最新版曲线整正软件及说明
一、说明
1. 软件简介
本程序是一款专用于铁路工务、工程部门的行业软件,设有《绳正法》、《坐标法》、《道岔附带曲线整正支距法》三项内容。绳正法整正依据的是中央点法;坐标法整正依据的是整体优化算法;支距法整正依据的平面几何关系。当前Ver5.0版在前期基础上做了较大调整,主要特点如下:
1、改进优化计算数学模式,一是提高了计算速度,二是通过正反验证,证明各计算方法完全正确,特别是复心曲线和坐标法计算所采用的数学模型。
2、绳正法的修正计算实现真正的智能化,会自动在最恰当的位置设置出合理的修正数组,优化程度高,接近最优化解。
3、延续前期版本严格计算条件
,算前须通过实测正矢校验,算后拨后正矢须满足5项要求。
4、曲率图显示增加查询功能,通过拖动图内标尺,可以查看任一点位置曲率。
5、输出在原有Word文档基础上,增加EXCEL文件导出功能,方便使用。
6、程序界面清晰大方、简捷,误操作提示明了,数据录入更加方便,可直接在窗口内输入,也可以从外部Excel文件中导进,现努力打造的是专业的品质和细腻的技术。
7、本程序经过大量数据检验、补充完善及多年铁路工务同仁使用,已非常成熟,完全可以信赖。
运行要求:
操作系统:Windows 7、Windows Vista、Windows XP均支持本软件,系统装有Office 2003及以上版本的Word、Excel、Access。
系统界面如图1
1.JPG
2. 外业测量
1、应用绳正法整正、按“曲线分中布置法”布设测点、当用20米弦测量时,以曲中QZ点为中心向两侧均分布置测点,即QZ点向两端各量5m,为起点,每10米为一测点,这样做的好处在于计划正矢在缓和曲线两端都是一样的,便于检查。
图2.JPG
如图2,能够准确布置好的关键在于找到曲中点QZ。曲中点可从铺设线路时在线路中心留下的桩位找到,如果找不到可按现在的测点布置情况计算出QZ,或以附近固定建筑物桥涵中心里程为准,按台帐数据为准,找到QZ布点,没有原始资料时,可从一端直线起任意布置,测出现场正矢,计算出QZ。若从0点起编号,最后一点必为奇数。
2、按“一头整桩一头零桩”布置测点时,往往是在圆缓桩附近设一“套点”,就是俗话说的“倒一弦”,形成均是整桩情形,这样做的好处时,现场检查及口算方便、实用。
如图3:HZ桩在第28~29测点之间,Hz桩距29点是4米,即HZ=28,60,由于是零桩,第28点和29点的正矢计算很麻烦,在现场的做法是:既然28点和29点的正矢不好算,我就不量你!从第29点退回4米,找到HZ点(命名为29’ 下同),从HZ点向直线方向量10米,找到第30’点,之后再从HZ点向曲中方向每10米做出标记,直到YH点+1结束。如测量图中的29’点正矢,就变成整桩的情形,计划正矢应该是六分之一的递增量,可以很快算出,以此类推,第28’点的正矢就是1个递增量,27’的正矢就是2个递增量……,因为缓和曲线都是10米的整倍数,到YH桩的时候也是整桩,而且这点的正矢是圆曲线正矢再减去曲线头的正矢,这样,曲线两头全部是整桩!
3.JPG
3、全站仪测设既有曲线采用导线极坐标法置镜:
图3.JPG
⑴ 如图4:A、B、C、D是两端直线上的点(外轨中心),A~B,C~D距离一般宜在200~300m间,≮50m,困难情况夹直线<50m时,两曲线连测,再分解数据。中间测点间距最好设置相等距离,数据前面两个点(A、B),后面两个点(C、D),中间至少得有3个点,即至少得7个测点。对于站内道岔后连接曲线整正,因曲线较短,建议采用本程序的支距法。
⑵ 仪器安置在轨道外的合适位置(如路肩),置镜点1的X(N)坐标、Y(E)坐标可设置为任一数字(如X=1000 ;Y=1000)。照准后视点B后,设置初始方位角,依次测记后视点的A、B、1、2、3、…、联测点C、联测前视点D的X、Y坐标。
⑶ 如视线嫌远或整个曲线不能全部通视,另测记第2置镜点的坐标及方位角。移镜后,第2置镜点的坐标用上一置镜点
的第2置镜点坐标设置,后视上一置镜点后,用上一置镜点记录的本点方位角±180°输入。对其它测点进行观测。还可设置第3置镜点,直到D点贯通为止。
⑷ 坐标单位以米计,精确到小数点后3位,即到毫米;其它为毫米,输入为整数。
4、附带曲线支距建议采用等腰三角形分中测量法。如图5,按计算横距在直股道钢轨工作边找到点i,回量0.5米,找到点A,前量0.5米找到点B,分别以A、B为圆心,大于支距值为半径,画弧交于曲股钢轨处或外侧一点,将点i与该点相连,找到连线上的附带曲线钢轨工作边点,读取支距值。
图3-2.JPG
