布设模型

2024-10-23

布设模型（通用10篇）

布设模型篇1

城市公共交通是城市动态大系统中的一个重要组成部分。当前国内对于公交站点的研究偏重于总体规划,对于公交站点研究的主要内容是按照国家颁布的标准“城市公共交通站场设计规范”(GJJ-87)对公交站点进行站场选址、定规模、计算用地,做出投资估算与建设排序,同时依据公交线路走向确定中途站的个数与大致位置。但由于公交站点与线网建设的最大区别在于线网规划主要是通过研究城市客运出行量在城市道路网上的流量分配来确定线路条数、走向等,线路一旦确定,只需在道路上运营公交车辆即可,而站点的建设由于涉及到道路以外的用地、与道路的关系、站点与站点之间以及与其它交通方式站点之间的关系、站点内的布局形式等等,显然,仅仅有总规层面的站点个数、站场选址、用地规模技术标准等的研究是不够的,还需要一定的理论模型进行深入精确的研究。

1 系统总成本最小站距模型

公交线路系统总成本最小站距模型,是利用全局最优化方法,并以时间价值理论与系统总成本的观念,建立站距对乘客总出行时间成本及车辆营运成本之间的关系模型,并将这两者成本之和当作系统总成本,并使系统总成本最小。

根据车辆行驶状态的不同,将每日车辆营运总成本划分为车辆正常行驶时的营运成本及车辆在站点停站时的营运成本。这样划分每日车辆营运总成本,是因为车辆以正常车速行驶和停站两种情况下,二者单位时间的油耗及轮胎的损耗不同,而且只有在停站情况下,车辆营运成本才和站距关系密切。将乘客各阶段的出行时间分别乘以不同的单位时间价值,即可得到公交线路每日乘客出行时间成本。

2 建模及模型推导

假设一条公交线路有如下基本特点:车辆以固定行车间隔从一端驶至另一端;乘客出行起讫点沿公交线路均匀公布;车辆以一定的匀减速度及匀加速度进出站。基于上述基本假设,可以推导出有关车辆运行时间和乘客平均出行时间的表达式。

2.1 每日车辆营运成本Cv

每日车辆营运成本等于车辆以正常行驶时的时间乘以其时间成本和车辆在站点停站时的时间乘以成本之和。车辆运行时间可表示成

$\begin{array}{l} Τ_{v} = Τ_{C} + Τ_{b} + Τ_{s} ‚ Τ_{C} = \frac{L}{V} ‚ \\ Τ_{b} = t_{d} \cdot n = t_{d} \cdot \frac{L}{d} ‚ Τ_{s} = \frac{L}{d} \cdot Ζ . \end{array}$

式中:Tv车辆单向运行于起终点的时间(s);TC车辆以稳定车速V运行时间(s);Tb车辆因停站而加速所损失时间(s);Ts车辆停站上下时间(s)。L为线路长度(m);V为车辆的运行速度(m/s);td为车辆一次加减速度时的损失时间(s);n为公交站点数(辆);d为公交站距(m);Z为每段上下车时车辆的平均停车时间(s)。

假设公交车辆在停站点停靠时,其营运成本为油耗的(L+α)倍,车辆以正常运行车速行驶时单位时间成本为Kb,则有:

$\begin{array}{l} C_{v} = \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{V_{t}} \cdot Κ_{b} \cdot f_{t} + (1 + α) \times \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{d} \cdot F_{p} \cdot \\ (C_{s} + C_{r} \cdot Ζ_{t}) \cdot f_{t} . \end{array}$

式中:Cs为每次停站加减速时的油耗值(L/次);Cr为停站单位时间油耗(L/s);Fp为燃油价格(元/L);Zt为t时段每站乘客上下车时车辆的平均停车时间(s);ft为t时段服务班次(次);α为除燃油成本以外的其它成本系数,通常取α=1。

2.2 每日乘客总出行时间成本Cu

2.2.1 每日乘客到站步行成本C1。

包括乘客步行到达公交线路的时间成本和乘客沿公交线路步行到达最近的公交站点的时间成本。

1)乘客步行到达公交线路的时间t11。

对于一条固定公交线路来说,乘客步行到达公交线路的平均距离可以看成常数,它与设站距离关系不大,因此可以假设乘客步行到达公交线路的平均距离为常数w。据统计,其值约为线路网平均间距的1/3左右;则所有乘客步行到达公交线路的时间为

$t_{11} = \frac{Ρ_{w}}{v_{a}} .$

式中:P为公交线路乘客需求运量(人/s);va为乘客步行速度(m/s)。

乘客步行到达公交线路的时间成本C11为

$C_{11} = Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{w}{v_{a}} \cdot p_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} .$

式中:Ka为乘客步行时间价值 (元/s);va为乘客步行速度(m/s);w为乘客平均到达公交线路的距离(m);P $_{t}^{a}$ 为t时段公交线路乘客需求运量(人/s);Pt为t时段持续时间(s)。

2)乘客沿公交线路到达最近公交站点的时间t12。

乘客沿公交线路到达最近公交站点的距离,需要分析乘客选择站点分界点的行为特性,如图1所示。乘客在考虑使用任一个站点的分界点时,应以乘客步行到达k+1站点的时间加上候车时间等于步行到达k站点加上车辆行驶到k+1站点的时间与候车时间之和,表达式为 $\frac{Η}{v_{a}} + Τ_{w} = \frac{G}{v_{a}} + Τ_{s} + Τ_{w} ‚ G + Η = d .$

式中:Ts为站点k及k+1站之间的旅行时间(s);Tw为在站点的平均候车时间(s)。

推导出

$\begin{array}{l} G = \frac{1}{2} (d - Τ_{s} v_{a}) . (1) \\ Η = \frac{1}{2} (d + Τ_{s} v_{a}) . (2) \end{array}$

已知车辆在站间行驶车速为V,进站减速度为b,出站加速度为a,停站时间(即乘客上下车平均时间)为Z,则可以看出,车辆站间旅行时间包括车辆站间以正常车速行驶的时间、车辆进站减速时间、车辆停站时间及车辆出站加速时间,则有

$Τ_{s} = \frac{d}{V} + Τ_{1} ‚ Τ_{1} = \frac{V}{2} (\frac{1}{a} + \frac{1}{b}) + Ζ . (3)$

式中:T1为车辆停站损失时间(包括车辆加减速的时间和停车乘客上下车的时间)。

把式(1)代入(3)得

$G = a \cdot d - r ‚ Η = E \cdot d + r . (4)$

其中 $a = \frac{1}{2} (1 - \frac{v_{a}}{V}) ‚ E = \frac{1}{2} (1 + \frac{v_{a}}{V}) ‚ r = \frac{Τ_{1}}{2} v_{a} .$

若已知上述参数值,则乘客沿公交线路到达最近站点的时间即可导出。则所有乘客沿公交线路到达最近站点的时间为

$t_{12} = (G^{2} + Η^{2}) \frac{p \cdot n}{2 v_{a}} = (G^{2} + Η^{2}) \frac{Ρ L}{2 d v_{a}} .$

乘客沿公交线路步行到站时间成本C12

$\begin{array}{l} C_{12} = Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{2 d v_{a}} (G^{2} + Η^{2}) \cdot Ρ_{1}^{a} \cdot Ρ_{t} ‚ \\ C_{1} = Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{w}{v_{a}} \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + \\ Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{2 d v_{a}} (G^{2} + Η^{2}) \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} . \end{array}$

2.2.2 每日乘客候车时间成本C2

$C_{2} = \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{w} (β h_{t}) \times Ρ_{t}^{a} \times Ρ_{t} .$

式中:Kw为乘客候车时间价值(元/s);β为平均候车时间与发车间隔比值;ht为t时段的发车间隔(s)。

2.2.3 每日乘客车内乘车时间成本C3。

包括乘客车内乘车时间与乘客因车辆停靠点而损失的时间。

1)乘客车内乘车时间成本C31

$C_{31} = \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{V_{t}}) Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} .$

式中:Kv为乘客车内时间价值(元/s);La为乘客平均乘距(m)。

2)乘客所乘车辆停靠点站点而损失的时间成本C32为

$\begin{array}{l} C_{32} = \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{d}) Ζ_{t} Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} \cdot Τ_{t} ‚ \\ Τ_{1} = \frac{V}{2} (\frac{1}{a} + \frac{1}{b}) + Ζ ‚ \\ C_{3} = \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{V_{t}}) Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + \\ \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{d}) \cdot Ζ_{t} Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} \cdot Τ_{1} . \end{array}$

