B、根据编组站独有的空间结构特征，构建编组站拓扑关系；C、在分析编组站空间布局和拓扑特性的基础上，对编组站地图空间特征进行分类；D、根据编组站地图空间特征的分类，建立编组站综合选取的三大基本原则，实现编组站的自动制图综合。本发明专利技术针对编组站的结构特征、拓扑特征与结构特征，设计编组站综合选取的三大基本原则，在保持编组站的主体结构完整、拓扑连通性好的基础上准确提满足编组站在任意比例尺下的自动制图综合需求。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法
本专利技术涉及一种铁路编组站，具体是一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法。
技术介绍
铁路编组站是铁路枢纽的核心，是车流集散和列车解编的基地。据统计，货车一次全周转时间中，在车站作业和停留的时间约占70％。货车从装车到卸车，平均要进行5-6次调车作业，其中在编组站作业停留的时间占30％以上。为提高作业效率和缩短车辆周转时间，编组站内部的铁道线路设计建设复杂度极高，这就给大尺度地图表达的编组站数据综合缩编至小比例尺带来了很大难度。选取是自动地图综合的基础。编组站内部线路归属于交通道路中的铁路，早期选取通常只考虑道路的等级和属性，即标准单轨铁路、窄轨铁路(复线)和窄轨铁路(单线)，特殊时按照条件-结论规则进行选取，MarcvanKreveld等提出在交通道路等级取舍的基础上，计算保留道路节点意外点的距离是否小于限差，否则取舍，且在不产生新的冲突情况下添加新道路以避免弯路。编组站内部线路一般未赋属性，很显然依据属性的各种取舍方法不适用。目前还有道路网眼节点强度值选取方法、基于遗传算法的道路综合等。但编组站内部线路不仅有路网，还有悬挂线、树状弧段等复杂地图特征，单一的算法亦难于获得理想的取舍效果。囿于编组站数量不多，全国不足百个，研究者重视不够，且大量有关交通道路和河流水系的研究成果又不适用于此类要素。而进行自动化地图综合时，这一类要素又无法回避必须面对，为此本文提出了实现编组站在任意比例尺下的自动制图综合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法，包括以下步骤：A、根据调车系统的差别以及出发场、到达场、调车场的互相排列形式不同，确定编组站铁路线的结构特征；B、根据编组站独有的空间结构特征，构建编组站拓扑关系；C、在分析编组站空间布局和拓扑特性的基础上，对编组站地图空间特征进行分类；D、根据编组站地图空间特征的分类，建立编组站综合选取的三大基本原则，实现编组站的自动制图综合。作为本专利技术进一步的方案：根据调车系统的差别以及出发场、到达场、调车场的互相排列形式不同，编组站为三种基本空间结构：纵列式、横列式和混合式。作为本专利技术再进一步的方案：铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法还包括如下步骤：a.准备编组站铁路线数据，在本步骤中，准备需要进行综合处理的大比例尺编组站铁路线数据，数据皆以线要素的形式进行表达；b.构建编组站拓扑结构，拓扑预处理包括弧段自相交处理、结点拟合处理、去除重复线、去除假节点、删除冗余节点、删除短悬线、构建拓扑多边形。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术针对编组站的结构特征、拓扑特征与结构特征，设计编组站综合选取的三大基本原则，在保持编组站的主体结构完整、拓扑连通性好的基础上准确提满足编组站在任意比例尺下的自动制图综合需求。附图说明图1a、图1b、图1c为三种典型编组站空间结构示意图；图2为本专利技术的基于编组站空间特征的铁路线选取和处理方法流程图；图3为编组站内部线路空间特征示意图；图4为编组站道路线(断头弧)选取和处理示意图，其中(a)为综合前的编组站铁路线示意图，(b)为自动处理后的编组站铁路线示意图；图5为编组站道路线(平行弧)选取和处理示意图，其中(a)为综合前的编组站铁路线示意图，(b)为自动处理后的编组站铁路线示意图；图6为编组站道路线(同节点弧)选取和处理示意图，其中(a)为综合前的编组站铁路线示意图，(b)为自动处理后的编组站铁路线示意图；图7为编组站道路线(相似弧)选取和处理示意图，其中(a)为综合前的编组站铁路线示意图，(b)为自动处理后的编组站铁路线示意图；图8为编组站道路线(网眼弧)选取和处理示意图，其中(a)为综合前的编组站铁路线示意图，(b)为自动处理后的编组站铁路线示意图；(c)编组站铁路线示意图。