CN117494277B - 基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控方法，属于铁路工程技术领域，包括以下步骤：以待调控大跨桥实测数据为基础，利用回归方程定量化描述了轨道线形参数随温度变化趋势，构建了适应大跨桥温度变形的多温度区间基准线，为调控方案制定提供线形参数基础，进一步通过建立基于组合弦的轨道平顺性优化模型，实现了对10m、30m、60m组合弦长的轨道平顺性优化，计算得到了满足温度变形影响下轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形。本发明充分弥补了现有大跨桥轨道线形调控方法对温度变形引起的多弦长轨道不平顺控制能力不足的缺陷，可显著提高大跨度高速铁路桥梁有砟轨道养护维修质量。

Description

基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控方法

技术领域

本发明涉及铁路工程技术领域，具体而言，涉及基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控方法。

背景技术

随着高速铁路的大力建设，桥梁作为铁路的重要组成部分，其设计、建造技术水平取得了巨大进步，大跨度高速铁路桥梁应运而生，且在世界范围内呈现快速发展趋势。大跨度桥梁线形受温度等环境因素影响而发生动态变形，桥上线路线形随之发生变化，尤其是温度影响下的线路线形垂向变化较大。若以初始线路设计线形指导线路平顺性调控，一方面轨道调整量巨大，且可能受轨道结构限制无法调整到位；另一方面由于主跨各点受温度影响变化幅值不同，导致轨道静态长波高低不平顺难以满足设计规范和维修规则要求。

现有大跨度桥上线路线形调控方法主要通过局部调整线路纵断面设计参数的方式减小设计基准与实测线形之间差异，线路线形调控过程未有效融合基准线重构、组合弦平顺性控制等手段，缺乏对施工偏差、线路大幅变形等复杂因素的充分考虑，尤其考虑到长期运营过程中大跨桥变形波动范围大，采用单一且固定设计基准作为轨道平顺性调控的目标，会造成轨道调整量过大，无法满足维修作业需求。因此，为有效保障大跨桥运营期间列车运行安全性和线路平顺性，亟需探索更加适应运营期大跨度桥梁温度变形的基准线构造策略，建立大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控技术，所要解决的技术问题是：构造并比选得到适应大跨度高速铁路桥梁温度变形特征的轨道最优基准线，对待调控线形与基准线之间的垂向偏差进行轨道平顺性优化，制定满足不同弦长轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形，对提升大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控作业效果提供参考。

为了实现上述技术目的，本申请提供了基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控方法，包括以下步骤：

采集待调控大跨度高速铁路桥梁的轨道实测高程数据、与轨道实测高程数据的测量环境相匹配的实测温度数据、轨道设计高程数据以及成桥线形对应的基准温度数据；

根据待调控大跨度高速铁路桥梁在不同温度下的轨道实测高程数据，获取坡度变化率，并以坡度变化率为基准，对不同温度下的轨道实测数据进行线形拟合，得到线形参数随温度变化的规律；

基于实测温度数据的最低温度和最高温度，获取最大温度差，以不同温度梯度的方式将最大温度差等间隔分为多个温度区间，在每个温度区间构造一条基准线，得到基于温度变形的多温度区间基准线；

将轨道实测高程数据对应的实测温度与基准线对应的温度区间进行匹配，获取不同温度下轨道实测高程数据对应的基准线；将轨道实测高程与对应的基准线高程进行比较，确定最优的温度区间划分方式，并确定对应的最优基准线；

根据调控作业当日的温度数据，判断待调控线形所属的基准线，通过计算待调控线形实测高程与基准线高程之间的垂向偏差，依据最优基准线，对垂向偏差进行轨道平顺性优化，得到满足温度变形影响下轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形。

优选地，在获取线形参数随温度变化的规律的过程中，根据坡度变化率，确定变坡点数量及变坡点里程分布范围，以变坡点数量及变坡点里程的主要分布范围为基准，对不同温度下的轨道实测数据进行线形拟合，提取拟合线形的线形参数，对线形参数进行回归分析，得到线形参数随温度变化的规律。

优选地，在获取得到线形参数随温度变化的规律的过程中，根据不同温度下轨道实测高程数据对应的线形参数，提取不同温度对应的变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径；

