【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公路改扩建领域，特别涉及一种基于二分法的改扩建道路分段方法。
技术介绍
1、随着公路改扩建项目的逐渐增多，改扩建工程建设阶段的许多问题也随之而来，比如改扩建路面方案的设计所受影响因素诸多，包括平面间距、纵面间距，路线纵坡及横坡差异，且当路线桩号不同时上述四种参数会排列组合而产生不同的方案，需要根据新路与老路的空间位置关系，合理的制定设计方案。为了精确设计每种新老路空间关系下的方案，就必须先将路段划分清楚，如新老路平面距离为0-0.5m时的桩号范围、平面距离为0.5-6.5m时的桩号范围等。但路线走向并没有其函数，新路与老路的路线走向更是毫无规律可言，以新老路平面距离为例，目前常采用以1m为单位循环计算全线的平面距离，但以这种方式计算全线数十公里时，计算量过大，即使通过计算机完成也耗时较多，且精度继续提高的代价很大，客观上难以实现。另外，如分段方案发生变更，使用现有方法则会耗费更多时间。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种基于二分法的改扩建道路分段方法，创新性地解决了公路改扩建中新老路由于空间位置问题产生的不同路段划分计算准确性差、计算速度慢的问题，通过本专利技术，针对非线性无序的新老路线位，通过剪切段落的方式，找到两条线路直接具有单调性的序列，再使用二分法计算每个段落中出现分段临界值，快速得到准确的分段桩号，在提高计算精度的同时极大减少了计算时间，为设计方案的变更测试提供了可靠的保证。
2、为了实现上述目的，本专
3、s1、获取改扩建新路和老路的路线数据，用于计算每个桩号位置处新路和老路的距离；
4、s2、针对改扩建新老路某种距离关系，设定位置关系计算方式，建立方案选择数学模型；
5、s3、根据新老路线位关系，划分计算段落；
6、s4、定义新老路距离计算方式，计算每个段落的起终点桩号位置处的新老路距离，判断起终点位置是否选择同一种分段方案，若方案相同则计算下一段落，若方案不同，则进入步骤s5；
7、s5、判断起终点选择的方案之间有几种分段方案，根据中间方案的判定阈选择需要计算的临界值；
8、s6、根据二分法计算这一计算段落内，依次出现临界值时的桩号；
9、s7、汇总所有计算得到的桩号位置并划分成段落，计算每个段落中点处新老路距离对应的分段方案；
10、s8、通过汇总每段的起终点桩号和对应的分段方式，统计得到改扩建段落表。
11、可选地，所述步骤s1中，根据jsl-路线专家系统得到新路的平面、纵断面设计数据，通过桩号，查询任一桩号位置处的高程、地面线、坐标信息。
12、可选地，所述步骤s2中，首先定义距离计算公式f(s)：
13、f(s)＝δd(ss≤s≤se) 公式(1)
14、式中：s为新路设计线桩号，ss为新老路重合段起点桩号，se为新老路重合段终点桩号，δd为新老路平面距离、纵面距离、纵坡或横坡；
15、接着，根据方案影响因素建立方案选择数学模型fd，如公式(2)所示，根据新老路平面距离、纵面距离、纵坡或横坡计算区间，依次分为分段方案a1、a2、...、an；
16、
17、式中：δd为新老路平面距离、纵面距离、纵坡或横坡；mi为新老路位置关系方案的判定界限值。
18、可选地，所述步骤s3中，根据新老路线位关系，定义计算段落长度δl，并将整个线路依据δl进行段落划分，形成计算段落如公式(3)所示：
19、
20、式中：δl为固定的分段长度，s为新路设计线桩号，ss为新老路重合段起点桩号，se为新老路重合段终点桩号。
21、可选地，所述步骤s4中，计算每个段落的起终点桩号位置处的新老路距离，判断起终点位置是否选择同一种分段方案，具体方法包括：
22、(1)根据段落li的起点桩号sis和sie，计算dis＝f(sis)和die＝f(sie)；
23、(2)判断dis与die是否属于同一分段区间az；
24、(3)如dis与die分段方案相同，则计算下一段落li+1；
25、(4)如dis与die分段方案不同，则进入步骤s5。
26、可选地，所述步骤s5中，如fd1和fd2不相同，需要计算两者之间出现的方案临界值，具体方法包括：
27、(1)找到fd1对应的方案为ai，fd2对应的方案为aj；
28、(2)找到ai-aj之间的所有临界值m＝{mc|i≤c<j}。
29、可选地，所述步骤s6中，计算段落li中，所有f(s)＝m的桩号，并汇入分界桩号集合sl＝{sc|i≤c<j}中，具体方法包括：
30、(1)根据公式f(s)＝δd，计算f(s1)＝d1，f(s2)＝d3和中点位置f(smid)＝d2，s1为段落l的起点桩号，s2为段落l的终点桩号，smid为段落l的中点桩号，且smid＝(s1+s2)/2；