其中注意的问题是测量前须拨正岔后直股道的轨向,线间距用同样方法测量,连测三处,取平均值。
(待续)
最新回复
hfl0470 at 2012-4-05 22:52:24
3. 操作过程
3.1绳正法计算
在程序主窗口内单击〖绳正法〗按钮,进入绳正法计算界面如图6:
6.JPG
3.1.1 输入数据的操作
数据的输入可采用两种办法,一是先在电脑内建立一个Excel文件,把测量结果输入到Excel文件里,然后用导入的方式把数据导进数据库;二是直接在窗口内添加测点编号、现场正矢和限制量。下面分别说明:
一、直接在窗口内添加
在原有数据基础上,直接在窗口内改写测点编号、现场正矢和限制点拨量,点击工具条的〖×〗按钮或左上角的〖删除〗按钮,删掉多余的测点,最后按下工具条的〖 〗按钮或左上角的〖保存〗按钮,保存结果。
二、导入操作
7.JPG
单击左上角的〖导入〗按钮,进入导入向导窗口如图7:
显示出当前桌面上有两个Excel文件,选择第二个“实例数据”,按下〖打开〗按钮,则打开导入向导对话框如图8:
8.JPG
根据提示,第一步先选择工作表,第二步,对照左侧预览表做出现场正矢列的选择,最后,按下〖确认〗按钮,这样,就会把数据导入到数据库里,并在主窗口显示出结果。
若没有做出现场正矢列的选择时按下〖确定〗时,会给出错误的提示如图9。
9.JPG
10.JPG
图10是导入成功的图示,导入后要仔细查看数据显示区,特别是曲
线尾部,由于每个人建立的Excel数据的差异,往往导入了多余的内容,这时,要把多余的内容删掉,如图11.
11.JPG
对数据理改后,一定要注意及时按下〖保存〗按钮或工具条上的保存图标,若没有按下就退出程序,数据不会更新。
3.1.2 设置计算条件和要求
绳正法计算分两种方式。一是按已知的曲线要素计算;二是不按已知条件由电脑根据现场正矢情况优化。如图12,计算方式和相关条件、要求在左侧设置区设置。
首先,做出普通曲线或复心曲线的选择,若选普通曲线,则在下面列出“始端缓和”、“曲线半径”、“终端缓和”三个填写内容,若选复心曲线,则列出“始端缓和”、“第一半径”、“中间缓和”、“第二半径”、“终端缓和”五项内容。如图12所示。
12.JPG
其次,做出给定条件或三无曲线的选择,按给出条件计算时,下面的几项内容输入框将变为可操作状态,要求用户逐个添写,如图13所示。
13.JPG
从图中可看到,当鼠标停留在某一项内容时,会跳出友好的提示,若有错误,还会有错误警告,若在键盘上敲击了某一数字,接下来会提示出可能的数字,供用户选择,从而提高输入速度。另外,在输入的内容上做了严格限制,如对缓和曲线用户不可能输进小数,曲线半径不可能输进第二个小数点,更不可能输进非数字内容等。
14.JPG
第三,选择缓和曲线设置倍数
如图14,当设置了按“三无曲线”计算时,则该项可操作。一般情况下,缓和曲线都是按10米的整倍数设置的,但困难情况下,规范规定可以按5米的倍数设置缓和曲线,因此,该项有两个选择,一是按10米倍数设,二是按5米倍数设。
第四,选择弦线的长度
如图15,选择弦线的长度。一般情况下,均采用20米弦测量,在站内较短的曲线用10米弦测量。现在,很多领导把测点的间距搞的很密,程序设计了20米弦、10米弦和5米弦三种情况。
15.JPG
第五,选择计算要求
如图16,若选择类型为普通曲线,并按三无曲线计算时,可勾选按等长缓和计算;若选择按给定条件计算,还可勾选按给定的转角校验正矢。
16.JPG
《修规》规定,正矢要在无风条件下测量,并取平均值,但测量精度没有规定。这里,根据误差理论,做出了不超过三倍测点数量平方根的限制,见计算条件章节。
对于修正计算掌握很好的用户可以不选择自动修正,计算后,在窗口内根据情况自行在人工修正栏添写修正值,若勾选了自动修正,则计算后,电脑会根据情况自动对拨量进行修正计算。
最后,给出线名、曲线编号、已知点的里程,如图17.
17.JPG
3.1.3 计算
所有条件设置好后,按下右下角的〖计算〗按钮,则程序开始按给定的条件计算曲线拨量,若条件没达到,出现相应的错误提示,特别是个别曲线,台账资料与实际脱节,机械的要求按××半径、××米缓和曲线长计算,结果达不到要求(如图18、19、20)。
18.JPG
19.JPG
20.JPG
从图20看到,电脑在最佳位置添写了最恰当的修正数组,使拨量接近了最优解,在窗口右侧显示出曲线要素和桩位。
3.1.4 输出
曲线计算后,右下角的〖导出〗和〖打印〗两按钮变回可操作状态。用户可选择导出到Excel文件和输出到Word文件,如图21、22.
