川藏铁路雅安至康定段环保选线研究

研究目的:川藏铁路是国家"十三五"规划重点建设项目,目前林芝至拉萨段、成都至雅安段均已经开工建设,雅安至康定段已完成可行性研究,康定至林芝段正在开展前期研究工作。川藏铁路以地形起伏大、地质条件复杂、环境敏感而著称,保护生态环境成为川藏铁路建设中制约线路方案的难题之一,因此开展环保选线研究十分必要且意义重大。本文通过总结川藏铁路雅安至康定段环保选线取得的经验,旨在为该区域类似项目提供参考。研究结论:(1)选择的线路方案坚持依法合规原则;(2)综合考虑各方面因素,开展多方案比选,推荐环境影响最小的方案;(3)重大敏感区先期开展论证及专家咨询,征求主管部门意见;(4)工程形式、大临工程选址以及施工组织要得当,降低对环境的影响;(5)环保选线研究成果可为后续其他铁路项目提供借鉴。     

川藏铁路(康定至林芝段)沿线滑坡风险分析

根据川藏铁路康定至林芝段穿越区域滑坡灾害的孕灾环境、诱发条件耦合铁路线路承灾体的暴露性、属性特征和成灾恢复力等5个方面选取地层岩性、铁道类型等14个风险评价指标,构建基于贡献率法的的风险评价模型,并开展川藏铁路沿线滑坡风险定量分析评价及制图,在此基础上对拟建铁路沿线的滑坡灾害可接受风险水平开展定量分析。结果表明:处于高和较高风险度区的铁路线路为131.13km(10.7%),处于可容忍风险水平线上的线路长度为85.14km(8.47%),因此规划线路总体上较好地规避了滑坡灾害风险,但线路局部高风险线路的选线尚有调整空间,在工程建设和运营维护时应采取相应的滑坡灾害防控措施以规避、转移和降低风险,提升其抗灾性能。本方法可为川藏铁路及类似拟建重大线性工程的选线设计和沿线滑坡灾害的风险控制提供参考依据。     

铁路20 kV环网电力供电线路故障隔离方案研究

研究目的:现有铁路20 kV环网电力供电线路的故障隔离方案,故障查找、隔离的效率较低,考虑到无通道保护动作速度较快且具有良好的选择性,为此提出适用于铁路20 kV环网电力供电线路的无通道保护方案,以达到快速隔离线路故障的目的。研究结论:(1)传统无通道保护应用于铁路环网供电线路时,线路中段故障隔离时间过长;(2)铁路20 kV环网系统越区供电时间短,越区供电段再次发生故障概率小,因此可通过分区所快速分闸实现越区供电段的故障隔离;(3)针对铁路环网系统运行特点,改进传统无通道保护配置方案,给出了适用于铁路20 kV环网系统的无通道保护整定方法,提出了基于改进无通道保护的铁路20 kV环网电力供电线路故障隔离方案;(4)本研究结论可为铁路20 kV环网供电线路制定故障隔离方案提供参考。     

基于AHP_熵权法的铁路隧道单双洞选型决策研究

研究目的:单双洞选型是铁路隧道结构设计的前提条件。为更加科学合理地对铁路隧道单双洞选型进行决策,在明确铁路隧道单双洞选型影响因素的基础上,建立铁路隧道单双洞选型决策指标体系,利用AHP_熵权法计算指标权重,并结合模糊综合评价方法制定指标评价标准。研究结论:(1)在AHP法的基础上,借用传递熵的理念评价了专家意见的优劣程度,提高了权重计算结果的客观性;(2)建立了推荐使用单洞双线、单双洞均可、推荐使用双洞单线3类指标情况,采用5个程度符合值语言确定指标隶属度,并利用模糊综合评价方法确定决策结果;(3)以川藏铁路朱岗山隧道为研究对象,对所建立的决策体系及评价标准进行应用及验证,决策结果与工程实际情况较为吻合,证明所提出的铁路隧道单双洞决策体系可以用于隧道单双洞初步选型,结果合理、可信。     

