基于小波去噪的既有铁路平面重构方法

摘要

铁路经过长期的运营,平面线形会逐渐偏离原始线位。为保障列车运行安全,需要定期对既有铁路平面线形进行重构。在平面线形重构中,准确的测点归属与分段是获得最小拨量的关键。为进一步提高测点归属与分段的准确性与鲁棒性,提出一种基于小波去噪的测点分段方法。将测点方位角视为信号,采用最大交叠小波阈值去噪对其进行处理,去噪后的测点方位角作为曲率的计算依据,计算测点曲率并设定曲率阈值确定初始测点归属;根据最小线元长度要求对测点归属进行修正,并利用线元连续的特性重构测点方位角,实现曲率阈值自适应调整,从曲线段中提取出圆曲线段,得到初始分段。利用分段结果结合正交最小二乘法分别拟合夹直线与圆曲线,得到线路平面初始参数。以拨量平方和最小为目标,构造迭代过程,不断更新测点归属得到精确分段结果,实现参数优化。仿真案例与工程实例结果表明:基于小波阈值去噪的方法相比于中值滤波与均值滤波对偏移噪声具有更强的鲁棒性与通用性。利用本文所提出的方法在工程实例中可自动构建拨距平方和,较人工辅助分段法与迭代识别法分别减少73%和21%的平面线形,验证了基于小波去噪的测点归属与分段方法的有效性。