(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 202210753459.3 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 中铁二院工程 集团有限责任公司 地址 610031 四川省成 都市金牛区通锦路 三号 (72)发明人 李伯根　魏炜　唐第甲　龚建辉　 吴沛沛　曾永红　李宁　周川滨　 周和祥　王雨佳　杜猛　肖昌瑞　 彭炅　胡世兴　刘宇罡　 (74)专利代理 机构 四川力久律师事务所 512 21 专利代理师 任晓扬 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06T 17/10(2006.01)G06T 3/00(2006.01) G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 一种改进的弃渣场设计建模计算方法及系 统 (57)摘要 本发明涉及岩 土工程领域， 特别是一种改进 的弃渣场设计 建模计算方法及系统， 当渣体表面 包含边坡斜面或纵坡斜面时， 包括以下步骤： S1， 获取裁剪后的弃渣场顶面区域 以及对应的弃渣 场顶部边界； S2， 对所述弃渣场顶部边界进行放 坡， 得到放坡线， 所述放坡线至少包括交叉放坡 线； S3， 以预设的距离为基准， 将所述弃渣场顶部 边界进行外扩， 并计算出优化放坡方向； S4， 对弃 渣场顶部边界以所述优化放坡方向进行加密放 坡； S5， 根据加密放坡组合成弃渣场顶部边界的 边坡； S6， 根据弃渣场顶部边界的边坡和所述裁 剪后的弃渣场顶面区域， 得到弃渣场的渣体模 型。 该方法针对 弃渣场复杂的顶 面情况给出了简 化的计算方法。 权利要求书2页 说明书9页 附图13页 CN 115292889 A 2022.11.04 CN 115292889 A 1.一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 当渣体表面包含边坡斜面或纵 坡斜面时， 包括以下步骤： S1， 获取裁剪后的弃渣场顶面区域以及所述裁剪后的弃渣场顶面区域对应的弃渣场顶 部边界； S2， 对所述弃渣场顶部边界进行放坡， 得到放坡线， 所述 放坡线至少包括交叉放坡线； S3， 以预设的距离为基准， 将所述弃渣场顶部边界进行外扩， 得到外扩后的辅助弃渣场 顶部边界， 并计算出优化 放坡方向； S4， 对所述弃渣场顶部边界以所述优化 放坡方向进行加密放坡； S5， 根据加密放坡计算弃渣场顶部边界上每个边界顶点的边坡点集， 以所有相邻的边 坡点集为边绘制生成多个小边坡， 组合成弃渣场顶部边界的边坡； S6， 根据所述弃渣场顶部边界的边坡和所述裁剪后的弃渣场顶面区域， 得到弃渣场的 渣体模型。 2.如权利要求1所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 步骤S1具体 包括以下步骤： S11， 以辅助柱体为参考， 计算弃渣场顶面区域的二维矩阵， 所述辅助柱体顶部形态为 单纵坡、 多纵坡或台阶型； S12， 将弃渣场顶面区域的二维矩阵与弃渣场底面区域的二维矩阵做差， 并将矩阵中正 值设置为1， 负值设置为0， 得到二值化矩阵； 所述二值化矩阵中值为1且面积最大的联通区 域为可弃渣二维矩阵， 将所述可 弃渣二维矩阵映射到实际地形中， 得到可 弃渣区域； S13， 将所述可弃渣区域进行裁剪， 得到裁剪后的弃渣场顶面区域以及所述裁剪后的弃 渣场顶面区域对应的弃渣场顶部边界。 3.如权利要求2所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 步骤S11具 体包括以下步骤： S111， 以指定高程处的顶面矩形为基准， 向下拉伸形成一个辅助柱体， 作为计算顶面矩 阵的辅助柱体； 所述辅助柱体顶部形态为单纵坡、 多纵坡或台阶型； S112， 将辅助柱体上除侧面和底面以外的所有面提取出来， 形成复合面， 并得到所述复 合面对应的投影区域； S113， 将所述复合面对应的投影区域离散， 并计算离散 网格点在该复合面上的投影， 取 投影点高程 为元素， 得到弃渣场顶面区域的二维矩阵。 4.如权利要求1所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 步骤S2具体 包括以下步骤： S21， 将所述弃渣场顶部边界投影到水平投影面， 获得平面多边形； S22， 以所述平面多边形的每个顶点为放坡基点， 以所述放坡基点处计算出的角平分线 方向为放坡方向， 向地 面进行放坡， 得到独立 放坡线和交叉放坡线。 5.如权利要求1所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 步骤S3具体 包括以下步骤： S31， 将所述弃渣场顶部边界投影到水平投影面， 获得平面多边形； S32， 以所述平面多边形的顶点为起点， 在角平分线方向上， 向外延长预设的距离， 得到 外扩后的平面多边形顶点， 所述预设的距离是指顶点与坡脚点的水平 距离的最大值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292889 A 2S33， 将所述外扩后的平面多边形顶点依次连接起来， 得到外扩后的弃渣顶部边界， 并 且将所述平面多边形的顶点与外扩后的平面多边形的对应顶点连接起来， 得到每个顶点处 的优化放坡方向。 6.如权利要求1所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 步骤S4具体 包括以下步骤： S41， 以外扩后的弃渣顶部边界的顶边两顶点对应的坡脚点的连线作为加密的基准 边； S42， 将基准 边分割为长度不大于 的若干小段； S43， 计算出基准边的分段数之后， 将对应顶边以同样的分段数进行分段， 得到顶边加 密点； S44， 对顶边加密点进行放坡， 放坡方向为顶边加密点与基准边上对应的点的连线方 向； 得到放坡后的点 集。 7.如权利要求1所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 步骤还包括 计算弃渣体的体积， 计算弃渣体的体积具体包括以下步骤： 得到所述弃渣场的渣体模型后， 将所述弃渣场的渣体模型的边坡多边形和顶面多边形 离散为多个三角形， 然后获取所述三角形在地面的投影三角形， 再计算所述投影三角形与 三角形围成的柱体 体积， 最后将所有柱体 体积求和， 得到弃渣体的体积。 8.如权利要求1 ‑7任一所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法， 其特征在于， 还包 括步骤： S7， 在所述弃渣场的渣体模型的边界上设置截水沟。 9.一种改进的弃渣场设计建模计算模块， 其特征在于， 包括弃渣场顶部边界生成模块、 放坡模块、 加密放坡 模块和弃渣场的渣体模型生成模块， 所述弃渣场顶部边界生成模块用于获取裁剪后的弃渣场顶面区域以及所述裁剪后的 弃渣场顶面区域对应的弃渣场顶部边界； 所述放坡模块用于对所述弃渣场顶部边界进行放坡， 得到放坡线， 所述放坡线包括交 叉放坡线； 并以预设的距离为基准， 将所述弃渣场顶部边界进 行外扩， 得到外扩后的辅助弃 渣场顶部边界 并计算出优化 放坡方向； 所述加密放坡模块用于对所述弃渣场顶部边界以所述优化放坡方向进行加密放坡； 并 根据加密放坡计算弃渣顶部边界上每个边界顶点的边坡点集， 以所有相 邻的边坡点集为边 绘制生成多个小边坡， 组合成弃渣顶部边界的边坡； 所述弃渣场的渣体模型生成模块用于根据所述弃渣顶部边界的边坡和所述裁剪后的 弃渣场顶面区域， 得到弃渣场的渣体模型。 10.一种改进的弃渣场设计建模计算系统， 其特征在于， 包括至少一个处理器， 以及与 所述至少一个处理器通信连接的存储器； 所述存储器存储有 可被所述至少一个处理器执行 的指令， 所述指令被所述至少一个处理器执行， 以使所述至少一个处理器能够执行权利要 求1至8中任一项所述的一种改进的弃渣场设计建模计算方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292889 A 3