基于交互式电子白板的城轨交通线路平面定线技术研究

摘要

随着城市化速度的加快，人们出行次数和出行距离迅速增加，导致交通流量大幅度增加。为解决人们的出行问题，城市轨道交通建设步伐加快，随之而来的线路设计任务也越来越重。在预可行性和可行性研究阶段，线路走向方案通常难以得到稳定，这更加重了设计者的负担和影响项目的进度。众所周知，要选出一条合理可行的方案，不仅需要设计者在考虑了各个的因素情况下仔细地研究众多方案，而且需要专业工程师和评审专家对设计者提出的每个方案进行认真的研讨和审批。然而在研究方案过程中设计者的想法和灵感常常因不能实时地反映在电子地图中而消逝，以及专家组对方案的研讨意见也因不能快速直观地展示在电子地图中而难以被证明就是合理可行的。故轨道交通选线中众多方案的研究、探讨和评审需要一个直观、实时地表达设计人员和评审专家设计思想的平台，以提高选线方案的质量和效率。　　本文综合运用铁路线路平面线形分段、拟合技术，研究了基于交互式电子白板的城市轨道交通线路平面定线技术，主要研究内容和研究成果如下：　　(1)本文详细地总结了交互式电子白板系统的软硬件组成和工作方式，为系统交互式平台比选提供了依据。同时研究了SMART白板与AutoCAD软件的关联操作，为系统的实现奠定了基础。　　(2)本文在城市轨道交通线路平面设计计算方法和约束条件的基础上，总结出了一套基于交互式电子白板的城市轨道交通线路平面设计算法，算法主要由基于曲率元的线形特征方法、基于曲率元的线路平面线形分段方法以及基于最小二乘法的直线和圆曲线拟合算法组成。通过算法设计者可以从一条电子白板样条曲线中得到线路中的各交点坐标、半径以及缓和曲线长等，进而确定一条城市轨道交通线路平面。　　(3)本文以基于交互式电子白板的轨道交通线路平面设计算法为基本理论，以SMART交互式电子白板为交互硬件，以VisualStudio2008、AutoCAD2010为开发平台，C++和ObjectARX2010为开发语言及工具，开发了城市轨道交通线路方案论证平台系统。该系统包含的线路绘图功能、拟合功能以及交互功能以及可视化操作界面，促进了轨道交通选线的直观性和实时性。最后本文以实例验证的方式，成功地证实了系统的可行性，同时也证明了基于交互式电子白板轨道交通线路平面设计原理的正确性。

目录

声明

第 1 章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外线路CAD的研究与发展概况

1.3.1 国外研究发展概况

1.3.2 国内研究发展概况

1.4 交互式电子白板的发展与应用概况

1.4.1 交互式电子白板的研究发展概况

1.4.2 交互式电子白板的应用概况

1.5 论文主要研究内容和方法

1.6 论文结构

1.6.1 论文技术路线

1.6.2 论文章节安排

第 2 章基于交互式电子白板的轨道交通线路平面设计算法

2.1 电子白板上笔绘信息的获取

2.2 城市轨道交通线路平面计算

2.2.1 线路平面设计计算

2.2.2 线路平面规范性检验

2.3 线路平面线形识别与分段

2.3.1 基于曲率元的线形特征方法

2.3.2 基于曲率元的线路平面线形分段方法

2.4 线路平面拟合

2.4.1 圆曲线拟合

2.4.2 直线拟合

2.5 本章小结

第 3 章基于交互式电子白板轨道交通线路平面设计系统开发技术

3.1 SMART交互式电子白板简介

3.2 AutoCAD二次开发技术简介

3.2.1 ObjectARX开发工具安装配置

3.2.2 AutoCAD数据库

3.3 SMART交互式电子白板与AutoCAD的关联操作

3.4 基于交互式电子白板轨道交通线路平面设计系统核心程序

3.4.1 获取电子白板样本点并计算曲率元

3.4.2 电子白板样条曲线分段

3.4.3 确定线路平面基本设计参数

3.4.4 计算线路其他参数

3.4.5 绘制线路平面

3.4.6 文件的导入与导出

3.5 本章小结

第 4 章城市轨道交通线路方案论证平台系统

4.1 系统主要功能

4.1.1 线路拟合功能

4.1.2 编辑线路功能

4.1.3 文件操作功能

4.2 实例验证

4.3 本章小结

结论与展望

本文主要研究内容与结论

进一步研究展望

（1）线路平面其他要素设计技术研究

（2）与基于交互式电子白板的纵断面设计模块融合研究

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果