eomsangdonandClaude Opus 5.5
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- 420 cross_earthwork · cross_earthwork_delta 이음 — 합치기 멈춤 = 계획고 지반고 노선 횡단 +10 % - 토공 · 공사비 줄 세움 = 상한 누른 계획선 횡단(종단 켬) · 지반고 횡단(종단 끔) - 위 후보 수 3 → 5(검증_sub4 균형 종단 토공 최소 = 줄 세움 5 위) Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com> Claude-Session: https://claude.ai/code/session_014utrjfoW831Vc5wJUd13kL
315 lines
15 KiB
Python
315 lines
15 KiB
Python
"""추천 초기노선 같은 쪽 곡선 합치기 · 직접 잼(PLAN 406 · 요구 251-2).
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`B05_Profile_Engine_RouteInitial_Pool._trace` 가 큰 R 판 뒤 · 측점 맞춤 앞에서 부름. 노선 추천
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후보만 — 손 편집 · 옛 노선 · 예상노선 추적(전처리 초기값) · 공용 선 짜기 짝은 안 거침.
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합치기(`merge_same_side`) = 같은 쪽으로 도는 이웃 꺾임점 둘 → 바깥 두 직선 교점 하나(큰 단곡선 ·
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사이 직선 없어짐) · 되풀이. 반대 방향(S자) 이웃은 안 합침(사이 직선 남김). 접선 규칙은 그대로
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(앞뒤 직선 절반 · 398-4 안 함). 고르는 차례 = 지금 선에서 덜 벗어나는 합치기부터.
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거리 한도(이탈 m) 없음 — 「원래 선」이 없어 한도가 대신하던 것을 직접 잰다(`Guard`):
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· 탐색 복도(`CORRIDOR_M`) 안 · 계류 버퍼 안 나란히(`along`) 안 늘어남 · 최소 R(별표2) 이상.
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· 옮긴 조각 토공 가늠(띠 · 빠른 거름)이 `EARTH_TOL` 넘게 늘지 않음 · 비중 계산이면 예상노선
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이격도(`keeping_offset`). 원지반 기울기는 참고만(419 · 막지 않음 · 자리 잣대에도 안 씀).
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· 합친 곡선은 MC 가 측점 사이 어디에 떨어져도 IP 를 밀어 측점에 놓은 꼴이 잼을 지나야 함
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(`PLACE_OFFSETS_M` · 측점 맞춤이 합친 곡선을 늘 측점에 · 합치기 풀기 없음).
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· 합치기 멈춤 = 노선 전체 잣대 — 못 지킨 곳 수(R · 계류) 안 늘어남 · 노선 토공이 합치기 전 선보다
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`TOTAL_EARTH_TOL` 넘게 늘지 않음(엔진 상수 · 사용자 옵션 아님 · 되풀이해도 누적 안 됨). 토공 =
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바뀐 측점 횡단 차이(`cross_earthwork_delta` · 420) · 없으면 노선 잣대 토공(띠 가늠).
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큰 R(`..._Radius.widen`) · 측점 맞춤(`..._Station`)도 같은 `Guard` 로 잰다(거리 한도 대신).
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"""
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from __future__ import annotations
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import copy
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import math
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from collections.abc import Callable
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from dataclasses import dataclass
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from typing import Any
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import numpy as np
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import shapely
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from shapely.geometry import LineString, Point
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from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Metrics import SAMPLE_M, STATION_M, _resample
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from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Radius import _flat
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from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Search import (
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CORRIDOR_M,
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ROAD_WIDTH_M,
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STREAM_CROSS_COS,
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SearchGrid,
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)
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from B05_Profile.B05_Profile_Engine_RouteInitial_Station import _corner, _Reference
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from common_util.common_util_route_polyline import (
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PlannedPolyline,
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_inner_angle_deg,
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_line_intersection,
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_turn_sign,
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build_planned_polyline,
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)
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Xy = tuple[float, float]
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Route = tuple[Any, dict[str, Any]]
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# 옮긴 조각 토공 가늠(탐색 몫 · 옆경사 단면)이 옛 조각보다 늘어도 되는 몫 · 바닥(㎥ · 짧은 조각)
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EARTH_TOL = 0.05
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EARTH_FLOOR_M3 = 5.0
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# 합치기 멈춤 — 노선 토공(횡단)이 합치기 전 선보다 늘어도 되는 몫(곡선 수 ↔ 토공 · 요구 254)
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TOTAL_EARTH_TOL = 0.10
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# R 후보 수(자리 R ~ 최소 R 사이 · 큰 것부터)
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RADIUS_STEPS = 12
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# 합친 곡선 MC 가 앞 측점에서 이만큼(m) 뒤일 때 — 앞 측점으로 당기거나(−t) 뒤 측점으로 미는(20 − t)
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# 놓기 하나는 직접 잼을 지나야 함(측점 맞춤이 IP 를 들어오는 접선 따라 밂 · 합치기 풀기 없음)
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PLACE_OFFSETS_M = (0.0, 5.0, 10.0, 15.0)
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# 잰 조각 기억 수 — 측점 맞춤 단계 · 되돌림이 같은 조각을 자주 다시 잼
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SEEN_LIMIT = 200_000
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def _mid(a: Xy, b: Xy) -> Xy:
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return ((a[0] + b[0]) / 2, (a[1] + b[1]) / 2)
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class Guard:
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"""거리 한도 대신 직접 잼 — 옮긴 조각이 같은 자리 옛 조각보다 나빠지지 않나(탐색 격자 잣대)."""
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def __init__(self, grid: SearchGrid, limit: float) -> None:
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self.grid, self.limit = grid, limit
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stream = np.where(np.isfinite(grid.d_stream), grid.d_stream, 1e9)
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# 겹쳐 놓은 칸 값(잼마다 보간기를 새로 안 짬)
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expected = np.minimum(grid.d_expected, CORRIDOR_M)
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self.fields = np.stack(
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[grid.z, grid.grad_x, grid.grad_y, grid.away_x, grid.away_y, stream, expected]
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)
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# 예상노선 이격도 잼(비중 계산 · 예상 몫 있을 때 — 그 갈래 잣대 · `keeping_offset`)
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self.offset = False
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self.seen: dict[bytes, tuple[float, float, float, bool]] = {} # 같은 조각 다시 안 잼
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def _sample(self, xy: np.ndarray) -> np.ndarray:
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"""칸 값 [7, n] — 쌍선형(격자 밖은 가장자리 칸)."""
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grid, fields = self.grid, self.fields
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rows_n, cols_n = fields.shape[1:]
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r = np.clip((xy[:, 1] - grid.ys[0]) / grid.cell, 0.0, rows_n - 1.0)
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c = np.clip((xy[:, 0] - grid.xs[0]) / grid.cell, 0.0, cols_n - 1.0)
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r0 = np.minimum(r.astype(int), rows_n - 2)
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c0 = np.minimum(c.astype(int), cols_n - 2)
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fr, fc = r - r0, c - c0
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return (
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fields[:, r0, c0] * (1 - fr) * (1 - fc)
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+ fields[:, r0 + 1, c0] * fr * (1 - fc)
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+ fields[:, r0, c0 + 1] * (1 - fr) * fc
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+ fields[:, r0 + 1, c0 + 1] * fr * fc
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)
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def keeping_offset(self) -> Guard:
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"""예상노선 이격도 안 늘게 재는 판(잰 조각 기억은 함께 씀)."""
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twin = copy.copy(self)
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twin.offset = True
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return twin
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def _look(self, points: list[Xy]) -> tuple[float, float, float, bool, float]:
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"""(기울기 넘은 만큼 · 토공 가늠 ㎥ · 계류 버퍼 안 나란히 m · 복도 안 · 예상노선 이격 ㎡) —
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탐색 몫과 같은 셈(`SearchGrid.objectives` 이격 · 토공 · 계류 몫) · 기울기는 20 m 사이 고른
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지반(비교값 잣대)."""
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key = np.round(np.asarray(points, dtype=float), 3).tobytes()
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if key in self.seen:
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return self.seen[key]
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if len(self.seen) >= SEEN_LIMIT:
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self.seen.clear()
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grid = self.grid
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xy, chain = _resample(points, SAMPLE_M)
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if len(xy) < 2:
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return 0.0, 0.0, 0.0, True, 0.0
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z = self._sample(xy)[0]
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span = min(int(round(STATION_M / SAMPLE_M)), len(z) - 1)
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run = np.maximum(chain[span:] - chain[:-span], 1e-9)
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excess = max(0.0, float((np.abs(z[span:] - z[:-span]) / run).max()) - self.limit)
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cols = np.rint((xy[:, 0] - grid.xs[0]) / grid.cell).astype(int)
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rows = np.rint((xy[:, 1] - grid.ys[0]) / grid.cell).astype(int)
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rows_n, cols_n = grid.corridor.shape
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inside = bool(
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((cols >= 0) & (cols < cols_n) & (rows >= 0) & (rows < rows_n)).all()
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and grid.corridor[rows, cols].all()
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)
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step = np.diff(xy, axis=0)
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length = np.maximum(np.hypot(step[:, 0], step[:, 1]), 1e-9)
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_, gx, gy, ax, ay, stream, offset = self._sample(0.5 * (xy[1:] + xy[:-1]))
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over = np.maximum(0.0, np.abs(np.diff(z)) / length - self.limit)
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cross = np.abs(-gx * step[:, 1] + gy * step[:, 0]) / length
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earth = ROAD_WIDTH_M**2 * cross / 4.0 + ROAD_WIDTH_M * over * 10.0
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size = np.hypot(ax, ay)
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across = np.abs(ax * step[:, 0] + ay * step[:, 1]) >= STREAM_CROSS_COS * length * size
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along = (stream < grid.stream_offset_m) & ~across & (size > 1e-6)
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found = (
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excess,
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float((earth * length).sum()),
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float(length[along].sum()),
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inside,
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float((offset * length).sum()),
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)
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self.seen[key] = found
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return found
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def judge(self, local: list[Xy], reference: list[Xy]) -> tuple[bool, tuple[bool, float, float]]:
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"""(지나나, 자리 고르기 잣대) — 지남 = 복도 안 · 계류 나란히 · 토공 `EARTH_TOL` 안(`offset`
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이면 예상노선 이격도 같은 폭) · 원지반 기울기는 안 봄(419). 잣대(작을수록 좋음) = 복도 밖 ·
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늘어난 계류 나란히(m) · 늘어난 토공 가늠(㎥)."""
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_, earth, along, inside, offset = self._look(local)
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_, old_earth, old_along, _, old_offset = self._look(reference)
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passed = (
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inside
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and along <= old_along + 1e-6
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and earth <= old_earth * (1 + EARTH_TOL) + EARTH_FLOOR_M3
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and (not self.offset or offset <= old_offset * (1 + EARTH_TOL) + EARTH_FLOOR_M3)
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)
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cost = (not inside, round(max(0.0, along - old_along), 3), earth - old_earth)
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return passed, cost
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def ok(self, local: list[Xy], reference: list[Xy]) -> bool:
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return self.judge(local, reference)[0]
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@staticmethod
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def piece(before: Xy, apex: Xy, after: Xy, radius: float) -> list[Xy] | None:
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"""곡선 하나가 쓰는 조각 — 앞 직선 가운데 → 원호 → 뒤 직선 가운데(직선 절반 규칙)."""
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corner = _corner(before, apex, after, radius)
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if corner is None:
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return None
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return [_mid(before, apex), *corner.arc, _mid(apex, after)]
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def curve_ok(self, before: Xy, apex: Xy, after: Xy, radius: float, reference: list[Xy]) -> bool:
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local = self.piece(before, apex, after, radius)
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return local is not None and self.ok(local, reference)
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def _join(a: Xy, p: Xy, q: Xy, b: Xy) -> Xy | None:
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"""같은 쪽으로 도는 이웃 꺾임 p · q → 바깥 두 직선(a-p · q-b) 교점 · S자 · 뒤집힘이면 None."""
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side = _turn_sign(a, p, q)
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if side == 0 or side != _turn_sign(p, q, b):
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return None
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cross = _line_intersection(a, p, q, b)
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if cross is None:
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return None
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ahead = (cross[0] - a[0]) * (p[0] - a[0]) + (cross[1] - a[1]) * (p[1] - a[1]) > 0 and (
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b[0] - cross[0]
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) * (b[0] - q[0]) + (b[1] - cross[1]) * (b[1] - q[1]) > 0
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return (round(cross[0], 4), round(cross[1], 4)) if ahead else None
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def _radius(
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guard: Guard, before: Xy, apex: Xy, after: Xy, min_radius_m: float, reference: _Reference
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) -> tuple[float, list[Xy]] | None:
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"""접선 자리 안 · 직접 잼을 지나는 가장 큰 R(최소 R 이상)과 그 조각 · 없으면 None.
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MC 가 측점 사이 어디에 떨어져도 교점을 들어오는 접선 따라 밀어 놓을 수 있어야 함
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(`PLACE_OFFSETS_M` · 측점 맞춤이 MC 를 늘 측점에)."""
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u = (
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(apex[0] - before[0]) / math.dist(before, apex),
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(apex[1] - before[1]) / math.dist(before, apex),
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)
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half_tan = math.tan(math.radians(180.0 - _inner_angle_deg(before, apex, after)) / 2)
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if half_tan <= 1e-9:
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return None
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room = min(math.dist(before, apex), math.dist(apex, after)) / 2 / half_tan
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if room < min_radius_m:
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return None
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steps = np.geomspace(room, min_radius_m, RADIUS_STEPS)
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for radius in sorted({max(float(math.floor(r)), min_radius_m) for r in steps}, reverse=True):
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local = guard.piece(before, apex, after, radius)
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if local is None or not guard.ok(local, reference.window(local)):
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continue
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seen: dict[float, bool] = {0.0: True}
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def placed(d: float) -> bool:
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if d not in seen:
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at = (apex[0] + u[0] * d, apex[1] + u[1] * d)
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moved = guard.piece(before, at, after, radius)
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seen[d] = moved is not None and guard.ok(moved, reference.window(moved))
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return seen[d]
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if all(placed(-t) or placed(STATION_M - t) for t in PLACE_OFFSETS_M):
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return radius, local
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return None
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def _earth(metrics: dict[str, Any]) -> float:
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return metrics["cut_m3"] + metrics["fill_m3"]
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@dataclass
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class RouteEarth:
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"""합치기 멈춤 잣대 — 노선 토공(횡단 ㎥ · `..._CrossEarth`)과 바뀐 측점 횡단 차이."""
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total: Callable[[PlannedPolyline], float]
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# (합치기 전 선, 합친 선, 바뀐 자리 누가거리(앞 선 기준 s0, s1)) → 노선 토공 차(㎥)
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delta: Callable[[PlannedPolyline, PlannedPolyline, tuple[float, float]], float]
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def merge_same_side(
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route: Route,
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guard: Guard,
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min_radius_m: float,
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measure: Callable[[PlannedPolyline], dict[str, Any]],
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route_earth: RouteEarth | None = None,
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) -> Route:
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"""같은 쪽 이웃 꺾임 합치기를 되풀이한 선과 잰 값 · 합칠 것 없으면 받은 그대로.
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멈춤 = 못 지킨 곳 수(R · 계류 · 원지반 기울기 뺌) 늘어남 · 노선 토공이 합치기 전 선의
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1 + `TOTAL_EARTH_TOL` 넘음. `route_earth` 주면 토공 = 횡단(합치기 전 선 전체 + 바뀐 측점 차이
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누적) · 없으면 노선 잣대 토공(`measure` 절 + 성 · 띠 가늠)."""
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outline, base = route
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if len(outline.curves) < 2:
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return route
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points, flags, radii = _flat(outline)
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points = [(round(x, 4), round(y, 4)) for x, y in points]
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current = route
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earth = (
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_earth(base) if route_earth is None else route_earth.total(outline)
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) # 지금 선 토공 — 차이를 누적
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limit = earth * (1 + TOTAL_EARTH_TOL)
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blocked: set[tuple[Xy, ...]] = set()
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while True:
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reference = _Reference(current[0].vertices)
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found: list[tuple[float, int, Xy, float]] = []
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for k in range(1, len(points) - 2):
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key = tuple(points[k - 1 : k + 3])
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if key in blocked:
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continue
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a, p, q, b = key
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cross = _join(a, p, q, b)
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fitted = None if cross is None else _radius(guard, a, cross, b, min_radius_m, reference)
|
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if fitted is None:
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blocked.add(key)
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continue
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radius, local = fitted
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gap = float(
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shapely.hausdorff_distance(
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LineString(local), LineString(reference.window(local)), densify=0.1
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)
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|
)
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found.append((gap, k, cross, radius, local))
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merged = None
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for _, k, cross, radius, local in sorted(found, key=lambda item: item[:2]):
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trial_points = points[:k] + [cross] + points[k + 2 :]
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trial_flags = flags[:k] + [True] + flags[k + 2 :]
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|
trial_radii = radii[:k] + [radius] + radii[k + 2 :]
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line = build_planned_polyline(
|
|
trial_points,
|
|
min_radius_m=min_radius_m,
|
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simplify=False,
|
|
curve_flags=trial_flags,
|
|
radii=trial_radii,
|
|
)
|
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metrics = measure(line)
|
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if route_earth is None:
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total = _earth(metrics)
|
|
else:
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window = sorted(reference.line.project(Point(xy)) for xy in (local[0], local[-1]))
|
|
total = earth + route_earth.delta(current[0], line, (window[0], window[1]))
|
|
if metrics["over_limit"]["total"] > base["over_limit"]["total"] or total > limit:
|
|
blocked.add(tuple(points[k - 1 : k + 3]))
|
|
continue
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|
merged = (trial_points, trial_flags, trial_radii, (line, metrics), total)
|
|
break
|
|
if merged is None:
|
|
return current
|
|
points, flags, radii, current, earth = merged
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