地铁限界CAD及调线调坡设计系统研究与开发

论文摘要

限界设计及调线调坡是地铁线路设计中的重要工作。地铁限界设计复杂、计算量大；调线调坡工作目前仍然主要依靠设计人员手工进行,是影响地铁设计工作进度和质量的关键环节。本文深入研究限界CAD技术,并结合地铁线路平纵CAD设计系统,对调线调坡优化设计进行了研究。主要研究内容及成果如下：(1)研究了地铁限界设计计算方法,按照《地铁设计规范》和《地铁限界标准》要求,结合限界设计实际需求,运用基于ARX的CAD二次开发技术,开发了地铁限界CAD系统,实现了车辆限界、设备限界、建筑限界的自动计算和绘图。(2)研究了调线调坡优化模型。依据地铁线路设计特点及调线调坡目标要求,建立以交点坐标、曲线半径、缓和曲线长度为设计变量的平面调线模型,和以变坡点里程、高程为设计变量的纵面调坡模型。并对模型的约束条件、目标函数进行了细致分析。(3)提出了基于分段调整思想的调线调坡设计方法。定义了三种平面侵限类型和两种纵面侵限类型,并研究了其优化调整方式,将整条线路分割为多段根据侵限类型分别进行调整。(4)基于遗传算法的调线调坡优化设计的实现。本文将遗传算法引入调线调坡设计,在理论研究基础之上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了调线调坡优化程序。实现了地铁线路平、纵面方案的自动调整。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 地铁限界计算方法
• 2.1 基本概念
• 2.2 车辆限界
• 2.2.1 车辆轮廓线
• 2.2.2 车辆限界
• 2.3 设备限界
• 2.3.1 直线设备限界
• 2.3.2 曲线设备限界
• 2.4 建筑限界
• 2.4.1 直线地段建筑限界
• 2.4.2 曲线地段建筑限界
• 2.4.3 隧道车站建筑限界
• 第三章 地铁限界CAD
• 3.1 限界设计的流程
• 3.2 系统功能结构设计
• 3.2.1 功能需求分析
• 3.2.2 系统设计原则
• 3.2.3 系统功能结构
• 3.3 系统实现关键技术
• 3.3.1 限界工况信息分级管理机制
• 3.3.2 曲线超高地段设备限界最不利点位检算
• 3.4 地铁横断面测量及位置计算
• 3.4.1 测量目的和方法
• 3.4.2 测量位置计算
• 3.4.3 测量范围
• 第四章 调线调坡优化设计研究
• 4.1 优化算法简介
• 4.2 调线调坡模型的建立
• 4.2.1 平面调线模型
• 4.2.2 纵面调坡模型
• 4.3 调线调坡设计
• 4.3.1 基本思想
• 4.3.2 段落划分
• 4.3.3 限界检测
• 4.3.4 分段调整
• 4.4 算法的实现
• 4.4.1 调线调坡优化中遗传算法的设计
• 4.4.2 算法实现流程
• 第五章 限界CAD及调线调坡设计系统的研发与应用
• 5.1 系统概况
• 5.1.1 运行环境
• 5.1.2 主要特点
• 5.2 系统基本功能
• 5.2.1 系统使用流程
• 5.2.2 数据接口
• 5.2.3 基本功能
• 5.3 系统运用
• 5.3.1 限界设计
• 5.3.2 调线调坡
• 5.3.3 算例分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文及科研情况