本发明涉及地铁车站建模，尤其涉及一种多维融合设计的地铁车站建模方法。
背景技术：
1、地铁车站设计是综合考虑地质适应性、建筑安全性及乘客需求，对车站空间布局、结构安全、功能配置及风格定位进行全面规划与创新过程。它是地铁系统建设中的关键环节，对于地铁车站的设计是一个复杂且多维度的过程。合理设计的地铁车站能够优化客流组织，减少乘客换乘时间和等待时间，提高整个轨道交通系统的运营效率。还要通过严格遵守安全规范、设置完善的消防设施和应急疏散系统等措施，确保乘客在车站内的安全。在地铁车站的具体设计时要考虑如何设置顶板、中板、地板、侧墙以及结构柱等结构的位置，以确保整个车站的稳定性与安全性。
2、目前对于地铁车站进行设计时，从一个二维角度对车站的各个构件进行设计，没有考虑同一个构件在其他二维角度的影响，导致地铁车站的设计准确度下降，需要重新调整设计，延长设计周期。
3、因此，亟需一种多维融合设计的地铁车站建模方法，能够准确、直接、高效的完成地铁车站设计。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多维融合设计的地铁车站建模方法，能够准确、直接、高效的完成地铁车站设计，所述建模方法包括以下步骤：
2、步骤s1：获取站台宽度，通过比较站台宽度和预设的站台宽度阈值，确定地铁车站在二维横截面投影的结构柱数量；所述二维横截面为过车站站台中心点且垂直于线路的平面；
3、步骤s2：结合结构柱数量，根据线路点的坐标、地铁站台的宽度以及站台与线路的距离，确定柱中心在二维横截面投影的位置；所述线路点的坐标为线路在二维横截面的投影点的坐标；
4、步骤s3：以线路点的坐标为基点，根据限界值、底板距线路垂直距离、层高和层数确定地铁车站二维横截面内轮廓；所述二维横截面内轮廓包括侧墙内轮廓、初始顶板内层标高线、底板的板线和中板内轮廓；
5、步骤s4：以线路点的坐标为基点，根据墙体厚度和所述侧墙内轮廓，获得侧墙外轮廓；
6、步骤s5：获取站旗坐标，通过站旗坐标确定底板的结构顶标高；
7、步骤s6：以所述底板的结构顶标高为底，根据中板标高和地铁的层数，获得顶板标高；
8、步骤s7：获取线路的坡度，通过所述线路的坡度和所述底板的结构顶标高，获得底板在二维纵断面的最终标高线；所述二维纵断面为过车站站台中心点且平行于线路的平面；
9、步骤s8：依据车站总长度、大里程端的长度、大里程端在线路方向与车站标准段的距离、小里程端的长度、小里程端在线路方向与车站标准段的距离以及侧墙外轮廓，获得地铁车站的外轮廓；
10、步骤s9：根据柱中心在二维横截面投影的位置、地铁车站二维横截面内轮廓、底板在二维纵断面的最终标高线以及地铁车站的外轮廓，进行三维的地铁车站建模。
11、进一步地，执行所述步骤s9之前还包括轴网的建立，具体为：
12、标准段轴网建立：以站台中心线为对称轴，沿线路方向，按照轴网间距向站台中心线的两边进行轴网设计，确定标准段的各个轴的位置；所述标准段的长度即车站的总长度；
13、小里程段轴网建立：在小里程段的相邻标准段一侧，按照小里程轴网间距进行轴网设计，确定小里程段的各个轴的位置；
14、大里程段轴网建立：在大里程段的相邻标准段一侧，按照大里程轴网间距进行轴网设计，确定大里程段的各个轴的位置。
15、进一步地，所述通过比较站台宽度和预设的站台宽度阈值，确定地铁车站在二维横截面投影的结构柱数量为：
16、判断站台宽度和预设的站台宽度阈值的大小：
17、若站台宽度小于等于预设的站台宽度阈值，则设置地铁车站在二维横截面投影的结构柱数量为1；
18、若站台宽度大于预设的站台宽度阈值，则设置地铁车站在二维横截面投影的结构柱数量为2.
19、进一步地，所述步骤s2中，结合结构柱数量，根据线路点的坐标、地铁站台的宽度以及站台与线路的距离，确定柱中心在二维横截面投影的位置，包括以下步骤：
20、步骤s21：判定结构柱数量是单柱还是双柱：
21、若为单柱，执行步骤s22；若为双柱，执行步骤s23；
22、步骤s22：结构柱的柱中心在二维横截面投影经过车站站台中心点，且垂直于线路；
23、步骤s23：根据线路点的坐标、地铁站台的宽度以及站台与线路的距离，确定柱中心在二维横截面投影，具体为：
24、双柱在二维横截面的投影布设在2个线路点之间，每个结构柱的柱中心到其相邻的站台长边的距离相等；
25、设定左侧墙内轮廓到相邻柱中心在二维横截面投影的距离为a，双柱的柱中心在二维横截面投影的距离为b，右侧墙内轮廓到相邻柱中心在二维横截面投影的距离为c，柱中心在二维横截面投影到相邻的站台长边的距离为d；其中，a、b、c和d需要满足下述条件：
26、a=c，且d≥3m，且a、b以及c的单位为毫米时都能够被25整除。
27、进一步地，所述步骤s3中，以线路点的坐标为基点，根据限界值、底板距线路垂直距离、层高和层数确定地铁车站二维横截面内轮廓；所述二维横截面内轮廓包括侧墙内轮廓、初始顶板内层标高线、底板的板线和中板内轮廓，包括：
28、步骤s31：以线路点的坐标为基点，结合限界值，确定侧墙内轮廓；
29、步骤s32：以线路点的坐标为基点，垂直向下取与线路点的距离为底板距线路垂直距离所在的水平线，作为底板的板线所在水平线；
30、步骤s33：在底板的板线的基础上，垂直向上取与底板的板线的距离为n倍层高所在的水平线，作为第n层中板内轮廓所在水平线；其中1≤n≤n-1，n为地铁车站的层数；
31、步骤s34：在中板内轮廓所在水平线的基础上，垂直向上取与中板内轮廓所在水平线的距离为站厅标高所在的水平线，作为顶板内层高所在水平线。
32、步骤s35：将侧墙内轮廓分别和底板的板线所在水平线、中板内轮廓所在水平线和顶板内层高所在水平线相交，确定底板的板线、中板内轮廓和初始顶板内层标高线。
33、进一步地，所述步骤s5中，以底板的板线为底，根据中板标高和地铁的层数，获得顶板标高为：
34、顶板标高=底板的板线+中板标高×（地铁层数-1）+中板厚度+站厅层标高。
35、进一步地，步骤s3之后还包括：
36、在所述柱中心在二维横截面投影的位置上，以柱宽和柱高分别在柱宽和柱高方向延展，得到柱子在二维横截面的投影；
37、在所述柱子在二维横截面投影的位置上，根据梁宽和梁高，获得梁在二维横截面的投影；
38、在所述二维横截面内轮廓的四个内角上，通过腋角宽度和高度，确定腋角在二维横截面的投影。
39、进一步地，所述在所述柱子在二维横截面投影的位置上，根据梁宽和梁高，获得梁在二维横截面的投影为：
40、确定柱子在二维横截面投影的位置分别与中板和顶板的接触点，分别以各所述接触点为基点，根据梁宽和梁高，确定各个梁在二维横截面的投影。
41、进一步地，所述步骤s5中，获取站旗坐标，通过站旗坐标确定底板的结构顶标高为：
42、将所述站旗坐标的纵坐标作为站台板标高；
43、把站台板标高与道床结构高度之差作为底板的结构顶标高。
44、进一步地，所述步骤s7中，所述获取线路的坡度，通过所述线路的坡度和所述底板的结构顶标高，获得底板在二维纵断面的最终标高线为：
45、判断所述底板任意一点对应线路的纵坐标与站台中心线纵坐标的大小：
46、若底板任意一点对应线路的纵坐标大于站台中心线纵坐标，则所述任意一点的最终标高线计算公式为：
47、最终标高线=结构顶标高+（该点与站台中心线的距离×坡度）；
48、若底板任意一点对应线路的纵坐标不大于站台中心线纵坐标，则所述任意一点的最终标高线计算公式为：
49、最终标高线=结构顶标高-（该点与站台中心线的距离×坡度）。
50、本发明实施例具有以下技术效果：
51、本发明提供了一种系统化、步骤化的三维的地铁车站建模方法，通过详细的步骤和计算规则，获得柱中心在二维横截面投影的位置、地铁车站二维横截面内轮廓、底板的结构顶标高、顶板标高以及地铁车站的外轮廓，通过线路的坡度和二维横截面上获得的底板的结构顶标高，获得底板在二维纵断面的最终标高线，即底板的最终标高线，将二维横截面和二维纵断面的设计参数相结合，进行三维立体建模，使得建模更加准确，且设计过程更加有序、高效，减少了设计过程中的重复劳动和错误，显著提升地铁车站设计的效率和质量，降低设计成本，为地铁车站的设计和施工提供有力的技术支持。
1.一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，执行所述步骤s9之前还包括轴网的建立，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述步骤s1中，通过比较站台宽度和预设的站台宽度阈值，确定地铁车站在二维横截面投影的结构柱数量为：
4.根据权利要求3所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述步骤s2中，结合结构柱数量，根据线路点的坐标、地铁站台的宽度以及站台与线路的距离，确定柱中心在二维横截面投影的位置，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述步骤s3中，以线路点的坐标为基点，根据限界值、底板距线路垂直距离、层高和层数确定地铁车站二维横截面内轮廓；所述二维横截面内轮廓包括侧墙内轮廓、初始顶板内层标高线、底板的板线和中板内轮廓，包括：
6.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述步骤s5中，以底板的板线为底，根据中板标高和地铁的层数，获得顶板标高为：
7.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，步骤s3之后还包括：
8.根据权利要求7所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，在所述柱子在二维横截面投影的位置上，根据梁宽和梁高，获得梁在二维横截面的投影为：
9.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述步骤s5中，获取站旗坐标，通过站旗坐标确定底板的结构顶标高为：
10.根据权利要求1所述的一种多维融合设计的地铁车站建模方法，其特征在于，所述步骤s7中，所述获取线路的坡度，通过所述线路的坡度和所述底板的结构顶标高，获得底板在二维纵断面的最终标高线为：