应用三角模糊数比选沪宁城际铁路线路方案

研究目的:沪宁城际铁路是长江三角洲地区城际客运铁路规划线网主骨架,沿线城市化程度高,经济发展迅猛,通道内沪宁铁路、京沪高速铁路、高速公路、城镇分布与规划以及自然人文景观和环境敏感点对线路走向影响较大。针对本项目线路方案分析具有不确定、多属性的特点,本文运用科学评价方法从众多方案中选取沪宁城际铁路最优线路方案。研究结论:(1)模糊集理论是一种解决不确定性、多属性问题的评价方法,将一些难以直接定量的指标在分析基础上转换为三角模糊数,建立模糊决策模型,计算指标权重,进而计算各方案相对贴近度,从而得到最优方案;(2)应用三角模糊数比选沪宁城际铁路镇江至昆山段线路方案,得到沿沪宁铁路方案为最优方案的结论;(3)沿沪宁铁路方案经运营检验,经济效益显著,社会效益良好;(4)本线路比选结果表明,三角模糊数评价模型可有效决策线路方案。     

西宁至成都铁路特殊地质问题及选线研究

研究目的:西宁至成都铁路位于青藏高原东北缘,地质条件复杂,不良地质极其发育,并首次面临高压气藏以及红层砂岩水稳性、大范围软岩大变形等特殊地质问题的挑战,需开展针对性的研究工作,优化线路方案,降低工程风险。研究结论:(1)高压气藏为基底大理岩受热分解产生的CO2,受鼻状隆起构造控制,因此线路方案应绕避查明的隆起构造;(2)基于岩性、水文条件的水稳性评价结果表明,白垩系民和组、第三系贵德组等红层砂岩水稳性差,线路应进行绕避或以最小距离通过;(3)基于初始地应力、岩石特征、地下水与隧道轴向等,对潜在大变形风险进行了分析并优化线路方案,最终推荐方案以轻微～中等大变形为主;(4)本研究对存在类似地质问题的铁路、公路等工程的勘察、设计及选线具有借鉴意义。     

基于岩爆烈度预测的川藏铁路线路比选研究

拟建川藏铁路线路穿越区域地质条件复杂,隧道工程占比高、埋深大和岩体初始应力高,具备岩爆灾害发育的必要条件,岩爆地质灾害的分析预测对川藏铁路线路比选尤为重要。通过分析国内地下工程岩爆案例,再结合新建川藏铁路某段的实际情况分析岩爆影响因素,考虑指标的重要性、相关性和易获取性,选取岩石强度、地应力、地质构造和围岩级别4个指标,采用层次分析法(AHP)-专家打分法,建立隧道岩爆灾害烈度预测模型。通过对拟建川藏铁路某段的K、A和C三个比选方案的隧道岩爆灾害烈度进行预测,并通过统计分析获得C方案的岩爆灾害影响最小,为推荐选线方案。在新建川藏铁路某段的岩爆烈度预测实际应用表明,该模型能较为快速地进行岩爆烈度预测,在铁路前期选线阶段具有较好的适应性。     

基于变权理论的铁路选线方案评价模型

研究目的:铁路选线时选择的线路方案是否科学、合理,不但关系新建铁路的投资、运输效益,还对沿线周边的经济社会发展产生长远的影响。因此,开展线路方案评价模型的研究,对于新建铁路的选线设计和成功运营都具有重要作用。研究结论:(1)引入变权理论计算指标权重,根据各指标具体取值的不同,适当调整其权重,以保证指标间的均衡性;(2)利用云模型理论,分别从指标的模糊性、随机性和离散性三个方面对定性指标进行有效量化;再通过TOPSIS法确定各备选方案的综合优越度,从而对铁路线路方案进行评价和排序;(3)实例分析表明,玉溪至蒙自段铁路三个线路走向方案的优越度分别为84. 2%、68. 34%和2. 29%,从而得到第一个方案最佳;(4)本研究成果对铁路选线方案评价和比选具有参考价值,可为决策者提供一种新的思路和手段。     