图9为图3从1∶500到1∶10000的综合取舍结果；图10为某市东站编组站铁路线数据提取之前和之后的比照示意图，其中，(a)为提取钱的情况，(b)为综合至1∶10000比例尺下提取的结果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，编组站的明确用途决定了其空间布局和结构。根据调车系统的差别以及出发场、到达场、调车场的互相排列形式不同，编组站可分为三种基本空间结构：纵列式、横列式和混合式，其他结构均可视作以上三种结构的衍生。纵列式编组站，空间结构呈现为到达场、调车场、出发场顺序纵列布置，该类型主要路线平行、线路网眼强度大，如图1(a)所示。横列式编组站，空间结构呈现为上、下行到发场横列于调车场两侧或一侧，该类型主要线路延展性强、线路网眼强度小，如图1(b)所示。混合式编组站，空间结构为到达场与调车场纵列，上、下行出发场横列于调车场两侧或一侧，该类型主要线路延展性好，线路网眼强度大，如图1(c)所示。如图2所示，本专利技术提供的基于编组站空间特征的铁路线选取和处理方法包括以下步骤：步骤1：准备编组站铁路线数据。在本步骤中，准备需要进行综合处理的大比例尺编组站铁路线数据，数据皆以线要素的形式进行表达。步骤2：构建编组站拓扑结构。在空间数据的采集和编辑过程中，会不可避免的出现一些错误。例如，同一个节点或同一条线被数字化了两次，相邻的面对象出现裂缝或者相交、不封闭等情况，这些错误往往会产生假节点、冗余节点、悬线、重复线等拓扑错误，由此导致采集到的空间数据之间的拓扑关系和实际地物的拓扑关系不符合，影响数据的质量和可用性以及后续的数据处理。因此，在构建拓扑关系之前，需对基础数据进行拓扑预处理，本专利技术中设计的拓扑预处理包括弧段自相交处理、结点拟合处理、去除重复线、去除假节点、删除冗余节点、删除短悬线、构建拓扑多边形等。拓扑预处理知识属于本领域的公知技术，这里不再赘述。使用经过拓扑预处理过的编组站数据构建拓扑结构。一般而言，编组站拓扑结构的拓扑线路可分为以下三种：1)孤立弧，是指首尾结点不相等，且都只关联一条弧段即它本身，如图3中L18、L19两条弧段；2)悬挂弧，是指首尾结点中有且只有一个结点关联一条弧段即它本身，如图3中L1、L2、L3、L7、L17等弧段；3)中间弧，是指首尾结点均有除它本身弧段外的其他关联弧段，如图3中的L4～L6、L9～L16等弧段。虽然拓扑结构的构建属于本领域的公知技术，但为了便于理解，下文仍对编组站拓扑结构的构建进行简单的介绍：针对编组站拓扑结构的构建包括以下4个步骤：1.编组站数据的载入与预处理，包括剔除属性错误的数据、计算每个弧段的MBR(最小外包矩形)等。2.弧度的MBR排序，根据线目标的最大Y(轴坐标)值，由大到小对所有线目标进行排序。最大Y值相等时，按照最大X(轴坐标)值，由大到小进行排序。3.节点、弧段关系的建立。每个弧段对应两个节点，建立拓扑关系树和点、线拓扑信息结构表以表达各个结点、弧段之间的拓扑关联性及拓扑连通性。4.构建多边形。以左转算法或右转算法跟踪、生成多边形，构建多边形与弧段的关系。至此，拓扑空间关系基本形成。步骤3：根据编组站结构特征和拓扑关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：A、根据调车系统的差别以及出发场、到达场、调车场的互相排列形式不同，确定编组站铁路线的结构特征；B、根据编组站独有的空间结构特征，构建编组站拓扑关系；C、在分析编组站空间布局和拓扑特性的基础上，对编组站地图空间特征进行分类；D、根据编组站地图空间特征的分类，建立编组站综合选取的三大基本原则，实现编组站的自动制图综合。

【技术特征摘要】
1.一种铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：A、根据调车系统的差别以及出发场、到达场、调车场的互相排列形式不同，确定编组站铁路线的结构特征；B、根据编组站独有的空间结构特征，构建编组站拓扑关系；C、在分析编组站空间布局和拓扑特性的基础上，对编组站地图空间特征进行分类；D、根据编组站地图空间特征的分类，建立编组站综合选取的三大基本原则，实现编组站的自动制图综合。2.根据权利要求1所述的铁路编组站中复杂线路的选取及自动化处理方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成名，殷勇，尤西霞，武鹏达，吴伟，郭沛沛，王伟，张成成，洪志远，方弛宇，
申请(专利权)人：中国测绘科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11