以温度为自变量，分别以变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径为因变量，进行一元线性回归分析，得到线形参数随温度变化的规律。

优选地，在获取基于温度变形的多温度区间基准线的过程中，以温度区间的平均温度作为基准线对应温度，根据平均温度，依据线形参数随温度变化的规律，获取沿里程的基准线高程；

基于基准线对应的线形参数和基准线高程，生成基于温度变形的多温度区间基准线。

优选地，在获取最优基准线的过程中，将轨道实测高程与对应的基准线高程进行比较，得到二者之间的垂向偏差；根据垂向偏差计算高低不平顺特征；根据不同温度区间下的垂向偏差或高低不平顺变化特征，确定最优的温度区间划分方式，并确定对应的最优基准线。

优选地，在获取最优基准线的过程中，根据垂向偏差或高低不平顺特征的最大值和平均值随温度区间划分方式的变化情况，当垂向偏差或高低不平顺特征的最大值和平均值的减小趋势出现拐点时，对应的温度区间个数为最优温度区间划分方式，同时确定最优温度区间划分方式对应的最优基准线。

优选地，在对垂向偏差进行轨道平顺性优化的过程中，通过设置10m中点弦测值约束、30m矢距差约束和60m中点弦测值约束，构建沿里程顺序逐点移动10m、30m、60m的组合弦，根据组合弦，对垂向偏差进行轨道平顺性优化。

优选地，在获取10m中点弦测值约束的过程中，的10m中点弦测值约束的具体公式如下：

式中，为距离i点小里程方向5m位置的调整量；/>为距离i点大里程方向5m位置的调整量；/>为距离i点小里程方向5m位置的垂向偏差；/>为距离i点大里程方向5m位置的垂向偏差；ε₁₀为10m中点弦测值的管理值。

优选地，在获取30m矢距差约束的过程中，的30m矢距差约束的具体公式如下：

式中，t_q为30m弦起点位置的调整量；t_z为30m弦终点位置的调整量；D_q为30m弦起点位置的垂向偏差；D_z为30m弦终点位置的垂向偏差；ε₃₀为30m矢距差的管理值。

优选地，在获取60m中点弦测值约束的过程中，的60m中点弦测值约束的具体公式如下：

式中，为距离i点小里程方向30m位置的调整量；/>为距离i点大里程方向30m位置的调整量；ε₆₀为60m中点弦测值的管理值。

本发明还公开了基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控系统，用于实现线形调控方法，包括：

数据采集模块，用于采集待调控大跨度高速铁路桥梁的轨道实测高程数据、与轨道实测高程数据的测量环境相匹配的实测温度数据、轨道设计高程数据以及成桥线形对应的基准温度数据；

线形参数分析模块，用于根据待调控大跨度高速铁路桥梁在不同温度下的轨道实测高程数据，获取坡度变化率，并以坡度变化率为基准，对不同温度下的轨道实测数据进行线形拟合，得到线形参数随温度变化的规律；

基准线获取模块，用于基于实测温度数据的最低温度和最高温度，获取最大温度差，以不同温度梯度的方式将最大温度差等间隔分为多个温度区间，在每个温度区间构造一条基准线，得到基于温度变形的多温度区间基准线；

最优基准线获取模块，用于将轨道实测高程数据对应的实测温度与基准线对应的温度区间进行匹配，获取不同温度下轨道实测高程数据对应的基准线；将轨道实测高程与对应的基准线高程进行比较，确定最优的温度区间划分方式，并确定对应的最优基准线；

线形调控模块，用于根据调控作业当日的温度数据，判断待调控线形所属的基准线，通过计算待调控线形实测高程与基准线高程之间的垂向偏差，依据最优基准线，对垂向偏差进行轨道平顺性优化，得到满足温度变形影响下轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形。