改建成昆铁路峨眉至米易段地质选线方案研究

研究目的:成昆铁路沿线受构造作用影响,沿线地形地质条件极其复杂,岩体异常破碎,沿线崩塌、滑坡、泥石流、煤层瓦斯及采空区、活动断裂为控制线路方案的主要工程地质问题。开展地质选线技术研究不仅可以最大程度地避免线路穿越风险极高的工程地质问题段落所带来的工程安全隐患,也可为该地区远景铁路规划提供参考。研究结论:(1)在现场地质调绘、钻探、物探、室内试验分析及相关专题研究工作基础上,认为本线控制线路方案的主要不良地质有崩塌、滑坡、泥石流、煤层瓦斯及采空区、活动断裂;(2)针对本线的主要工程地质问题,提出了复杂地质条件下铁路地质选线原则;(3)综合分析了各方案地质条件,利用选线原则选定了工程地质条件相对较优的线路方案;(4)该研究成果对于复杂艰险山区铁路工程地质选线具有借鉴意义。     

川藏铁路沿线特殊环境地质问题的认识与思考

研究目的:川藏铁路途经的冈底斯-念青唐古拉山活动陆缘带与喜马拉雅褶皱带北部交界区,是铁路之前从未从事过建设的区域,面临缝合带内动力作用效应,冰湖溃决、冰川泥石流等特殊环境地质问题。因此需开展对川藏铁路沿线特殊环境地质问题的研究,为川藏铁路的成功修建和安全运营提供科技支撑。研究结论:(1)川藏铁路穿越三大缝合带地区,影响最大的是雅鲁藏布江蛇绿岩缝合带,需重视发生在喜马拉雅弧上的大地震对川藏铁路的影响,并建议利用先行工程开展缝合带地应力、地温测量等科研课题;(2)对海洋型冰川覆盖区的冰湖溃决、冰川泥石流等问题,应加强形成机理、运动特征等基础理论的研究,还需研究沿河线走高线位绕避沟谷灾害链等减灾选线策略。     

赣龙铁路扩能改造工程综合选线分析

研究目的:赣龙铁路扩能改造工程位于闽赣交界的山区,横穿武夷山脉,沿线地形地貌、地质条件非常复杂,通过对两处典型地段的选线分析,综合考虑地方规划、经济技术、施工难度、工程风险和工程投资等因素,提出一个合理可行线位选择方式。研究结论:(1)赣龙铁路扩能改造工程地处闽赣交界山区,地形地质条件十分复杂,在充分考虑线路长度、工程投资的情况下,结合利用既有线情况、工程地质条件、施工难度、工程风险、地方区域规划和长远发展等情况,进行经济合理的工程选线,是本线的主要特点;(2)扩能改造工程应尽量贴近既有铁路通道,便于接入既有车站,车站布置采用快速、普速分场并站方案,可充分利用既有站房和设备,方便运输组织管理,节约用地,减少地方市政配套建设。但对部分既有线路标准低,呈"弓背"线型地段,结合线路经由经济据点的比选及工程经济综合比较,可采用裁弯取直,结合地方城市发展规划,另设新站方案;(3)对细部线位的比选主要考虑工程地质条件、施工难度和风险,以工程可行性为主要评价指标;(4)宏观与局部,总体与细部相结合的选线方式,能做到线路方案服从大局,具体工程安全经济,技术方案合理,现场施工可行;(5)该成果可供其他既有线扩能线路方案比选和山区铁路勘察设计参考。     

普速铁路CTCS-0级列控系统优化方案研究

研究目的:我国普速铁路装备CTCS-0级列控系统,它通过列车运行监控装置(LKJ)结合通用机车信号实现列车超速防护,对于保证行车安全和提高运输效率发挥了重要作用。但是,CTCS-0级列控系统是基于当时的线路状况设计的,已逐渐不能满足我国铁路发展的需要。本文通过分析CTCS-0级列控系统面临的问题及相关的改进方案,结合列控技术的最新进展,提出一种普速铁路CTCS-0级列控系统的优化方案。研究结论:(1)方案维持LKJ存储线路数据的方式,可以减少地面设备改造的工程量;(2) LKJ通过无线通信与地面服务器校核数据版本,保证线路数据的正确性;(3)方案结合应答器和北斗卫星导航系统实现列车定位,避免司机可能的错误操作;(4)本研究成果可为普速铁路列控系统的改造提供一定借鉴。     