2.2.4 每日乘客离站步行时间成本C4。

对一条固定的公交线路来说,该成本基本与每日乘客到站步行时间成本相等,即C4=C1。由上述分析可知,一条固定公交线路的每日社会总成本为每日车辆营运总成本与每日乘客总出行时间成本之和。因此,为使每日社会总成本最小,建立如下数学模型为Min C=Cv+Cu。

$\begin{array}{l} C_{u} = C_{1} + C_{2} + C_{3} + C_{4} ‚ \\ C = \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{V_{t}} \cdot Κ_{b} \cdot f_{t} + (1 + α) \cdot \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{d} \cdot F_{p} \cdot \\ (C_{s} + C_{1} \cdot Ζ_{t}) \cdot f_{t} + \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{V_{t}}) Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + \\ \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{d}) Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} \cdot Τ_{1} + 2 Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{2 d v_{a}} \\ (G^{2} + Η^{2}) \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + \\ \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{w} (β h_{t}) \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} . \end{array}$

把公式(4)代入可得

$\begin{array}{l} C = \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{V_{t}} \cdot Κ_{b} \cdot f_{t} + \\ (1 + α) \cdot \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{d} \cdot F_{p} \cdot (C_{s} + C_{r} \cdot Ζ_{t}) \cdot \\ f_{t} + \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{V_{t}}) Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (\frac{L_{a}}{d}) Ρ_{t}^{a} \cdot \\ Ρ_{t} \cdot Τ_{1} + \\ 2 Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{w}{v_{a}} \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + 2 Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{2 d v_{a}} [(a d - r)^{2} + \\ (E d + r)^{2}] \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} + \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{w} (β h_{t}) \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} . \end{array}$

令 $\frac{\partial c}{\partial d} = 0$ ,且设

$\begin{array}{l} W_{1} = (1 + α) \cdot \sum_{t = 1}^{Τ} L \cdot F_{p} \cdot (C_{s} + C_{r} \cdot Ζ_{t}) \cdot f_{t} ‚ \\ W_{2} = \sum_{t = 1}^{Τ} Κ_{v} (L_{a}) Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} \cdot Τ_{1} ‚ \\ W_{3} = 2 Κ_{a} \sum_{t = 1}^{Τ} \frac{L}{2 v_{a}} \cdot Ρ_{t}^{a} \cdot Ρ_{t} . \end{array}$

则有

$\frac{1}{d^{2}} (W_{1} + W_{2} + 2 r^{2} W_{3}) = W_{3} (a^{2} + E^{2}) .$

即 $d = \sqrt{\frac{(W_{1} + W_{2} + 2 r^{2} W_{3})}{W_{3} (a^{2} + E^{2})}}$ 。 (5)

本文分别对以上部分进行讨论,据此建立目标函数,以便获得线路最佳站距设计值。近年来,由于城市的发展、市区范围的不断扩大、人口的增加,车辆行驶速度逐年降低。为适应上述情况并加速车辆周转,因此,实际应用时需对其进行相应修正,公式为

$d_{l} = ϕ d .$

式中:ϕ为站距修正系数,对市区线路一般取1.0～1.3,通过市中心或闹市区的线路可取较低值;接近市区边缘或平均运距较长的线路可取较高值。

3 结束语

本文应用系统总成本最小站距模型对城市公交站距的设置进行了数学建模推导,并综合考虑了车辆配置限制模型和乘客总出行时间最小站距模型, 对系统总成本最小站距模型进行了完善, 可为公交的布局和规划提供参考,在以后的工作中还应深入研究出行换乘次数和公交枢纽换乘问题。

摘要：在分析城市公交站点布设模型的基础上,结合车辆配置限制模型和乘客总出行时间最小站距模型的特点,运用系统总成本最小理论建立了公交站点优化的数学模型,该方法原理简单、便于操作。

关键词：公交站点优化,全局最优化,系统总成本最小

参考文献

[1]伍识煤.公交站点设置问题的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2002.

[2]高成.城市公共汽车站点规划研究[J].城市公共交通,2003(3):13-14.

[3]李之红,袁振洲.基于多目标的城市公交站点布设模型的研究[J].交通与安全,2006(3):180-182.

[4]潘鲁萍.用动态规划方法求解最优设站问题[J].交通与计算机,2002(3):20-22.

[5]付晶燕,杨晓光,俞洁.快速公交系统中途站点优化设计方法研究[J].城市交通,2007(3).

机会是我布设的“埋伏” 篇2

1993年8月，两分之差，我与大学失之交臂。半个月后，我来到深圳。

在去求职的路上，我下错了车，想找个人多的地方问一下路，一问才知道，一堆人围在那里，正是在等待招聘。我加入进去。两个小时后，我得到通知——被录用了，职务是那家纸品厂的业务员，名片上印的职务是“业务主办”。我的心淹没在兴奋之中，这就是深圳——一个把“时间就是金钱，效率就是生命”喊响全国的地方。

归我“主办”的有27家服装厂，我的任务就是收订、运送他们所需的纸箱。这27家厂中，有一家规模最大，超过其他26家的总和。从我上班第一天起，老板就叮咛我，要特别关注这一家。所以，对这家厂，我未曾接触，就先心生敬畏。

然而，跟这家大服装厂接触久了，我看到一些感觉中不应有的现象。有时我去取纸箱的尺寸、唛头时，正好看到他们后序车间的工人在将一批货物打包装箱，好几次我都发现，以统一件数分装的纸箱不是太大就是太小。纸箱小了，为了封住口，工人只好把衣服拼命往下压，封上的纸箱也不平整；纸箱太大，衣服松松垮垮地在里边四处晃动。我没做过服装，但凭常识也能知道，衣服长时间挤压易生死褶，过于宽松又容易乱。这种做法不仅在纸箱尺寸上浪费钱，客户还要多付货柜车、远洋轮船的费用等等。

我不由自主地担心，如果服装厂的客户因为这些小事情导致合作解体，我们也将成为受害者。于是，我主动向该服装厂提出，在他们的货生产完毕行将装箱时，我会前去为他们义务计量尺寸。

为了精确，我从不用同一件衣服的大小厚度再乘以一箱的总件数来确定纸箱尺寸，而是将一箱所要求的全部件数按出貨包装要求全部包好整整齐齐地叠放在一起，然后才确定它的长、宽、高。因为往往一件衣服量得的数字与多件叠在一起量得的数字相差很大，衣服不是砖头，它有伸缩性，并且很大，我不会因贪图省点力气就粗枝大叶。

因为凭空多了这么一件事，我去这家服装厂的次数也就多了起来。没事的时候，我就在后序车间观察工人们整烫包装，并且还常被“抓差”去计算辅料，配购胶针、胶枪、塑料袋。

愉快的合作中，时间也飞快地过去。一天，我又一如既往地来计量新货的包装尺寸，却发现车间有些乱——后序部部长因涉嫌一宗诈骗案而被传讯，因事发突然，离开时甚至没时间交待一句手头正待完成的工作。我到时，老板刚从外地赶回，脸色铁青，一言不发。我告诉他先别着急，这些工序我大体熟悉，我觉得我可以顺利完成这些工序。

我给公司打电话讲明情况后，便留在服装厂帮忙。因为平时的留心，一切进展顺利，当那批货物顺利装上香港开过来的货柜车后，我继续留了下来。没有任命，也没有办理任何手续，我成了这家服装厂的后序部部长。

月末发工资时，财务总监开玩笑说：“你知道我们厂会用你吗？”我说：“我怎么不知道，我还没进你们厂就在为你们厂做事情了，你们不用我用谁？”

那个晚上，我再一次想起初到深圳时在电视上看到的一个真实故事：台湾有个非常走运又非常不走运的警察。走运的是，他做了几十年警察工作，由小警员升为大警官，一直到将近退休，居然没有遇到过一次需要开枪的情况；不走运的是，就在他退休的前一天，经过一家银行时，正碰上有人抢劫，于是他拔出枪来阻吓，不幸的是，对方向他开枪射击。他死在最后一天的岗位上，手上握着一辈子都没有真正用过的枪，枪里居然忘了装子弹！

布设模型篇3

关键词：单向城乡公交线路,成本最优,站点间距,布设模型

在城乡公交一体化发展的大背景下, 公交站点的规划布设是一体化规划的重要内容, 其主要规划指标包括公交站点的停靠位置、站间距、站型、站位和站长等。由于公交站点的位置主要与公交客流出行需求分布有关, 而城乡居民公交出行需求分布多呈现出离散型分布的特点, 所以城乡公交站点位置的选择多采用较为成熟的离散型选址模型[1]。

