(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210475500.5 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 中国铁路 设计集团有限公司 地址 300000 天津市滨 海新区自贸试验区 （空港经济区） 西二道82号丽港大厦 201 (72)发明人 王凯军　苏林　杨绪坤　王自超　 (74)专利代理 机构 天津市君砚知识产权代理有 限公司 12 239 专利代理师 高文迪 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) E01C 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种站场路基面BIM模型正向设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种站场路基面BIM模型正向 设计方法， 属于铁路工程及信息化领域， 包括： S1， 确定初始路基面边界； S2， 设计路基面控制特 征线； S3， 以S1中得到的初始路基面边界、 S2中得 到的分坡线空间曲线、 各股道 位置的路基面控制 线、 各排水槽顶面中心线空间曲线和控制位置横 断面轮廓线为特征线进行路基面拟合计算； S4， 通过调整控制特征线， 优化路基面。 具体包括： 综 合使用横断面视图、 纵断面视图对路基面特征线 局部平面位置和高程进行编辑， 调整S3得到的路 基面， 得到优化路基面。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114925506 A 2022.08.19 CN 114925506 A 1.一种站场路基面BIM模型正向设计方法， 包括以下步骤： S1， 确定初始路基面 边界； S2， 设计路基面控制特征线： 所述特征线为包含N个顶点的空间多段线， 其中N大于等于 2， N为顶点个数， 具体如下： S21： 设计路基面横坡， 确定路基面分坡形式， 得到路基面分坡线； S22： 根据路基面分坡形式， 确定 轨道高度最 不利位置的股 道； S23： 根据步骤S22中得到的最不利位置的股道的轨面高程和标准轨道高度， 计算分坡 线高程， 得到分坡线空间曲线； S24： 将S23中得到的分坡线空间曲线沿水平方向扫略， 得到扫略面； S25： 将各股 道沿竖直方向投影至S24得到的扫略面， 得到各股 道位置的路基面控制线； S26： 将各股道间排水槽平面线位沿竖直方向投影至S24得到的扫略面， 得到各排水槽 顶面中心线空间曲线； S27： 设计咽喉区、 站台端部等路基面宽度变化 位置的横断面轮廓线； S3， 以S1中得到的初始路基面边界、 S23中得到的分坡线 空间曲线、 S25中得到的各股道 位置的路基面控制线、 S26中得到的各排水槽顶面中心线空间曲线和S27中得到的控制位置 横断面轮廓线为特 征线， 进行路基面拟合计算， 包括以下步骤： S31， 计算全部所述特 征线的交点， 并将所有特 征线在交点处打断； S32， 以被打断的特 征线的端点 为顶点， 以特 征线的各 条线段为 边， 构建无向图G1； S33， 递归删除G1中与度为1的顶点相关联的边； S34， 查找G1中度为2的顶点， 当G1中没有度为2的顶点时， 跳转至步骤S39； 当G1中有度 为2的顶点时， 执 行步骤S3 5； S35， 选取G1中任意一条与度 为2的顶点相关联的边E1， 从G1中删除这条边， 并调用最短 路径法计算 这条边的两个顶点间的最短路径E2； S36， 用E1和E2构建 当前面M1； S37， 计算M1面是否为 不可再分割面； S38， 如果M1面为不可再分割面， 则跳转至步骤S33， 继续循环G1中下一个度 为1的顶点； 如果M1可继续拆分， 则将M1拆分后的面作为当前面， 循环执 行步骤S37； S39， 计算上述计算过程中形成的所有不可再分割面的数量： 当数量为0时， 提示用户修 改输入特征线， 并跳转至步骤S31； 当数量大于0时， 合并所有不可再分割面， 形成拟合路基 面； S4， 通过调整控制特征线， 优化路基面。 