新建隧道双侧近接既有隧道施工风险评价研究

研究目的:浦梅铁路新建隧道双侧近接既有浅埋偏压隧道工程的不良地质问题突出,近接形式独特,施工风险影响因素复杂多样。为合理评价近接既有隧道工程的施工风险,本文对经典可拓法进行改进,提出专门针对新建隧道双侧近接既有隧道工程的施工风险评价模型,并以浦梅铁路双侧近接段作为算例进行验证。研究结论:(1)在经典可拓法的基础上引入层次分析法进行权重计算,并通过距离函数确定评价指标的综合权重,可提高评估结果的合理性;(2)建立了完整的新建隧道双侧近接既有隧道施工风险评价模型,构建了对应的风险评价指标体系,通过关联函数和综合权重实现施工风险等级评定;(3)利用建立的评价模型对浦梅铁路双侧近接工程实例进行风险评价,得出其施工风险等级为3. 4级,属于"高度风险"偏向"极高风险";(4)本研究结果可为新建隧道双侧近接既有隧道风险评价提供借鉴。     

基于数字地球的铁路三维空间选线技术研究

研究目的:基于数字地球建立铁路三维空间选线平台.研究结论:系统充分利用了数字地球软件提供的数字地形及高清影像等基础地理信息资源,建立了三维空间选线平台,并在"安康至张家界"、"郑州至万州"等项目中成功应用,应用表明该系统具有以下特点: (1) 实现了从Google Earth中的实时批量提取数字地形与影像数据;(2) 利用Google Earth的KML技术实现在Google Earth进行铁路平面定线,使Google Earth成为铁路的三维空间选线平台;(3) 建立了一个铁路线路及沿线自然环境的属性信息录入和查询机制;(4) 在传统AutoCAD平台下构建了新建铁路线路平、纵、横设计模块,满足铁路线路精细设计阶段的的各种功能,重点解决了纵断面优化问题;(5)实现了铁路设计成果在Google Earth中的三维可视化.     

黔张常铁路武陵山越岭隧道群工程地质选线

研究目的:岩溶地质灾害是黔张常铁路武陵山越岭隧道群铁路选线的重要控制因素之一。本文以黔张常铁路武陵山越岭隧道群工程为例,通过从岩溶危害与工程风险、工程设置条件、工程投资等方面对不同的隧道线路方案进行分析、比选,确定相对合理的武陵山越岭隧道群线路方案。研究结论:黔张常铁路武陵山越岭隧道群研究了三个方案:南方案(D14K)、中方案(DK)、北方案(D12K)。通过分析、比选,得出结论:(1)D12K方案受岩溶危害程度轻,工程风险相对较小;(2)从工程设置条件分析,各方案工程设置条件基本相当;(3)从工程投资方面分析,DK、D12K方案分别较D14K方案贵2 636.2万元、5 686.3万元,但D14K方案受岩溶危害大,工程潜在风险大;(4)北方案(D12K)设置武陵山越岭隧道长度短,工程设置条件尚可,虽工程投资略高,但工程受岩溶危害小,工程风险较低,为最优方案;(5)本研究成果可为以后优化岩溶地区隧道地质选线工作提供参考,以降低工程投资和施工风险,保障工程安全。     

玉磨铁路采空区段地质选线研究

研究目的:玉溪至磨憨铁路沿线矿产资源丰富,采空区对线路走向影响较大。本文通过对沿线采空区地质概况、开采情况进行详细调查,并参照相关理论对其稳定性进行分析,重点对影响控制线路方案的铜矿和盐矿采空区段进行地质选线研究,探究合理的方案,为玉磨铁路选线提供重要参考依据。研究结论:玉磨铁路牙骨铜矿、磨黑盐矿及磨歇盐矿采空区分布于不同段落,具有不同采空特点。通过地质选线研究得出以下结论:(1)牙骨铜矿采空区开采年代久远,难以查明采空情况,建议采用绕避采空区的他郎河下游方案;(2)磨黑盐矿采空区地表沉陷明显,可研设计方案位于移动盆地内,且矿区地下水侵蚀作用等级高,建议线路避绕;(3)磨歇盐矿采空区避绕方案长度变化小,虽然桥隧比增加,但仍为地质选线推荐方案;(4)采空区往往稳定性较差,治理难度较大,工程风险大,线路方案应尽量绕避;(5)本文分析结果可以为类似环境条件下采空区地质选线提供一定的参考。     