公交站距的设置明显影响着公交车辆的运营速度、线路的发车间隔、配车数和线路运载能力, 是影响乘客乘车便利程度和公交运营调度计划的重要因素。因此, 公交站点间距的优化布设是公交站点规划的关键变量, 它的设置直接决定了乘客的出行时间和运营企业的运营成本, 所以对城乡公交站点间距的优化布设研究显得尤为重要。

1 单向线路成本最优的站点间距布设模型

一般而言, 1 d内某一公交站点所在区域内的出行发生量与出行吸引量是基本一致的, 即1 d内某一公交站点的上下车乘客量是基本相同的, 则公交线路往返2个方向的分析过程和所得结果也是基本相同的。为了模型的最简化, 本文以某一条或几条线路的单方向进行分析计算, 称之为单向线路[2]。

在城乡公交站点间距的优化布设中, 对于乘客而言, 总是希望站点间距较小, 这样就提高了乘客公交出行的便捷性;对于公交经营者来说, 总是希望站点间距较大, 这样就提高了车辆的运营速度, 增加了车辆的往返次数, 减少了停靠次数, 降低了车辆的运营成本。因此, 在公交站点间距布局规划时, 应该对使用者和运营者的成本做交互损益分析, 以制定合理的规划目标, 作为选择公交站点间距大小的依据。

单向线路成本最优的站点间距布设模型, 是利用城乡公交单向线路系统最优的思想, 以该线路公交乘客的时间价值和公交经营者的总经营成本均达到最优的理念, 建立该线路沿途公交站点对乘客总出行时间成本及车辆营运成本之间的关系模型, 并将两者成本之和当作系统总成本, 并使系统总成本最小的优化布设模型[3]。

广义地, 可用时间和费用的成本之和来表示单向线路成本最优的公交站点间距布设模型:

minA=aB+βC (1)

式中:A为单向线路成本最优时的时间和费用目标函数;a、β为基于成本最优的时间和费用因素的系数权重;B、C为基于成本最优的总的加权时间和费用成本。

2 车辆每日运营费用成本函数

公交车辆在行驶过程中, 其运行状态可以分为3种情况, 在各站点间以正常车速行驶状态、进出站时的加减速行驶状态和在站点时的停靠状态, 相应地, 车辆在上述3种状态下的车耗、油耗等支出成本是不同的。因此, 公交车辆每日运营成本等于车辆正常行驶的时间乘以其时间成本、车辆加减速的时间乘以其时间成本和车辆在站点停靠的时间乘以其时间成本三者之和[4]。

若某公交单向线路共有m个站点, 则计算车辆单线总成本B可表示为

$B = \sum_{j = 1}^{m} [x_{j} \times \frac{d_{j}}{v_{j}} + y_{j} \times (\frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) + z_{j} \times t_{j}] (2)$

式中:xj、yj、zj为车辆在3种行驶状态下对应的费用价值成本, 元/s;dj为公交线路上第j-1个站点和第j个站点间的站距;vj为公交车辆在第j-1个站点和第j个站点间的平均行驶速度;aj, bj为公交车辆进出各站时的平均加减速度, m/s2;tj为车辆在经过第j个公交站点时的停靠损失时间。

则公交车辆的单线运营费用成本最小的目标函数为:

$m i n B = \min \sum_{j = 1}^{m} [\begin{array}{l} x_{j} \times \frac{d_{j}}{v_{j}} + \\ y_{j} \times (\frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) + z_{j} \times t_{j} \end{array}] (3)$

3 乘客的时间价值成本函数

在城乡公交乘客的出行时间链中, 其时间价值成本主要包括:“乘客步行到达公交站点的时间、等待上车的时间、实际乘车时间、车辆在中途站点的停靠时间和乘客下车后步行至目的地的时间”, 因此, 乘客在每次出行过程中, 都包括一个完整的出行时间链[5]。

为方便后续计算, 现做如下假设:①某一时段发车频率固定;②乘客在离起讫点最近的站点上下车;③公交路段运行速度恒定不变;④车辆停站时间与上下车人数成正比;⑤车辆制动、启动时间为定值。

3.1乘客步行至站点的时间及其成本

乘客步行到达公交站点的时间t1包括乘客步行至公交线路的时间t11和乘客沿公交线路到达最近公交站点的时间t12, 相应地, 其时间成本也由乘客步行至公交线路的时间成本C11和乘客沿公交线路到达最近公交站点的时间成本C12之和组成。其中, t1=t11+t12, C1=C11+C12。其定义分别表述如下:

1) 乘客步行至公交线路的时间及时间成本

$t_{11} = \sum_{i = 1}^{n} \frac{d_{1 i}}{v_{1 i}} (4)$

式中:n为某单向公交线路每日所载乘客数;d1i为第i个乘客从出发点至最近公交线路的最优步行距离;v1i为第i个乘客从出发点至最近公交线路的平均步行速度。

则乘客步行至公交线路的时间成本为:

$C_{11} = \sum_{i = 1}^{n} λ_{i} \times \frac{d_{1 i}}{v_{1 i}} (5)$

式中:λi为第i个公交乘客的时间价值成本, 元/s。

2) 乘客步行至站点的时间及时间成本

$t_{12} = \sum_{i = 1}^{n} \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}} (6)$

式中:d2i为第i个乘客从到达的公交线路点到最近公交站点之间的步行距离, 其均值一般约为城乡公交站点平均站距的2/5;v2i为第i个乘客沿公交线路步行的平均速度, m/s。

则乘客步行至站点的时间成本C12为:

$C_{12} = \sum_{i = 1}^{n} β_{i} \times \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}} (7)$

综上可得:

$\begin{array}{l} t_{1} = t_{11} + t_{12} = \sum_{i = 1}^{n} (\frac{d_{1 i}}{v_{1 i}} + \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}}) (8) \\ C_{1} = C_{11} + C_{12} = \sum_{i = 1}^{n} (λ_{i} \times \frac{d_{1 i}}{v_{1 i}} + β_{i} \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}}) (9) \end{array}$

3.2乘客候车时间及其时间成本

乘客在公交站点的候车时间t2是由线路的发车频率来决定的, 可表示为:

$t_{2} = \sum_{i = 1}^{n} f_{i} \times F_{i} (10)$

式中:fi为乘客i的等车系数, 符合 (0-1) 分布;Fi为乘客i候车时公交车的发车间隔。

则某单向公交线路所载乘客的候车时间成本C2可表述为:

$C_{2} = \sum_{i = 1}^{n} η_{i} f_{i} F_{i} (11)$

式中:ηi为公交乘客i候车的时间价值成本, 元/s。

3.3乘客实际乘车时间及其成本

乘客实际乘车时间包括车辆出站加速时间t31、站间正常车速行驶时间t32和车辆进站减速时间t33。根据前面所做的假设, 若某乘客共需坐车经过m个站点, 则该乘客实际乘车时间可表示为:

$t_{3} = \sum_{j = 1}^{m} (\frac{d_{j}}{v_{j}} + \frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) (12)$

式中:vj为公交车辆在第j-1个站点和第j个站点间的平均行驶速度;dj为公交线路上第j-1个站点和第j个站点间的站距;aj、bj为公交车辆进出第j个站点时的平均加减速度, m/s2。

则某单向公交线路所载乘客实际乘车的时间成本C3为:

$C_{3} = \sum_{i = 1}^{n} δ_{i} \times \sum_{j = 1}^{m} (\frac{d_{j}}{v_{j}} + \frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) (13)$

式中:δj为公交乘客i实际乘车时的时间价值成本, 元/s。

3.4停靠站点的损失时间及其成本

公交车辆停靠站点的损失时间包括车辆停稳后乘客上下车时间以及开关车门的时间。车辆在某个公交站点停靠时, 乘客上下车时间与该公交站点的上下车人数以及上下车方式密切相关, 而开关门时间主要与公交车辆的性能有关[6]。若某单向公交线路共需经过m个站点, 则其停靠损失时间t4及其时间成本C4为:

$t_{4} = \sum_{j = 1}^{m} \sum_{i = 1}^{n} t_{4 i j} (14)$

式中:t4ij为乘客i在经过第j个公交站点时的车辆停靠损失时间。

$C_{4} = \sum_{j = 1}^{m} \sum_{i = 1}^{n} χ_{i j} t_{4 i j} (15)$

式中:χij为乘客i在经过第j个公交站点的车辆停靠损失时间成本, 元/s。

3.5乘客下车步行至目的地的成本

通常情况下, 对一条固定的公交线路来说, 该时间成本基本与乘客到站步行时间成本相等[7]。即

$C_{5} = C_{1} = \sum_{i = 1}^{n} (λ_{j} \times \frac{d_{1 i}}{v_{1 i}} + β_{i} \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}}) (16)$

综上可得, 在单向城乡公交线路的乘客出行时间链中, 其总的时间价值成本C为:

C=C1+C2+C3+C4+C5

$\begin{array}{l} C = 2 \times \sum_{i = 1}^{n} (λ_{j} \times \frac{d_{1 i}}{v_{1 i}} + β_{i} \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}}) + \sum_{i = 1}^{n} η_{i} f_{i} F_{i} + \\ \sum_{i = 1}^{n} δ_{i} \times \sum_{j = 1}^{m} (\frac{d_{j}}{v_{j}} + \frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) + \sum_{j = 1}^{m} \sum_{i = 1}^{n} χ_{i j} t_{4 i j} \end{array}$

4 单向线路成本最优的站距布设目标函数

单向公交线路车辆日运营费用成本和公交乘客时间价值成本均达最小的条件下, 合理选取费用成本和时间价值成本的影响权重, 建立起单向城乡公交线路成本最优的站距布设目标函数, 如下式所示。

minA=min (aB+βC)

式中:

$B = \sum_{j = 1}^{m} [\begin{array}{l} x_{j} \times \frac{d_{j}}{v_{j}} + y_{j} \times \\ (\frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) + z_{j} \times t_{j} \end{array}]$

$C = [\begin{array}{l} 2 \times \sum_{i = 1}^{n} (λ_{i} \times \frac{d_{1 i}}{v_{j}_{1 i}} + β_{i} \frac{d_{2 i}}{v_{2 i}}) + \\ \sum_{i = 1}^{n} δ_{i} \times \sum_{j = 1}^{m} (\frac{d_{j}}{v_{j}} + \frac{v_{j}}{2 a_{j}} + \frac{v_{j}}{2 b_{j}}) + \\ \sum_{i = 1}^{n} η_{i} f_{i} F_{i} + \sum_{j = 1}^{m} \sum_{i = 1}^{n} χ_{i j} t_{4 i j} \end{array}]$

5 结束语

本文以单向城乡公交线路的车辆每日运营费用成本和公交乘客的时间价值成本为约束变量, 通过对两者权重的合理选取, 在线路总成本达到最小的约束条件下, 建立成本最优的公交站距布设模型。但是, 本文仅从站点间距的角度建立优化配置模型, 没有考虑城乡公交线路上站点间距的变化性, 也没有考虑站点的位置因素以及站点位置和站点间距两者的相互影响对站点布设的影响, 因此值得进一步的探索研究。

参考文献

[1]Byan D, EO'Kelly M.Hub and spoke networks inair transportation:an analytical review[J].Journalof Regional Science, 1999, 39 (2) :275-295.

[2]Ti mmermans H.Decision support systems in urbanplanning[J].&FNSpon, 1997 (8) :68-73.

[3]伍识煤.公交站点设置问题的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学交通科学与工程学院, 2002.

[4]戴帅.基于站距的公交网络优化模型[J].北京工业大学学报, 2007, 33 (6) :608-612.

[5]李之红, 袁振洲.基于多目标的城市公交站点布设模型的研究[J].交通与安全, 2006, 158 (10) :180-182.

[6]付晶燕, 杨晓光, 俞洁.快速公交系统中途站点优化设计方法研究[J].城市交通, 2007, 5 (3) :76-80.

航空摄影测量像控点的布设与测量篇4

关键词：航空摄影测量；像片控制；像控点布设

通过航空摄影测量能够快速获取准确的地理信息数据，该技术同时也能够帮助人们更好地了解地表或空中建筑物象的基本信息。随着科学技术的发展和时代的进步，越来越多的人了解到航空摄影测量的重要性。然而目前该技术的实践应用中仍然存在着明显的问题，最为突出的是进口模拟航空相机的大量应用不仅增加了测量成本，同时胶片成像拍摄后还要运用多媒体技术进行处理，再加上胶片的动态范围相对较小，因此在影响航空摄影质量的同时也会导致摄影周期被明显拉长，无疑也会对数据获取造成一定的影响。另外，当前实践过程中常用的像控点布局和设计规范及要求相对来说均比较落后，难以适应航空攝影的发展和新技术的应用需求，同时也明显增加航空摄影的工作量。由此可知，节约航空摄影成本、改善工作质量和效率、更新像控点不具合设计规范及要求？对获取更高质量摄影信息、推动行业发展具有至关重要的意义。

一、光束法平面以及高程精度

光束法是指在航空摄影测量中利用空间光线的直线运动在对地表和空中物象信息进行测量和评估的技术方法，在测得基本数据之后可以利用摄像原理对地表和空中物象信息数据进行运算和测量，根据三点共线的条件和原理确定误差方程。航空摄影测量过程中应当注意将三个目标点保持在相同的直线上，即摄影站点、相应像点和地面点。将条件约束利用平差理论明确共线方程，进而可以得出误差方程。共线方程和误差方程详细见如下公式，可知在整个摄影区域范围内能够利用最小二乘法对物象坐标和外方位元素的最或是值进行准确计算，从而为地理信息提供详细的数据和参考。

二、像片控制测量

像片控制点根据性质不同可以分为像片平面、像片高程和像片平高三种类型控制点，其中像片平面控制点与像片高程控制点的区别在于后者只需要对高程或者平面坐标测量，但是前者要求测量的信息更为丰富。此外，在实际操作过程中工作人员可以借助实时动态差分法（RTK）对像控点进行测量，该技术的精度随着科技的发展和进步已经明显提高，而且相较于传统的像点控制和测量方法具有明显的优势，不仅能够节约时间，更快地得出数据信息，还能够有效保证测量结果的精度和准确性。另一方面在对野外控制点进行布局和设计时，应注意只有少数的测量区域能够满足全野外式测量的要求和条件，大多测量区域须采用非野外式或者野外式与非野外式联合应用的测量方式。首先需要对像控点进行联合检测，并将此操作得出的结果作为原始数据开展测量控制工作。然后需要对空中三角相关信息进行精确测量，以便对纠正点和定向点进行准确定位并获得相关数据坐标和实验所需数据。该测量方式的应用和推广主要具有两方面优势，一是较传统的测量方法更为显著地提高了精度，二是可以节省更多的时间、并在减少工作量的同时有效提高工作效率。

2.1像片控制测量布点原则。为了在像片控制测量过程中获取更高的工作质量和效率，首先要保证科学、合理设计布点方案，在实践操作过程中严格遵照相关要求和原则，才能节省工作量和工作时间，同时达到理想的测量要求。然后工作人员要保证将像控点均匀分布于航线整体区域范围内，应当注意避免图幅单位限制造成的拍摄不全面的问题，在高程点和平面点设计确定后尽量将联测点设置为高平点。若像对和航线相邻，则应当尽量保证二者同时使用一个像控点，若二者呈现出排列交错情况，则必须分别设计和布置像控点。最后，在布点工作中需要注意的原则是在摄影前对地面标识进行合理的布置和设计，以便提高外业控制点的合理性及可取性，还要注意选择目标点较为明显的位置进行摄影，从而保证立体观察过程中更容易对点位进行辨别，也可以提高互相转刺过程中的精确性和准确度。

2.2像片控制点布设要求。在布设像片和航线控制点时，需要注意的问题较多。不仅要满足高空摄影测量条件下的特殊要求，同时还要注意上述操作原则和测量基本要求。通常情况下，像控点必须设置在三片重叠或旁向重叠中线的附近位置处，但是还要根据实际情况确定这一要求的可行性，若实在难以达到此项要求，则需要考虑在航向重叠的范围内设置像控点。另外像控点的设置需要保证处于标准位置，通过方位线与主点垂直的直线附近寻找合理位置进行设置。同时还要保证像片边缘与相关像控点的距离必须超过1cm，以保证航空摄影质量。考虑到像点容易受到大气折光差、畸变差等不可控因素的影响，使其在一定范围内产生移位现象。在对点位和压平线或者其他相关标识进行标记时，采用不同的标记方法能够更为明确对不同性质像控点进行辨认，也是缩短测量工作时间的重要途径。最后，若测量过程中发现旁向重叠部分不超过15%或者像控点相邻的两航线难以公用时，工作人员则需要考虑分开布设像控点，但是二者的垂直直线距离不得超过2cm。