31、(2)若mc与中点位置d2相同，则记录当前桩号smid；
32、(3)反之若mc∈(d1,d2)，则令s2＝smid，若mc∈(d2,d3)，则令s1＝smid，重复第(1)步，直至计算出与中点位置d2与mc相同时对应的桩号sc；
33、(4)将sc计入桩号集合sl中，计算下一个临界值mc+1。
34、可选地，所述步骤s7中，根据步骤s6统计得到的桩号集合sl＝{sc|i≤c<j}，形成全线个段落，判断每个段落属于哪种分段方案，具体方法包括：
35、(1)统计所有的分界桩号sc；
36、(2)加入新老路重合段起终点桩号ss、se，根据公式(4)计算每个段落；
37、
38、式中：sn为sl集合中的分界桩号，ss为新老路重合段起点桩号，se为新老路重合段终点桩号。
39、可选地，所述步骤s8中，根据步骤s7的分段信息，找到对应的分段方案，具体方法如下：
40、(1)根据分段dl的起终点桩号，计算dl中点桩号smid＝(sn+sn+1)/2；
41、(2)计算中点处新老路距离d＝f(smid)；
42、(3)找到d所在的方案信息fa(d)；
43、(4)补充完成段落信息，该段落范围为dl，分段方案为fd；
44、(5)依次计算下一段落。
45、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：改扩建新老路之间由于不具有数学关系，两条路线在某个位置处的横向距离、纵向距离或其他的关系的计算是独立的，因此要计算出整段改扩建道路上新老路之间的位置关系，往往需要通过循环迭代逐次计算才能完成。本专利技术通过根据新老路关系划分段落后，能够实现每段内新老路的路线走向具有单调性，再利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据JSL-路线专家系统得到新路的平面、纵断面设计数据，通过桩号，查询任一桩号位置处的高程、地面线、坐标信息。
3.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S2中，首先定义距离计算公式f(S)：
4.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据新老路线位关系，定义计算段落长度ΔL，并将整个线路依据ΔL进行段落划分，形成计算段落如公式(3)所示：
5.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S4中，计算每个段落的起终点桩号位置处的新老路距离，判断起终点位置是否选择同一种分段方案，具体方法包括：
6.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S5中，如FD1和FD2不相同，需要计算两者之间出现的方案临界值，具体方法包括：
7.根据权
8.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S7中，根据步骤S6统计得到的桩号集合SL＝{Sc|i≤c<j}，形成全线个段落，判断每个段落属于哪种分段方案，具体方法包括：
9.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤S8中，根据步骤S7的分段信息，找到对应的分段方案，具体方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤s1中，根据jsl-路线专家系统得到新路的平面、纵断面设计数据，通过桩号，查询任一桩号位置处的高程、地面线、坐标信息。
3.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤s2中，首先定义距离计算公式f(s)：
4.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤s3中，根据新老路线位关系，定义计算段落长度δl，并将整个线路依据δl进行段落划分，形成计算段落如公式(3)所示：
5.根据权利要求1所述的基于二分法的改扩建道路分段方法，其特征在于，所述步骤s4中，计算每个段落的起终点桩号位置处的新老路距离，判断起终点位置是否选择同一种分...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云飞，陈中治，王欣南，望开潘，刘东升，白宇，汪海芳，胡燕，胡玉龙，储泽宇，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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