具体包括： 综合使用横断面视图、 纵 断面视图对 路基面特 征线局部平面 位置和高程进行编辑， 调整S3得到的路基面， 得到优化路基面。 2.根据权利要求1所述的站场路基面BIM模型正向设计方法， 其特征在于， 还包括步骤 S5和S6： S5， 对步骤S4得到的优化路基面进行轨道高度分析， 当股道的轨道高度均满足规范要 求时， 继续步骤S6； 当某股道的轨道高度不满足规范要求时， 重复S2～4， 直至本过程结束 后， 执行步骤S6； S6， 对步骤S4得到的优化路基面进行汇水分析， 当汇水分析结果满足设计要求时， 本过 程结束； 当汇水分析结果不满足设计要求时， 重复步骤S2～S5， 继续修改既有路基面， 直至权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114925506 A 2本过程结束。 3.根据权利 要求1或2所述的站场路基面BIM模型正向设计方法， 其特征在于， 步骤S1包 括以下分步骤： S11： 根据最外侧股道中心线平面位置、 站台平面位置和标准路基宽度， 按照各类路基 面加宽要求确定路肩线平面 位置及轮廓； S12： 将车站范围内左右两侧路肩线的端点相连， 形成初始路基面范围线； S13： 根据最外侧股道轨面高程、 轨道高度和路基面分坡形式计算初始路肩线高程平 面； S14： 将步骤S12得到的初始路基面范围线在步骤S13中得到的初始路肩线高程平面上 进行投影， 得到初始路基面 边界。 4.根据权利 要求3所述的站场路基面BIM模型正向设计方法， 其特征在于， 步骤S37包括 以下分步骤： 1)查找当前面M1的边中， 是否含有相切不连续的点； 2)如果M1的边中不存在相切不连续的点， 则判断M1中边的数量是否大于4； 3)如果M1边的数量不大于4， 且M1的各个边均共面时， 则以M1的各条边构成当前面， 本 过程结束； 4)如果M1边的数量不大于4， 且M1的各个边不共面或M1的边的数量大于4时， 则查找M1 相邻两条边夹角最大的顶 点V1并计算顶 点V1处的角平分线E3； 计算M1 中除顶点V1以外的所 有顶点与V1的连线跟E3的夹角， 取夹角最小的顶 点V2； 利用V1、 V2的连线将 M1分割为两个面 M2、 M3； 分别以M2、 M3为当前计算对象进行递归运算， 跳转至步骤3)进行循环计算， 直至本过 程结束； 5)如果M1的边中存在相切不连续(相切连续是指曲面或曲线点点连续， 并且所有连接 的线段、 曲面片之间都是相切关系)的点， 则取M1的边中长度最长的边E4为当前计算对象， 计算E4的中点V3； 6)计算E4的两个端点V4、 V5连线的方向向量D1； 计算M1的边中与V3距离最近 的相切不 连续点V6； 7)分别以V6为起点， M1中除V4、 V5之外 的所有顶点、 相切不连续点为终点构建直线； 计 算各直线的方向 向量D2； 8)依次计算向量D2与D1的法平面的夹角； 取其 中夹角最小的向量的终点为V7； 以V6、 V7 的连线作为分割线， 将M1分割为M2、 M 3两个面； 9)分别以M2、 M3为当前计算对象进行递归运算， 进行步骤1)～9)的运算， 直到E4 中不存 在相切不连续的点 为止， 本过程结束。 5.根据权利 要求4所述的站场路基面BIM模型正向设计方法， 其特征在于， 步骤S3中， 判 断当前面中是否含有更小几何面时， 优先以4 边形构建最小几何面。 6.根据权利 要求5所述的站场路基面BIM模型正向设计方法， 其特征在于， 步骤S3中， 判 断当前面中是否含有更小几何面时， 以夹角最小为原则， 对当前面进行分割。 7.根据权利 要求6所述的站场路基面BIM模型正向设计方法， 其特征在于， 步骤S3中， 拟 合路基面时， 以被打断的特 征线的端点 为顶点， 以特 征线为边， 构建无向图。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114925506 A 3