结束语：减少野外控制点布设工作量是摄影测量研究的重点，保证像控点布设的合理性还能够在保证精度的情况下获得更高质量的摄影图像和更为准确的数据信息。工作人员在实践操作过程中曾尝试采用摄像仪明确测量方向和位置，但是可能会受到定向数据外方位元素的影响损失摄像质量和数据精度。经上述分析可知，综合考虑测量工作量、区域条件、测量时间及需求等相关因素，灵活、充分地应用现有的测量技术，不断思考、开发摄影新技术，并规范操作要求，才能更好地完成测量工作，提高航空摄像测量的质量和精准度。

参考文献

[1]范业稳，基于DMC的航空摄影测量误差分析和质量控制方法研究[D]武汉大学，2011-10-01

地下水质监测井布设篇5

a) 点状污染区 (渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透小的地区形成的) , 监测井设在距污染源最近的地方;b) 块状污染区 (污灌区、污养区及缺乏卫生设施的居民区) , 监测井设在地下水流向的平行和垂直方向上;c) 条 (带) 状污染区 (渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透大地区及沿河、渠排放的工业废水和生活污水) , 宜用网格布点法设置监测井。一般监测井在液面下0.3 m~0.5 m处采样。

浅谈作业的布设与批阅篇6

在当今新课改的推动下, 教师在紧抓教学质量提升时, 对作业的抉择设计与批阅有所发展, 有所创新, 有所改进, 取得了显著成效。但我们通过实际观察发现, 仍或多或少存在一些缺口, 需要我们正视、纠正。

一、勿求数量多而应注重质量

我们知道, 每堂课有每堂课的教学内容, 且有每堂课的作业内容相呼应, 这是课时作业的设计, 它是紧跟本节课时内容的操练动作, 一般要即时反馈其成效。另外, 小学教材里每篇课题的综合性作业设计, 大部分是练习册中的作业, 也有由科任教师自主设计的, 它是与每章节或每篇题材内容紧密配套的, 这是学生必做、教师必精批细改的任务, 是教师教学智慧和实践经验的根本反映。许多问题就出在追求作业数量又不与课题内容相衔接的“偏题”。例如, 本节探究新知的是“除法的意义”, 而出的练习题里占了一大半的是“乘法意义”内容, 未能突出训练新知。还有个别搞“题海战术”, 重复单纯, 一点一滴都要求学生做完, 连下课休息的时间也挤占了。到头来一考试, 成绩不理想、事倍功半的原因在于学生练就的知识与技能没有练到要点上——关键点。怎样才算练到了要点上, 练中了关键点呢?教育学认为, 任何学科练习的目的都是为了检测学习效果, 巩固所学知识, 训练操作技能, 发展心智, 促进全面素质的提高。

二、勿重批阅次数而忽视评价环节

小学在教学评估时必须检查科任教师的教学常规。如查看教师批阅作业和单元测验以及期中期末考试情况 (次数) , 因此, 大多教师能如数批改。小问题在于评价的次数漏洞不小或打折扣, 殊不知给带来一处“隐患”。学生只看到作业上或试卷上一个“×” (错的符号) , 若疏于评价, 学生不知错在哪里, 为什么错, 得不到提示去纠正, 仍然执迷不悟, 日后遇到类似的错误仍出错, 可能还会成为“差之毫厘, 谬以千里”的抱怨者。留下这样的蔽障难道不能引起我们教师的足够重视吗?学生作业和测试次数固然要达到指标, 但评价更应达到指标, 两者关系为后者重于前者。这就是说, 学生光练习作业考试, 环环相扣, 因疏于或打折评价, 故等于失去了“解惑释疑”的意义了。这里的因果关系诠释了教师辛勤劳动的价值观——既要精于批阅又要精于评价。

三、勿凭情感待生而应因人而异

我们知道, 一个班的学生成绩存在上、中、下差别, 这是探究知识技能的智力因素与其他背景因素的总和而产生的差别质量。我们深信, 每个学生都希望做好自己的作业, 得到教师的欣赏, 获得惬意的收获, 为满足自己的学习效果带来一种极大的精神动力。由于差别存在的最主要因素——智力存在自然悬殊, 在客观实践操作中不可能一一如愿以偿, 学业成绩参差不齐。尤其是小学低年级差生, 有的几乎是“半白卷”, 优等生几乎是“满分”, 宛如“天地之别”。因此, 针对如此现状, 我们教师不能一视同仁地对待每个学生的作业要求, 而应因人而异, 分类进行。对待优生应布置拔尖习题 (难度较高题) , 让他们得到饱和的享受, 为鼓励优生捷足先登作参谋;对待中等生, 应布置弹性题 (难易适中题) , 让他们对习题充满兴趣和希望;对待差生, 布置一些简单的基础知识题, 让他们不感到失望、悲观。总之, 教师要为各类学生喜学而不厌学创设乐趣园地, 有如此素养或专长或爱好的学生则应分享到有如此素养或专长或爱好的教师培育之恩, 决不能因某某学生的外在因素而另眼相看, 也不能做出“丢车保卒”的憾事。

四、利用学生作业中出现的错点让大家评价批阅

教师可制订“备错录”, 将零乱的错点整理汇聚起来, 出示黑板上进行集体当场当面盘点讲评赏析, 把各种错点一扫而光。这样做既省时又高效, 既简便又科学。将批阅权力下放到每个学生, 人人参与修改, 既亲眼看见了切身的错处, 又掌握了批阅的方法, 正如名人所言:百闻不如一见, 百见不如做一遍。与此同时, 教师可另布设上述类似的错别题, 进一步针对学生普遍存在的错误, 加以巩固同学们的纠错能力, 越是针对性的错题越能激起大家的注意力和有效思维。学生喜欢的教师就是能时常为自己“释疑解惑”, 并且有种“爱生如子精神”的圣人。

论高速铁路测量网布设技术篇7

在高速铁路测量网的发展过程中,由最初的铁路施工建设控制网到后来的运营维护控制网,都是在人力实地勘测和设备的远程监控的合作之下实现的,对于高速铁路的施工建设和运行提供了很多的帮助。但是在高速铁路的不断发展过程中,对于高速铁路的安全性提出要求,并且随着铁路铺设的宽度和深度,高速铁路的发展运营已经成了社会发展的重要问题,在这个过程中,高速铁路测量网对于高速铁路的安全运营提出了很多的建议和措施,所以在高速铁路测量网的建设过程中,布设技术成了一项重要的技术项目。

合理的布设技术能够实现对于高速铁路整体的安全维护,对于高速铁路沿线发展的紧密控制,实现精确地控制与管理。在铁路故障和铁路危险发展的时候最及时的进行抢救工作;在铁路发生不安全事故的时候,能够以最快的速度减少损失,将人员伤害和财产损失减少到最少。

2 测量网布设技术

在高速铁路测量网的布设技术中,最重要的是新技术的创新使用,所以本文主要对于测量网布设的新技术进行分析与研究,从中提炼出高速铁路发展的趋势和方向。

2.1 建立平面控制测量

在高速铁路的主要路线铺设中建立控制点,高速铁路的平面控制点可以结合高速铁路的长度,道路建设的形状分布以及具体的环境等条件,在控制点的采集过程中有选择性的测量,主要是利用GPS定位系统、三角形网的测量、导线测量的方式来实现对于高速铁路平面控制的测量。

在高速铁路的平面测量过程中,对于控制点的布设要选择容易保存和寻找的显著性标识作为控制点,对于平面整体的控制测量要掌握对于控制点的加密和扩展,以精细化的控制点来实现对于平面的控制,利用明显的控制点实现对于整个控制网的掌握。在控制点的选择过程中要注意测角和测距的选择,控制点的距离应该大于300米,这是为了保证基本的控制平面清晰度而设计的,过多的控制点不仅是浪费了设备的投入,而且整体控制平面也会因为控制点过多而显得拥挤和繁琐,不利于测量网的使用。

在设备的使用过程中,GPS的布设方式可以采用边联式、点联式、混联式等多种方式,主要是结合高速铁路的实际情况来采取相应的测量措施。平面控制网三角测量主要是依据现场的具体情况,将基线设于道路的两端,与道路的分布所平行,在新技术中很少会使用。导线测量以一个控制点到另一个控制点为主要的方向,选择其中的一个控制点为检核点,所以导线测量网应该由多个闭合环所组成,导线的边长要根据道路施工的设计以及地形来确定。