21.JPG
22.JPG
文件的命名是以线名+曲线编号为基础,保存至安装
的“DATA”子目录内,其中,导出的Excel文件分别生成了两个表,一是拨量计算表,二是曲线要素表。
(待续)
hfl0470 at 2012-4-06 20:23:45
3.2坐标法计算
在程序主窗口内单击〖坐标法〗按钮,进入坐标法计算界面如图23:
[attach]872081[/attach]
3.2.1 输入数据的操作
与绳正法一样,数据的输入可采用两种办法,一是先在电脑内建立一个Excel文件,把测量结果输入到Excel文件里,然后用导入的方式把数据导进数据库;二是直接在窗口输入。由于测量仪器的进步,很多自身带有存储卡,与电脑USB连接后直接通讯,因此,坐标法整正的数据输入以导入为主,操作过程同前,不再一一叙述。
如图23,坐标法计算设有曲线图显示功能,当输入原始坐标后,程序会自动计算出各点曲率,并放大10的5次方,显示在右下角,从而让用户对曲线状态有所了解,发现并纠正个别点的数据错误(曲率突变)。
3.2.2 设置计算条件和要求
坐标法计算需设置的条件是:
1、按普通曲线计算,还是按复心曲线计算?
2、按给定的条件计算,还是按三无曲线由电脑自动优化计算?
3、缓和曲线是按多少倍数设置的?
4、半径是取整到50米,还是10米或1米的整倍数?
5、缓和曲线是否等长?
6、是否按给定的转角进行强制扭转?
7、是否逆里程测量?
以上操作均在左侧的条件设置区,见图23,其过程也不在详叙,与绳正法条件设置相似。
3.2.3 计算
相关条件设置好后,计算前,需对曲线两头直线段的测点做出标记。
[attach]872082[/attach]
如图24,软件规定,凡属直线段上的测点,则在标记栏里标记“1”,至少连续标记2点,长度达到50米,以此计算曲线交点、转角和方向。
计算过程中会有进度提示,计算结束,伴随着一段优美音乐,显示出拨量、各测点里程、曲线要素和红色设计曲率,〖导出〗、〖打印〗两按钮状态变为可操作,如图25.
[attach]872084[/attach]
3.2.4 输出
与绳正法一样,可导出Excel格式文件和输出Word的格式文件,文件命名规则也相同。
3.3附带曲线支距法计算
[attach]872086[/attach]
在程序主窗口内单击〖附带曲线〗,则进入附带曲线支距法计算界面,如图26。
计算时,先输入车站名称、编号编号,然后在道岔库中选择相应的道岔图号,上部就会显示出当前的内容,最后输入线间距、曲线半径和横向测点间距,就可以按下〖计算〗按钮计算附带曲线各点的支距。
若库内没有相应的道岔,则操作道岔库进行添加,单击〖添加〗按钮,进入添加窗口如图27,输入道岔图号、辙叉号、辙叉角、和道岔后长,其中的〖确定〗按钮将变为可操作状态,按下后,则数据库内增加一项新内容(注:操作过程中程序限定了鼠标范围)。
[attach]872087[/attach]
按下图26主界面下的〖计算〗按钮,伴随一段优美音乐,将显示出计算结果,〖输出〗按钮变成可操作,按下〖输出〗按钮,就会在安装目录下的\DATA\子目录内生成按站名+曲线编号+“支距表”为名称的Word文件,同时可选直接打印,如图28。
[attach]872088[/attach]
4.计算条件
1、实测正矢限定标准:
[attach]872089[/attach]
2、拨后正矢限制标准:
① 缓和曲线正矢与计算正矢的差不超过 1mm;
② 圆曲线正矢连续差不超过 1mm;
③ 圆曲线正矢最大最小差不超过 3mm;
④ 有控制点限制时,控制点拨量不超过许可范围。
⑤ 最后一点拨量是零。
3、测点间距限定10米(20米弦测量)、5米(10米弦测量)和2.5米(5米弦测量)。
4、坐标法计算时,始端前两点及终端后两点距离不得短于50米。
5. 实例计算
例1:用20米弦测量,共39点,三无曲线,实测正矢如表1,试计算拨量。
表1:实测正矢表
测点编号 实量正矢 测点编号 实量正矢 测点编号 实量正矢 测点编号 实量正矢
1 0 11 52 21 84 31 43
2 4 12 56 22 81 32 41
3 9 13 63 23 85 33 33
4 12 14 77 24 87 34 26
5 21 15 77 25 81 35 22
6 25 16 86 26 81 36 20
7 29 17 82 27 67 37 11
8 36 18 79 28 61 38 9
9 38 19 81 29 56 39 3
10 44 20 83 30 47
正矢输入后,设置缓和为10米倍数、以自动修正方式计算,显示拨后正矢超出标准警告。如图29: