铁路勘测横断面数据处理软件设计与实现

2015-02-11林春峰张智勇李纪荣

铁道勘察 2015年5期

关键词：该软件横断面测量点

林春峰　张智勇　李纪荣

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都　610031)

Design and Implementation of Cross-Section Data Processing Software for Railway Survey

LIN Chunfeng　ZHANG Zhiyong　LI Jirong

铁路勘测横断面数据处理软件设计与实现

林春峰张智勇李纪荣

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)

Design and Implementation of Cross-Section Data Processing Software for Railway Survey

LIN ChunfengZHANG ZhiyongLI Jirong

摘要设计并实现了一个基于AutoCAD平台的铁路勘测横断面数据处理软件。首先定义报点字典及测量报点规则，用于GPS-RTK或全站仪现场数据采集；数据处理时，该软件可以导入测量点及报点信息，亦能加载横断面成果文件；然后程序自动进行里程修正、报点信息提示及错误修正处理，能将处理的横断面结果在AutoCAD中绘制，便于用户检核。该软件操作简单，交互性强，自动化程度高。工程实践表明，该软件能够提高铁路勘测横断面数据处理效率，减少内业人员工作量。

关键词勘测横断面AutoCADRDCS

横断面测量是轨道交通工程在勘测设计初测和定测阶段的一项重要工作。横断面成果数据主要用于土石方量计算，隧道进出口、桥墩、路基、边坡以及其他附属结构物设计等[1-3]。现阶段一般采用GPS-RTK、全站仪等仪器辅以定制软件进行横断面测量[4，5]。为了处理横断面测量点，得到能用于本单位设计使用的横断面成果文件，设计并实现了一个基于AutoCAD平台的铁路勘测横断面数据处理软件。首先定义报点字典及测量报点规则，用于GPS-RTK或全站仪在现场数据采集时使用；数据处理时，该软件可以导入测量点及报点信息，亦能加载横断面成果文件；然后程序自动进行里程修正、报点信息提示及错误修正处理，能将处理的横断面结果在AutoCAD中绘制，便于用户检核。该软件操作简单，交互性强，自动化程度高。工程实践表明，该软件能够提高铁路勘测横断面数据处理效率，减少内业人员工作量。

1报点字典及报点规则设计

铁路勘测横断面外业数据采集采用GPS-RTK或者全站仪辅以我单位开发的RDCS手簿[6]，现场测量时允许报点。为了简化输入和后续数据处理，需定义报点字典和报点规则。

报点字典被定义为：“编码，内容”结构。即，用“编码”代替“内容”使用。报点字典结构如表1所示。

例如，在现场实测时，编码“bd”表示“便道”。报点字典可以动态增删、修改。

横断面采集时，需要一套有效的报点规则。结合工作实际，定义了如下五条规则。

①可以无报点：表示当前实测点对应地物类型未填写。

②仅有编码：表示当前实测点对应的地物类型为编码对应的地物。

③形如“-1.5+0”：表示以当前实测点为基准，倒报1.5 m，高度无增加，地物类型未填写。

④形如“+0+1.5 ks”：表示以当前实测点为基准，正报0 m，高度增加1.5 m，地物类型为“ks”，即“坎上”。

⑤可以按照上述报点规则连续报点：各个报点以“；”或“/”间隔。

2横断面测量点及成果文件分析

GPS-RTK和RDCS手簿导出的横断面测量点数据以ASCII编码存储，数据结构定义为：“点名，北坐标，东坐标，高程，报点信息，里程，偏距”。表2为从测量仪器中导出的部分横断面测量点。

横断面成果将以中铁二院定义的一种内部数据结构存储，成果文件为ASCII编码，后缀为“.HDM”。每一条横断面为一个块，分三行存储，第二行表示左断面，第三行表示右断面，数据结构定义为：

“里程高程

偏距高程类型偏距高程类型……

偏距高程类型偏距高程类型……”

一个HDM文件可以存储多条断面，每个断面存储记录间用空行分割，图1为一个HDM文件实例。

3软件设计与实现

软件的设计目标是：

(1)能够导入横断面测量点；

(2)能够导入HDM文件；

(3)能够处理报点信息；

(4)能够根据外业单上的里程将实测点及报点分类；

(5)能够显示横断面图形，并能导出HDM文件。

铁路勘测横断面处理流程如图2所示。

外业实测过程中，允许实测点与理论横断面线之间的距离在一定阈值范围内，即允许里程偏差，如图3所示。这就造成了各个实测点的里程与待测定的里程不相同，因此在处理流程中需要进行里程修正，即将理论横断面线附近实测点的里程，修正为理论横断面线对应的里程。

软件以AutoCAD为基础平台，利用其提供的ObjectArx.net开发接口进行功能插件开发[7-10]。程序运行界面如图4所示。

导入数据后，程序会在标题栏提示错误个数，并将错误的报点信息标红，当点击错误的报点单元格，会弹出如图5所示的提示信息，便于用户修改。

当完成报点信息修改、修正里程、执行断面处理后，实测点将在AutoCAD中生成几何图形，便于用户检核数据完整性、正确性，如图6所示。

检核无误后，可以将生成的断面成果导出成HDM格式文件，用于后续设计。

4结束语

直接以AutoCAD为平台，设计并实现了一个铁路勘测横断面数据处理软件，一方面提供交互性强的功能对实测断面数据进行处理；另一方面可以利用AutoCAD绘制功能将处理结果实时显示，使得处理、检核在统一平台内完成。工程实践表明，该软件操作简单，交互性强，自动化程度高，能够提高铁路勘测横断面数据处理效率，减少内业人员工作量，对于铁路勘测具有重要意义。

参考文献

[1]张金水，张廷楷.道路勘测与设计[M].上海:同济大学出版社，2005

[2]范东明.道路横断面成图及土石方计算软件系统的关键技术[J].测绘通报，2004(5):47-48

[3]柳忠杰.数字化横断面的地质填绘[J].铁道工程学报，2007，24(2):21-24

[4]冯晓，李敏，张伟富.全站仪快速横断面测量方法与系统设计[J].铁道科学与工程学报，2008，5(3):32-36

[5]徐亚楠.基于GPS-RTK技术的道路横断面测量方法研究[J].测绘通报，2013(4):34-36.

[6]周玉辉.铁路勘测数字化采集系统软件开发研究[J].高速铁路技术，2010(2):26-29

[7]杜刚，刘学东，张磊.基于ObjectArx的AutoCAD二次开发及应用实例[J].机械设计与制造，2004(3):30-32

[8]于萧榕，郭昌言，陈刚.结合Objectarx和C#进行AutoCAD二次开发框架的研究[J].科学技术与工程，2010，10(20):5085-5090

[9]林春峰，黄华平，闵世平.基于AutoCAD平台的线路横断面线提取系统的设计与实现[J].铁道勘察，2013(4):6-9

[10]杨锋，程昂，林春峰.基于ObjectArx的地形图数据标准统一软件的设计与实现[J].铁道勘察，2014(5):5-7

中图分类号：U212.24