2.2 使用高程测量

高层测量的使用在测量网的布设技术中和平面控制测量是同等重要的地位,高程控制网是高程测量的基础,对于整个高程测量技术的运用和革新有重要的意义和作用,高程控制测量抓哟有三种测量方式,分别是三角高程测量、四等水准测量、二等水准测量。

在实际测量过程中,可以利用平面控制测量的桩位,实现平面控制测量点和高程测量点的统一,在测量方式的选择过程中,三角高程测量主要是对于精度要求不是很高的基桩或者沿路的测量,在这类测量的过程中,运用三角高程的观测值,利用往返测量的平均值,在记录仪高、镜高等观测值得计算过程中,将平均值作为两个控制点之间的高差,最后利用检测的数值,计算出所有控制点的高差,将这些高差计算出来之后进行平差,最后得出所测点的三角高程。四等水准测量和三角高程测量的使用相似,主要的就是四等水准测量的测量点之间不能起伏过大,这样会影响测量水准的实施,高差过大,对于实施测量的控制点有影响,所以四等水准测量的主要限制就是高差不能过大。二等水准测量主要是电子水准仪,在测量的过程中要注意尺子竖直,气泡居中,每一个控制点的测量都要从尺子开始。在使用的过程中,要根据高速铁路的实际建设情况采取测量方法,争取能够最大程度的实现对于测量网控制点的布设。

3 看布设技术未来发展

从以上高速铁路的测量网的布设技术可以看出,测量网的控制点坐标利用固定的坐标系统参数,在控制点的使用过程中,充分考虑了地形变化和道路建设的因素,在精度等级、分布密度、规格和控制网的要求上都达到了先进的水平,对于整个铁路测量网布设技术的不断发展提出了很多的建设性意见和建议。

随着科技的进步和精密仪器的不断制造,未来高速铁路测量网的布设技术主要向高科技化方向发展,在利用高程测量和平面测量的基础之上,实现CPS定位系统的应用,同时可以发展传感器融合技术,增加铁路测量网布设技术的提高。利用传感器可以解决测量布设过程中各种突发情况,对于各种测量信息的获取有重要的作用,提高获取测量信息的途径和资源;在利用多样化的测量系统辅助之下,能够极大的提高测量信息的精度和准确性,在积木式、组合式、三维尺寸的测量系统的使用过程中,能够对于同一个测量控制点实现全方位的测量和信息资源的获取,将整个测量信息点的全部信息实现无遗漏式的采集与整理,增加测量信息的精确度,在科技的不断进展过程中,整个测量系统的建立也会更加方便和准确。

在各种测量仪和大量测量系统的使用之下,能够有效解决道路现场的大尺度测量问题,将整个测量系统的三维目标图形实现真实的记录,再利用相关的智能设备来实现对于测量的全方位补充和智能化的检测,智能检测实现的是对于整个检测系统的维护和管理,在设计好的系统中能够按照既定的程序去完成相关的任务,没有多余的限制和混乱的测量程序,提高了整个测量工作的效率,提高了测量网布技术的科学性。

4 结语

高速铁路的测量网布设技术是对于测量工作实现高效率和高质量的重要基础建设施工,本文主要对于平面控制测量的布设和高程控制测量的布设作出分析,在这两种测量的基础之上,对于未来测量网布设技术的发展提出期望和预想。

参考文献

[1]潘正风,徐立,肖进丽.高速铁路平面控制测量的探讨[J].铁路勘察,2005(5).

高速铁路测量网布设技术探讨篇8

高速铁路时速快, 效率高, 为了保证其安全性, 基础控制测绘工作尤为重要。轨道平顺度包含线路方向和纵向方向两个分量, 线路方向的不平顺是指钢轨头内侧与钢轨方向垂直的凸凹不平顺。为与目前的高速铁路建设相适应, 需要严格结合相关要求来检验全站仪补偿器、自动照准以及轴系误差等, 保证各个指标都达到稳定状态并且符合相关要求, 才可以进行作业。以现有的规范和轨道平顺性指标为指导, 在分析现有高速铁路控制测量理论的基础上, 对某高速铁路段平面控制网建设的不同等级, 对其相应的精度指标进行统计和分析, 进而研究高速轨道平面控制测量及GPS网优化技术问题。

1.1 短波平顺度对线路位置的影响

现以直线线路讨论, 当在10米处产生2㎜不平顺度时, 线路将出现转折角为 (82.5″) , 直线B移至B′点。每个不平顺度具有偶然性, 因此, 由各段不平顺度产生的点位移按偶然误差计算, 设AB为150米, 则=127㎜。

1.2 长波平顺度对线路位置的影响

长波平顺度要求, 150米处不大于10㎜, 当在150米处产生10㎜不平顺度时, 线路将出现转折角为 (27.5″) 。设AB为900米, 则Mβ=147㎜。虽然如此, 如果仅仅控制轨道的平顺度, 在达到要求的情况下, 轨道的整体线形总是不能保证。由上可知, 在客运专线无砟轨道的施工过程当中, 仅仅控制轨道的平顺度是不够的, 我们还需要建立无砟轨道施工测量控制网来实现轨道的总体线形的正确。

2. 某高速铁路GPS控制网优化设计及测量方案

高速铁路技术经过几次发展, 目前已经成为当今世界铁路发展的共同趋势。我国在借鉴德国等国家先进技术的基础上, 依据误差分析理论和仿真试验, 考虑我国的技术能力, CPII控制点应有良好的对空通视条件, 相邻点之间应通视, 特别困难地区至少有一个通视点, 以满足放线或施I测量的需要。CPII网采用边联结方式构网, 形成由三角形或大地四边形组成的带状网, 并与CPI联测构成附合网。GPS网约束平差时, 基准选取不当, 将会直接影响最终结果, 更严重的可使高精度的GPS网产生扭曲。根据基线解算原理可知, 基线固定点的误差会给基线结果带来一定的误差, 此外, 因此, 必须对网的位置基准进行优化设计。使得我国铁路测量工作更加规范化和系统化。精密测量贯穿高速铁路无砟轨道铁路勘测设计、施工和运营维护的全过程, 对保证轨道的高平顺性、高精度起着非常重要的砟用。并以CPⅡ控制网和二等水准基点为基准开展定测放线及专业调查测绘工作。困难地区若工期紧张, 可先用四等水准取代二等水准作为高程控制基准, 但在施工前须贯通二等水准。们可以反推出CPⅠ和CPⅡ控制网的相关精度要求。CPⅠ和CPⅡ最弱点的横向中误差计算按导线测量方法, 计算最弱点的横向中误差公式为:

最好先对它们进行相容性检验, 以免由于某个基准不匹配引起网形和比例尺发生变化。若网中无任何其它类型的己知起算点数据时, 可将网中一点多次进行GPS观测得到的坐标作为网的位置基准, 或按秩亏网处理, 选择重心基准。CPⅡ在CPI的基础上采用GPS测量或导线测量方法施测。点间距离800~1000米。GPS测量按铁路C级要求施测。基线边方向中误差不大于1.7″, 最弱边相对中误差1/100000;导线测量等级为四等, 测角中误差2.5″, 相对闭合差1/40000。

3. 高速铁路控制测量中需要注意的问题

3.1 基础平面控制网 (CPI)

点位周围视野开阔, 在地面高度角15°内不应有成片的障碍物, 便于GPS卫星信号的接收, 采用一个已知点和一个己知方向进行坐标转换, 并引入相应的平面坐标系; (4) 为保证GPS测量的高精度性, 坐标转换前, 检查联测三角点的精度, 确认至少满足C级控制点精度后方可采用;在观测之前, 需要将其放在空气中一定的时间, 促使其对温度适应, 并且要合理调整相关的气象元素, 如温度、气压以及相对湿度等, 对于温度以及气压的改正, 观测人员只需将天线对中、整平, 量取天线高打开电源即可进行自动观测, 利用数据处理软件对数据进行处理即求得测点三维坐标。而其它观测工作如卫星的捕获, 跟踪观测等均由仪器自动完成。

3.2 线路控制网 (CPII)

