为了使在长时间荷载作用下的铁路既有线轨道能够保持良好的几何状态,需要定期对轨道平顺性进行检测并及时对平顺性欠佳的路段进行整正作业,以满足安全行车要求。根据离散的轨道点实测坐标及高程对轨道平面及纵断面的几何平顺性参数进行严密计算,从而对既有线铁路轨道的几何状态进行评价,既是进行轨道平顺性检测需要解决的问题,又是对轨道平顺性欠佳路段进行调整量计算和整正作业前的必要工作；此外,为了节省铁路维护成本、提高作业效率,还需要利用轨道实测线形确定出平面及纵断面各里程处轨道调整量总体上最小的优化设计线形作为计算轨道调整量的基准。为此,本文主要通过计算实验对以下内容进行研究：首先,通过各轨道点的实测坐标及高程,分别利用相邻弦方位角之差和坡度角之差对平面及纵断面线形进行概略分段,并通过迭代拟合的方式实现实测线形的精确分段；其次,在精确分段的基础上,利用正交最小二乘拟合原理确定出轨道中线的平面拟合线形和基准轨纵断面拟合线形,从而使轨道中线的平面偏差及基准轨的纵断面偏差的平方和均达到最小；然后,利用轨道设计线形(或拟合线形),通过离散的轨道点实测坐标及高程对任意里程轨道的几何平顺性参数进行严密计算；最后,结合捣固车作业原理,将依据正交最小二乘原理计算出的拟合线形调整为适用于捣固车起、拨道作业的目标线形,并计算出各里程处的轨道调整量；此外,根据上述研究内容,并结合铁路既有线轨道测量与整正工作的需要,开发了铁路既有线线形优化设计数据处理软件(ODR)。