本发明公开了以下技术效果：

本发明以变坡点里程、变坡点高程、竖曲线半径、坡段坡度随温度变化规律为基础，构造了适应大跨桥温度变形的多温度区间基准线，建立了基于组合弦的轨道平顺性优化模型，有效减小了大跨桥温度变形后的轨道线形垂向偏差幅度，有利于为调控方案制定提供线形参数基础，实现了对10m、30m、60m组合弦长的轨道平顺性优化，显著提高了大跨度高速铁路桥梁有砟轨道养护维修质量。首先，本发明关于轨道线形的调控效果充分考虑了大跨度高速铁路桥梁温度变形对桥上线路造成的影响，利用一元线性回归方程明确描述轨道线形参数随温度变化规律，形成定量分析结果；其次，以不同温度梯度划分温度区间，结合正交最小二乘理论构造各温度区间内的基准线，根据垂向偏差和高低不平顺变化特征比选出最优温度区间划分方式及最优基准线，充分适应大跨桥温度变形趋势以及轨道维修作业需求；最后，本发明以待调控线形调整量之和最小为目标，以10m中点弦测值、30m矢距差、60m中点弦测值为约束，计算得到调控作业的目标线形，进一步提高大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控作业效果。

本发明为制定大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控方案提供了一种科学的方法，研究成果具有重要科学价值，对桥上线路的轨道精调作业具有指导意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述的多温度区间基准线构造结果示意图；

图2是本发明所述的不同温度区间划分方式对应的垂向偏差示意图；

图3是本发明所述的大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控方法流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-3所示，本发明提供了一种基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道线形调控方法，该方法具体实施方式如下：

步骤一：收集待调控大跨度高速铁路桥梁的轨道实测高程数据，以及与其测量环境相匹配的实测温度数据；收集待调控大跨度高速铁路桥梁的轨道设计高程数据，以及成桥线形对应的基准温度数据；拟合不同温度下的轨道实测高程数据，并定量化描述拟合线形参数随温度变化规律；

(a)根据不同温度下的轨道实测高程数据计算坡度变化率，坡度变化率为高程关于里程的二阶导数，采用二阶差商进行近似计算，所述坡度变化率的具体公式如下所示：

式中，i为轨道实测高程数据点编号；K_i为i点的坡度变化率；M_i为i点的里程，单位m；M_i-1为i-1点的里程，单位m；M_i+1为i+1点的里程，单位m；H_i,1为i点的实测高程，单位m；H_i-1,1为i-1点的实测高程，单位m；H_i+1,1为i+1点的实测高程，单位m；

(b)筛选出不同温度下轨道实测高程数据对应的坡度变化率峰值，以及坡度变化率峰值所在的里程分布范围，认为该范围内轨道高程线形发展趋势发生变更，需要设置变坡点，进而确定变坡点数量和变坡点里程的主要分布范围；

(c)根据变坡点数量和里程分布范围，将轨道高程线形分为多个坡段，采用正交最小二乘法拟合各坡段内的轨道实测高程数据点，所述的正交最小二乘法拟合坡段公式如下所示：

式中，j为坡段序号；n₁为坡段总数；k_j为坡段j的坡度；b_j为坡段j的截距；

拟合得到各坡段的数学表达式如下所示：

H_i＝k_jM_i+b_j (3)

根据各坡段数学表达式可计算得到新的变坡点里程和变坡点高程，具体公式如下所示：

式中，M_BP,p为第j个变坡点里程，单位m；H_BP,j为第j个变坡点高程，单位m；α_j为第j个变坡点转向角；

(d)判断各变坡点两侧坡段坡度代数差是否小于1‰，当小于1‰时对应变坡点不设置竖曲线，否则假定变坡点两侧各50m范围内轨道实测高程数据点属于竖曲线；所述的坡度代数差具体公式如下所示：

ΔK＝|k_j+1-k_j| (5)

式中，ΔK为坡度代数差，单位‰；

采用正交最小二乘法对属于竖曲线的轨道实测高程数据点进行拟合，所述的正交最小二乘法拟合竖曲线公式如下所示：

式中，p为竖曲线序号；n₂为竖曲线总数；M_O,p为第p个竖曲线的圆心里程，单位m；H_O,p为第p个竖曲线的圆心高程，单位m；R_p为第p个竖曲线的曲线半径，单位m；

拟合得到各竖曲线的数学表达式如下所示：

根据各竖曲线数学表达式可计算得到直圆点里程、直圆点高程、圆直点里程、圆直点高程，其中圆曲线参数的具体计算公式如下所示：

式中，T_p为第p个竖曲线的切线长，单位m；M_ZY,p为第p个竖曲线的直圆点里程，单位m；M_YZ,p为第p个竖曲线的圆直点里程，单位m；H_ZY,p为第p个竖曲线的直圆点高程，单位m；H_YZ,p为第p个竖曲线的圆直点高程，单位m；α_BPD-ZY为变坡点到直圆点的方位角；α_BPD-YZ为变坡点到圆直点的方位角；

(e)根据上述步骤计算得到的变坡点里程、直圆点里程、圆直点里程，重新将轨道高程线形分为多个坡段和竖曲线的组合，并重新拟合各坡段和竖曲线的数学表达式，再次计算新的变坡点里程、直圆点里程、圆直点里程，并计算前后两次变坡点、直圆点、圆直点的里程差，判断里程差是否均大于0.1m，当大于0.1m重复拟合各坡段和竖曲线，直至里程差小于0.1m，此时变坡点、直圆点、圆直点位置保持稳定，得到符合大跨度高速铁路桥梁桥上线路实际空间位置的轨道高程线形参数；

(f)根据步骤(c)～步骤(e)完成不同温度下的轨道实测数据的线形拟合，计算出不同温度下轨道实测高程数据对应的线形参数，提取不同温度对应的变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径，进行一元线性回归分析；所述的一元线性回归分析具体公式如下所示：

式中，x为自变量，y为因变量，a为回归系数，g为常数项；

分别以变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径为因变量，以温度为自变量，构造各变量随温度变化的回归方程，并计算回归系数，具体回归方程如下所示：

式中，M_BP为变坡点里程，单位m；H_BP为变坡点高程，单位m；k为坡段坡度，单位‰；R为竖曲线半径，单位m；t为温度，单位℃；a₁和g₁分别为变坡点里程回归方程的回归系数和常数项；a₂和g₂分别为变坡点高程回归方程的回归系数和常数项；a₃和g₃分别为坡段坡度回归方程的回归系数和常数项；a₄和g₄分别为竖曲线半径回归方程的回归系数和常数项；

步骤二：统计实测温度数据的最低温度和最高温度，最高温度与最低温度相减得到最大温度差，以不同温度梯度方式将最大温度差等间隔分为n个温度区间，相邻温度区间无交叉重叠；

以各温度区间的平均温度作为基准线对应温度，将该温度带入步骤一的公式(10)，计算得到基准线对应温度下的变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径，确定基准线的线形参数，并计算基准线高程；

计算不同温度梯度下各个温度区间的基准线线形参数及高程，完成基于温度变形的多温度区间基准线构造，构造结果如图1所示；

步骤三：根据轨道实测高程数据，对不同温度梯度的温度区间划分方式进行比选，确定最优的基准线划分方式，以及对应的最优基准线；

(a)根据步骤一收集的待调控大跨度高速铁路桥梁的轨道实测数据，以及与测量环境相匹配的实测温度数据，将各期实测数据对应温度与多类别基准线温度区间进行匹配，根据温度匹配结果确定各轨道实测高程数据对应的基准线；

(b)将各轨道实测数据高程与对应的基准线高程进行比较，得到二者之间的垂向偏差，具体垂向偏差公式如下所示：

D_i＝1000×(H_i，1-H_i，2) (11)

式中，D_i为i点的垂向偏差，单位mm；H_i,1为i点的基准线高程，单位m；

得到垂向偏差后，根据垂向偏差计算高低不平顺，所述高低不平顺指60m中点弦测值，具体公式如下所示：

式中，Si为i点的60m中点弦测值，单位mm；为距离i点小里程方向30m位置的垂向偏差，单位mm；/>为距离i点大里程方向30m位置的垂向偏差，单位mm；

(c)重复上述步骤(a)～步骤(b)计算采用不同温度梯度进行温度区间划分时，各轨道实测高程的垂向偏差和高低不平顺，并筛选出不同温度区间划分方式对应的垂向偏差最大值和平均值，以及高低不平顺最大值和平均值；

(d)不同温度区间划分方式对应的垂向偏差最大值和平均值如图2所示，观察垂向偏差或高低不平顺的最大值和平均值随温度区间划分方式的变化情况，垂向偏差或高低不平顺的最大值和平均值一般随着温度区间个数增多呈减小趋势，即温度梯度越小垂向偏差或高低不平顺的最大值和平均值越小，随着温度区间个数增多，垂向偏差或高低不平顺的最大值和平均值的发展趋势出现拐点并趋于稳定，拐点对应的温度区间个数为最优温度区间划分方式，同时确定最优温度区间划分方式对应的最优基准线；

步骤四：匹配待调控线形所属的基准线并计算垂向偏差，建立基于组合弦的轨道平顺性优化模型，对垂向偏差进行轨道平顺性优化，计算得到满足温度变形影响下轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形；

(a)采集调控作业当日温度数据，将采集的温度与温度区间进行匹配，根据温度匹配结果确定待调控线形所归属的基准线，并计算待调控线形实测高程与基准线高程之间的垂向偏差；

(b)受有砟轨道线形调控作业只起道不落道的特点影响，需依据待调控线形实测高程与基准线高程之间的垂向偏差，构造一条满足不同弦长轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形，首先假设待调控线形的i点调整量为t_i，将各点垂向偏差与调整量相加得到调控作业的目标垂向偏差，公式如下所示：

D′_i＝D_i+t_i (13)

式中，D_i为待调控线形实测高程与基准线高程之间的垂向偏差，单位为mm；D′_i为待调控线形的目标垂向偏差，单位为mm；

其次为了争取小幅度调整待调控线形，对待调控线形的调整量绝对值进行求和，以实现求和值最小作为目标函数f，公式如下所示：

式中，n₃为待调控线形包含的调整点总个数；

(c)我国高速铁路大跨度桥梁轨道平顺性控制标准对不同弦长的轨道不平顺均有严格限制要求，具体表现为：10m中点弦测值允许偏差2mm、30m矢距差允许偏差2mm、60m中点弦测值允许偏差10mm，为了有效控制待调控线形在不同弦长下的轨道平顺性状态，对待调控线形同时施加10m中点弦测值约束、30m矢距差约束、60m中点弦测值约束，所述的10m中点弦测值约束的具体公式如下：

式中，为距离i点小里程方向5m位置的调整量，单位mm；/>为距离i点大里程方向5m位置的调整量，单位mm；/>为距离i点小里程方向5m位置的垂向偏差，单位mm；/>为距离i点大里程方向5m位置的垂向偏差，单位mm；ε₁₀为10m中点弦测值的管理值，单位为mm；

所述的30m矢距差约束的具体公式如下：

式中，t_q为30m弦起点位置的调整量，单位mm；t_z为30m弦终点位置的调整量，单位mm；D_q为30m弦起点位置的垂向偏差，单位mm；D_z为30m弦终点位置的垂向偏差，单位mm；ε₃₀为30m矢距差的管理值，单位为mm；

所述的60m中点弦测值约束的具体公式如下：

式中，为距离i点小里程方向30m位置的调整量，单位mm；/>为距离i点大里程方向30m位置的调整量，单位mm；ε₆₀为60m中点弦测值的管理值，单位为mm；

(d)以公式(14)为目标函数，以公式(15)、公式(16)、公式(17)为约束条件，依据最优化理论求解得到i点的轨道调整量，并沿里程顺序逐点移动10m、30m、60m的组合弦，依次求解各点的轨道调整量，随着组合弦遍历所有点，最终计算得到调控作业的目标线形，该线形满足10m、30m、60m弦的不同弦长轨道平顺性控制要求，对大跨度高速铁路桥梁温度变形引起的轨道不平顺具备调控能力。

本发明以适应大跨度高速铁路桥梁温度变形的轨道线形调控方法指导施工人员开展桥上线路精细化维修作业，弥补了现有大跨桥轨道线形调控方法对温度变形引起的多弦长轨道不平顺控制能力不足的缺陷，具有重要的理论意义和工程实用价值。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.基于温度变形的大跨度高速铁路桥梁轨道的线形调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集待调控大跨度高速铁路桥梁的轨道实测高程数据、与所述轨道实测高程数据的测量环境相匹配的实测温度数据、轨道设计高程数据以及成桥线形对应的基准温度数据；

根据所述待调控大跨度高速铁路桥梁在不同温度下的所述轨道实测高程数据，获取坡度变化率，并以所述坡度变化率为基准，对不同温度下的轨道实测数据进行线形拟合，得到线形参数随温度变化的规律；

基于所述实测温度数据的最低温度和最高温度，获取最大温度差，以不同温度梯度的方式将最大温度差等间隔分为多个温度区间，在每个温度区间构造一条基准线，得到基于温度变形的多温度区间基准线；

将轨道实测高程数据对应的实测温度与基准线对应的温度区间进行匹配，获取不同温度下轨道实测高程数据对应的基准线；将轨道实测高程与对应的基准线高程进行比较，确定最优的温度区间划分方式，并确定对应的最优基准线；

根据调控作业当日的温度数据，判断待调控线形所属的基准线，通过计算待调控线形实测高程与基准线高程之间的垂向偏差，依据所述最优基准线，对垂向偏差进行轨道平顺性优化，得到满足温度变形影响下轨道平顺性控制要求的调控作业目标线形；

在获取线形参数随温度变化的规律的过程中，根据所述坡度变化率，确定变坡点数量及变坡点里程分布范围，以变坡点数量及变坡点里程的主要分布范围为基准，对不同温度下的轨道实测数据进行线形拟合，提取拟合线形的线形参数，对所述线形参数进行回归分析，得到所述线形参数随温度变化的规律；

在获取得到线形参数随温度变化的规律的过程中，根据不同温度下轨道实测高程数据对应的线形参数，提取不同温度对应的变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径；

以温度为自变量，分别以变坡点里程、变坡点高程、坡段坡度、竖曲线半径为因变量，进行一元线性回归分析，得到所述线形参数随温度变化的规律；

在获取基于温度变形的多温度区间基准线的过程中，以温度区间的平均温度作为基准线对应温度，根据所述平均温度，依据所述线形参数随温度变化的规律，获取沿里程的基准线高程；

基于所述基准线对应的线形参数和所述基准线高程，生成基于温度变形的多温度区间基准线；

在获取最优基准线的过程中，将轨道实测高程与对应的基准线高程进行比较，得到二者之间的垂向偏差；根据垂向偏差计算高低不平顺特征；根据不同温度区间下的所述垂向偏差或所述高低不平顺变化特征，确定最优的温度区间划分方式，并确定对应的最优基准线；

在获取最优基准线的过程中，根据垂向偏差或高低不平顺特征的最大值和平均值随温度区间划分方式的变化情况，当垂向偏差或高低不平顺特征的最大值和平均值的减小趋势出现拐点时，对应的温度区间个数为最优温度区间划分方式，同时确定最优温度区间划分方式对应的最优基准线；

在对垂向偏差进行轨道平顺性优化的过程中，通过设置10 m中点弦测值约束、30 m矢距差约束和60 m中点弦测值约束，构建沿里程顺序逐点移动10m、30m、60m的组合弦，根据所述组合弦，对垂向偏差进行轨道平顺性优化；

在获取10 m中点弦测值约束的过程中，所述的10m中点弦测值约束的具体公式如下：

（15）

式中，为距离i点小里程方向5m位置的调整量；/>为距离i点大里程方向5m位置的调整量；/>为距离i点小里程方向5m位置的垂向偏差；/>为距离i点大里程方向5m位置的垂向偏差；/>为10m中点弦测值的管理值；

在获取30m矢距差约束的过程中，所述的30m矢距差约束的具体公式如下：

（16）

式中，为30m弦起点位置的调整量；/>为30m弦终点位置的调整量；/>为30m弦起点位置的垂向偏差；/>为30m弦终点位置的垂向偏差；/>为30m矢距差的管理值；

在获取60m中点弦测值约束的过程中，所述的60m中点弦测值约束的具体公式如下：

（17）

式中，为距离i点小里程方向30m位置的调整量；/>为距离i点大里程方向30m位置的调整量；/>为60m中点弦测值的管理值。