根据CPIII测设方案的要求, CPⅢ点应成对布设, 距离布置一般约为50~70m, 个别特殊情况下相邻点间距最短不小于40m, 最长不大于80m。再在此基础上进行同步观测的布网形式称之为同步图形扩展式。其扩展形式快, 作业方法简单, 建立某些观测量的复测, 图形结构比较强, 是工程测量中常用的一种布网方式。采用同步图形扩展的观测方式主要有点连式, 边连式和混连式。CPII控制点位尽可能选在铁路用地界内、不易被破坏的范围内;当与水准点共用时, 应选在土质坚实、安全僻静、观测方便和利于长期保存的地方, 并按规定埋石。CPⅢ测量标志 (包括预埋件、连接件、测量棱镜) ;数字水准仪与配套的因瓦水准标尺;CPⅢ外业数据采集软件与CPⅢ内业平差计算软件。在测量CPⅢ的过程中根据工程的施工需要可以对路段进行分段测量, 并且需要对分段长度予以控制, 一般应当不大于4km。CPII控制点应有良好的对空通视条件, 相邻点之间应通视, 特别困难地区至少有一个通视点, 以满足放线或施I测量的需要。CPII网采用边联结方式构网, 形成由三角形或大地四边形组成的带状网, 并与CPI联测构成附合网。

3.3 高程控制测量

随着先进技术的发展日新月异, 精密测量技术也在不断提高。根据制造技术发展趋势, 精密测量的自身要求以及测试信息处理技术方向, 未来精密测量方向会向多样化方向倾斜。灵活的应用点连式和边连式的施测方法, 因其作业灵活, 效率高, 常规测量常用的一种施测方式, 高速铁路无砟轨道与另一铁路连接时, 应确定两铁路高程系统的关系。水准路线应沿线路敷设, 水准点埋设满足下列要求: (1) 水准点应每2km设置一个。

4.结束语

综上所述, 高速铁路精密控制测量技术是高速铁路建设的关键环节, 高铁的稳定健康发展必须要有精密控制测量技术作为基础。稳定的表现获得了多家高铁施工单位的青睐与肯定, 在已建成和在建的高速铁路工程中都有着广泛的应用。

参考文献

[1]冷道远.高速铁路无砟轨道CPIII控制网测量技术[J].隧道建设, 2009年2期.

[2]王兆祥.铁道工程测量[M].北京:中国铁道出版社, 2003.

布设模型篇9

【关键词】RTK；GPS；塔基断面；平断面测量；终勘定位

1.引言

目前，城市正在面临着迅速增长的用电负荷问题，我们应该通过在电网中建设高压变电站来解决上述问题，在市区周边进行500kV负荷变电站的建设能够更好满足市区用电负荷的快速增加，本文结合工程实际，对于在城市500kV环网建设中相关测量问题进行分析。这样能够有效解决高压走廊与城市建设的矛盾问题，能够大大节约建设用地，同时，使得外围500kV环网向市区送电的架空线路得以大幅度的减少。

2.前期准备工作

2.1技术依据文件

《架空送电线路大跨越工程勘测技术规定》DL/T5049-95；《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97；《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314-2001；《工程测量规范》GB50026-93；《500kV架空送电线路勘测技术规程》DL/T5122-2000。

2.2仪器及软件情况概述

Cass4.0地籍地形成图系统两套、SLCAD平断面处理系统软件两套、测量笔记本电脑两台、喜得力（HILTI）PD32雷射测距（高）仪两台、全站仪两台（TC905L、TCR702）、动态GPS（RTK）一套。

3.控制测量技术探讨

本项目中存在三分之二的线路与另外一条500kV输电线路并行的情况，其中，平行距离为40m，所以，统一布设两个工程的测量控制网。

3.1野外选点探讨

对于野外控制点选择需要注意以下问题，尽量选择远离高压电力线，且视野开阔并且交通便利的位置，在大型通讯设施300m以上的公路边上，或者是压缩性较低的土层则是比较好的选择。应该在相应的标准下，在控制点进行钢钉埋设工作，或者进行相关的水泥标桩。应该在GPS（RTK）作业半径的2倍范围内，进行相邻的两对控制点的选点操作。根据实际需要，本工程一共选择16个控制点，分别进行编号，控制点相关记录同样在埋点过程中进行。

3.2野外数据采集探讨

要想得到比较好的GPS观测效果，应该结合预报星历选择最佳时段，这些应该在采集野外数据前进行考虑。这里，数据采集则是通过使用三台Trimble接收机进行，包括1台5800接收机和2台5700接收机。《全球定位系统城市测量技术规程》和《全球定位系统（GPS）测量规范》应该在观测过程中严格遵守并执行。最终结果的选取则是采用从观测开始与结束测量整个过程中的两次仪器的高取平均值，适当延长观测时间对于边长较长的基线尤为适用。

3.3GPS数据处理方面探讨

（1）基线处理。Trimble公司的TGoffice软件能够有效进行相关的GPS基线处理及GPS网平差问题，解算所有的观测基线，对于不合格的基线进行相关的剔除，保留合格的54条基线参与平差，另外，三条边的同步环异步环有78个。

（2）无约束平差。在WGS-84坐标系下，对于处理合格后的基线，进行相关的无约束平差操作。要求平差精度满足性能需要，然后进行平差后各点的WGS一84坐标。

（3）精度分析。对于所有控制点的点位中误差来说，应该使得其小于+0.050m，经过实际分析，其中，IVl3、IVl4则是控制网中平面最弱点其点位中误差为+0.022m，另外，IV11、IV12、IV13、IVl4则为高程最弱点，经过分析，高程控制点不均匀则是引起这4点高程误差较大的原因。

4.平断面测量方面探讨

4.1野外数据采集探讨

平断面测量则是在控制网的基础上，同时参考设计人员给出的路径图以及相关的转角坐标。采集野外的平面和高程信息的数据，则是通过手持GPS（RTK）技术，同时，还能进行相关的存储功能，这些都是在仪器处于固定状态下进行的GPS（RTK）采集。对于地物的方向点以及采集地物与线路方向的交点，都进行野外草图绘制，还进行相关的测量信息的记录。在现场实际情况下，实地调整则是设计人员对于转角的要求，通过增加一个转角J8A，另外，还调整了测量过程中的转角J9。

手持激光测距仪能够满足在采集过程中的交叉跨越的高度测量的要求，其中的测量的最终结果则是通过测量两次高度的平均值。通讯线和电力线等交叉跨越的等级需要在草图上进行明确的标注，另外，还包括相应的杆型及跨越点的高度也应该清晰标注。

在草图上进行房屋密集的地区的标注时，应该注意把把房屋的结构、间数、类型在房屋的外围上标注清楚，包括厂房、居民房、尖顶或者平顶等等，在手持激光测距仪的帮助下，进行房顶到地面的高度测量，并在草图上进行高度标注。

对于高等级公路来说，应该对于其道路垂直寬度、道路顶面高程和道路的走向进行测量，同时，把名称、等级、道路顶面的结构以及跨越里程等参数在草图上进行标注。

对于测量水系来说，应该标注较小的河流、水渠的宽度、走向以及名称等；对于较大的河流来说，还应该测量相应的水面宽度和现状水位高程等。

4.2平断面图的数据处理探讨

利用SLCAD平断面图处理系统来进行平断面图的数据处理，自动化成图则是根据平距+高程的相对测量方法所得。可以在在路径图上直接量取转角度数，其精度可以达到秒。需要经过两次校审无误之后，才能提交给设计人员。

5.终勘定位探讨

5.1终勘定位分析

杆塔定位则是在设计人员杆塔排位检查无误完成之后进行。在测量的最终转角坐标和设计人员提供的塔位明细表要求下，结合现场实际情况，进行相关的直线桩、转角桩和方向桩的定位。GPS手簿可以录入相邻转角坐标，这是利用定位过程中的测量时的控制点架设GPS（RTK）基准站来完成，在设计资料的要求下进行放样转角桩、直线桩的操作，这是利用GPS放线的功能，测设方向桩则是在通视比较困难的地段进行。终勘定位GPS（RTK）则是在固定的状态下完成的，测设塔位桩时，应该确保塔位的横向误差控制在+0.050m以内。其中，本工程中共有145级塔位，另外，转角塔位桩24级。

5.2塔基断面与塔位平面测量

为了方便基础结构设计人员使用，测量塔基断面和塔位平面有所增加，特别是对于鱼塘密集、地貌比较复杂的地区来说，在本工程中，一共有6个测量的塔基断面和塔位平面。

6.结语

本项工程的测量时间将近一个月，这包括平断面测量到终勘定位的时间，其中，本工程中的测量控制点可以被用于后续的测量工程的控制参数而继续使用，控制网的布设与线路测量作业模式在测量过程中也经过不断总结，值得进一步推广和学习。

参考文献

[1]许王峰.GPS技术在水电高压输电线路测量中的应用和推广[J].小水电，2009，（3）.