基于模糊可拓理论的山区铁路线路方案对比研究

复杂艰险山区铁路方案比选是一种复杂性高、技术性强、影响范围广的多目标决策问题。为科学有效地评价线路方案的优劣,利用梯形模糊层次分析法和可拓理论,建立基于梯形模糊可拓理论的山区铁路线路方案评价模型。首先,根据复杂山区铁路的特点及其所处工程环境,建立多层次多指标线路方案评价体系;其次,利用梯形模糊数AHP确定指标权重;然后,利用可拓学中的关联度法来确定方案目标层的优度等级和优度评价法,对线路方案进行总体评价;最后,通过具体的实例分析证明了该评价方法的可行性和实用性。     

利用铁路枢纽线路开行市郊列车的有关探讨

研究目的:利用大型城市铁路枢纽线路开行市郊列车不仅是对铁路资源的充分利用,在完善并优化城市轨道交通体系、合理使用轨道交通资源、配合并引导城市建设与发展等方面均具有重要意义。研究结论:(1)城市轨道交通体系应基于中心城区、近郊、远郊之间联系强度的大小来构建,采取不同层次的轨道交通配置,发展市郊铁路可以完善大城市轨道交通体系;(2)北京铁路枢纽有富余能力的铁路可作为城市轨道交通体系的一部分,承担城市轨道交通功能;(3)发展市郊铁路的模式一是城市轨道交通延伸,二是利用既有的干线铁路,通过适当改造使其具备开行市郊列车的功能,三是新建市郊铁路;(4)本研究对于大型城市建立轨道交通体系、开展利用既有铁路枢纽线路承担城市轨道交通功能研究具有借鉴意义。     

基于修正G1和Vague集的川藏铁路重大桥梁桥位评价研究

为指导复杂地形地质条件下艰险山区铁路--川藏铁路的重大桥梁工程桥位选择,针对川藏铁路沿线特征,以减灾为核心,以工程技术、工程经济、施工条件、地形地质、水文气候、生态影响6个方面17个指标建立指标体系,基于CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation, CRITIC)-G1(Order Relation Analysis Method, G1)法组合赋权和Vague集-TOPSIS法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)多属性模糊决策建立川藏铁路重大桥梁桥位评价模型。应用模型对川藏铁路怒江大桥桥位进行评价,得到丢攻高桥方案为最优桥位方案。结果表明:指标体系对川藏铁路桥位方案评价具全面性和针对性;CRITIC修正G1法组合赋权能提高指标赋权合理性;Vague集-TOPSIS法模糊决策能提高川藏铁路重大桥梁桥位模糊评价的准确性,模型评价结果合理可靠,可为铁路重大桥梁桥位选择提供合理可行的决策方法。     

BP神经网络在铁路建设风险评估中的应用

研究目的:中国铁路建设项目是实施"一带一路"战略的重要组成部分,而海外铁路修建的风险评估是项目的首要环节。本文首先综合各项风险因素,主要分析铁路建设项目沿途的亚洲及欧洲部分国家,建立了铁路建设项目风险评价体系;其次,针对亚欧两个大洲政治经济文化上的差异,使用了不同的训练算法建立了两个独立的BP神经网络模型。研究结论:(1)本文针对亚洲和欧洲不同的情况,利用不同的函数建立了BP神经网络模型来进行风险评价;(2)通过所创建的神经网络模型,在铁路建设目标国宏观风险评价中,只需专家给出目标国各个风险的评分,就可以得出目标国的总体建设风险评分,无需再进行繁琐的人工总体评分;(3)本研究结果可用于高速铁路建设风险评估。