厂区导线网的布设精度分析篇10

关键词：工业厂区,导线布设,精度,分析

1 概况

1.1 目前我国工业厂区测量的现状

我国的工厂建设测量是随着我国国民经济的不断发展及有计划建设的兴起而兴起的,它的任务是直接为工厂建设和发展提供测量服务,以保证工厂顺利建设、发展和正常运营。

长期以来,我国有相当一部分工厂,由于管理混乱,测量工作得不到重视,测量成果不能很好的管理,使得工厂进行地面建筑、构筑及各种地下管网施工,凭着印象去进行,这样给工厂在管理上造成了很大难度,在经济上造成不少浪费,随着全民质量意识的不断提高,越来越多的工厂领导已经认识到测量成果在现代化工厂建设和管理过程中的重要作用。

1.2 工业厂区布设导线网的优越性

导线网作为各类测区的平面控制,它随着测距仪及全站仪的广泛应用而越来越普遍,同三角网相比较,导线网具有布设灵活,便于在通视条件不良的地区应用以及平差计算比较简单的特点。

2 工业厂区导线网布设的形式

2.1 厂区导线网与城市导线网的关系

工厂建设发展服从城市总体规划,城市总体规划也必须对工厂的建设发展给予必要考虑,根据工厂的性质和不同情况,有的坐落在城市,构成城市的一个组成部分,有的远离城市而组成一个独立的工业生产区,无论哪一种情况的工厂,一般都由生产区,福利区,有的还由水厂、库厂、厂前区等部分组成。此外,还有各种工业及公共设施和道路分布全厂并延伸至厂外与城市或国家的设施和道路相连接,可见,工厂的建设与城市及国家的建设和发展是密不可分的。一般来讲,工业厂区测量的主要目的是为工厂进行总图设计,改、扩建设计,施工及企业全面管理等提供基础资料。在进行工厂导线网布设时,经常采用假设坐标系或建筑坐标系,一般选用厂区内主要干道中心,或位于厂区中部比较大的车间角和车间较长的一边作为导线网的起算依据,有时也根据厂区建筑中轴线作为起算依据。

2.2 影响工厂导线网布设的主要因素

厂区导线网布设形式取决于现有建筑物的特点和分布形式,一般多采用多边导线网或多边矩形网,在新建厂区建筑物多用矩形布置,各建筑的纵横线相互垂直,在这种情况下,一般布设多边矩形网。对于那些厂区建筑物布置不规则,或厂区大型建筑物纵横不相互垂直,而由于建厂多年在大型建筑物周围又根据需要建造一些建筑物,在以上两种情况下,一般布设多边导线网。

2.3 厂区导线网的布设方案

首先,工业厂区布网一般是依据设计单位和厂方主管部门要求,根据建筑物本身的重要性和生产的系统性,进行坐标起算点的选择,采用(建筑)或假设坐标系统,并适当选择导线的路线,各条导线应均匀分布于厂区,使整个导线网构成严密平差图形,并埋设永久性标志。第二,工厂导线网一般布设在道路中心或两旁,导线网的形式受厂区建筑物的影响,在许可的情况下,各条导线尽可能布成直伸导线,导线网应构成互相联系的环。第三,在面积比较大的厂区,一级导线可作为首级控制,以二级导线进行加密,二级导线可作为较小面积的厂区首级控制。各级导线的总长度和各条边应按照所采用的规范,规程进行布设。第四,可采用建厂过程中布设的建筑方格网点或厂区主干道,主厂房角作为导线网的坐标和方位起算依据。同时与城市或国家点联测,并向设计单位或使用方提供两套坐标换算关系。在厂区建筑北方向与城市北方向基本接近时,通常采用城市一级控制点作为厂区导线网的坐标方位起算点。

3 单导线点位误差估算与精度分析

在进行工业厂区控制网布设中,单一导线常常被应用。主要根据厂区布网的具体特点,对经常采用的几种单导线进行讨论,为了讨论方便,同时又具有代表性,假设下面讨论的几种单导线均为等边。

3.1 曲折导线、直伸导线的精度分析

图1,图2是两种典型的曲折导线和直伸导线,这两条导线两端均在高级控制点下布设,为了便于对比讨论,取它们边长为400 m,导线边数为10条,mβ=±5″(方向中误差mo=±3.5″)。

测距精度:ms(以标称精度为12 mm+10 ppm·D),取ms=16 mm。

首先讨论上面两条单导线端点纵横向误差,若不考虑起算值误差时,对一般曲折导线,以导线闭合边方向为X轴。考虑测距系统误差,那么在角度初步调整后单导线端点纵横向误差公式为:

$Μ_{L}^{2} = \sum_{i = 1}^{n} \cos^{2} α m_{s}^{2} + (λ L)^{2} + (\frac{m_{β}}{ρ^{″}})^{2} \sum_{n = 1}^{n} m_{i}^{2}$ 。

$m_{u}^{2} = \sum_{i = 1}^{n} \sin^{2} α \cdot m_{β}^{2} + (\frac{m_{β}}{ρ^{″}})^{2} \sum_{i = 1}^{n} ξ_{i}^{2}$ (1)

则点位差式:m2=m $_{L}^{2}$ +m $_{u}^{2}$ 。

其中,α为各条边的方向角;λ为单位长度的测量距离的系统误差系数;ξi为各条导线点的重心坐标。

式(1)就是直伸导线在角度初步调查调整后端点纵横向误差公式。为了能够找出单导线端点与其平差后导线最弱点误差的关系,同时又不失一般特性,我们以两端点连接在高级点上的直导线为例。等边直导线的最弱点应为离开已知点最远的点,一般在导线的中间,经过平差后,由测量误差引起的最弱点纵横向误差为:

mL=1/2ms n。

$m_{u} = (m_{β^{″}} / ρ^{″}) \cdot L \frac{(n + 2) (n^{2} + 2 n + 4)}{192 n (n + 4)}$ 。

由式(1)求算图1曲折导线,由于测量而产生的端点误差,假设导线折角为45°或135°,λ=5 ppm,L=n·S·cosα=1 530.73 m。

则有:mL=±32 mm;mu=±56 mm。

由于测量而产生的端点误差:

则有:mL=±54 mm;mu=±101 mm。

通过计算可得到最弱点点位中误差。

45°曲折导线:mL=±16 mm;mu=±14 mm。

直伸导线:mL=±27 mm;mu=±24 mm。

因此,最弱点相对于高级点而言,点位误差不大于50 mm。

取m=±50 mm,根据误差等影响原则,那么:

$m_{L} = m_{u} = \pm \frac{Μ}{4} = \pm 25$ mm。

由此可见,45°曲折导线最弱点纵、横向误差均小于25 mm,直伸导线最弱点纵横误差基本满足25 mm要求,说明采用这样的精度进行观测是可行的。

3.2 闭合导线的精度分析

图3是一条从高级点A出发回到该点的闭合导线,与前面所讨论的两种单一导线相比较情况有所不同。

1)由于闭合导线闭合边长度L=0,所以测距的系统误差(λL)不会在导线的闭合差中反映出来。

2)起算方位角的误差及连接角的误差会使整个导线旋转一个角度,这项误差也不会在导线闭合差中反映出来。

闭合导线最弱点位误差估算方法同附合导线基本相同,这里不再做论述,而主要对上面提出的两种情况进行分析,是根据系统误差符号不变,大小与距离成正比的特点,用几何原理估算其对点位的影响,取其单位长度(m)的测距系统误差为λ,则每条边应按下列关系变化:

Si′=Si(1+λ)。

其中,Si′为带有系统误差同时已消除了偶然误差的边长;Si为正确的边长。一般在进行高精度边长测量时,应该采用经过检定,并求出系统误差系数λ的测距仪,求出控制网实测边长,这样就能在闭合导线中减弱或消除系统误差,提高导线的观测精度。

4 结语

本文系作者在从事厂区测量工作积累的基础上,根据目前我队测量专业,作业特点,对在工业厂区测量中,控制网布设方式及单一导线的精度进行了分析。

参考文献

【布设模型】推荐阅读：

平面布设06-06

布设方案08-10

布设精度08-21

布设设计09-23

综合布设09-30

检测器布设06-04

地基土变形观测有哪些布设要求？08-28

沉降观测点的布设原则是什么？06-01

模型组织07-14

提升模型07-15

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