青藏高原东缘进藏高等级道路面临的挑战

随着国家"十二五"西部深度开发战略的实施,从青藏高原东缘进藏的高等级道路建设已开始分步启动,有关全线控制性问题与相应关键技术的研究急待开展.介绍了青藏高原东缘进藏交通廊道的概况,在此基础上提出了横跨南北平行岭谷地形的选线设计、海洋性山谷冰川的长程威胁、过断层蠕滑变形带的线路工程设计等我国高等级道路兴建遇到的新问题.最后,以鲜水河方案为例,提出了个体工程布置采用简易工程减少工程损失,方案比选采用期望年换算工程运营费的地震风险调控程式;针对深切峡谷沿河线沟谷灾害链风险,建议采用沿河线走高位的风险绕避策略,从而建立了基于选线设计宏观决策层面的特大灾害风险调控策略框架,可供东缘进藏髙等级道路建设以及康定至林芝段的方案论证参考.      

基于效用理论的铁路选线方案比选模型

为了解决传统铁路选线设计方案评价方法没有考虑不同宏观经济形势的影响,并且对于一些不能完全用货币衡量的环境影响和社会效益等定性指标难以进行定量化研究的问题,引入效用理论以及多属性决策中的投影法,在专家采用语言变量对定性指标进行评价的基础上,将定性指标转化为区间数,再通过定义效用函数对宏观经济的影响效果进行量化,建立了不同宏观经济形势影响下的线路方案评价模型.根据该模型,通过使用不同的经济环境因子k来选择与其对应最优的线路方案.最后通过一个局部走向方案的比选实例说明了模型的作业程式,为新形势下铁路选线设计的方案选择提供了一种新的综合评价方法.      

地震共振涌浪作用下冰碛堰塞坝的漫顶溃决

为了研究冰碛坝在地震共振涌浪作用下的漫顶溃决机制,设计了振动台造波模型实验. 首先,通过对比实验获取了地震共振涌浪运动规律和最大波高的影响因素,并通过量纲分析建立了共振条件下涌浪最大波高计算公式;其次,依据非均匀沙起动临界水头高度与溃坝输沙临界水量条件,建立涌浪作用下堰塞坝漫顶溃决临界条件与溃决风险评估程式;最后,以帕隆藏布流域川藏铁路交通廊道沿线34个小型冰碛堰塞湖为例说明评估程式的作业流程. 研究结果表明:地震触发小型水体共振时涌浪运动幅度远超同等条件下的非共振涌浪幅度,且地震作用停止后涌浪波幅缓慢衰减,在共振涌浪时程曲线中存在稳态幅值持续运动阶段;当考虑地震共振效应后,帕隆藏布流域危险冰碛湖数量由3增至11,并在地震动水平地震加速度（PGA）较小区域均有分布;研究可为川藏铁路等沿线堰塞湖地震溃坝风险评估提供科学依据.      

基于区间数距离的铁路线路方案决策模型与方法

为了研究铁路选线方案决策中定量指标与定性指标难以综合评价的系统量化问题,引入区间数理论,建立了基于区间数距离的铁路线路方案决策优化模型. 首先将选线方案中的定量和定性指标转化为区间数,得到区间数决策矩阵;然后对决策矩阵进行规范化处理得到规范化区间数决策矩阵;接着利用区间数距离法计算评价指标的权重,构造加权规范化决策矩阵;再基于加权规范化决策矩阵,利用区间数距离对决策方案排序择优,得出综合比选结果;最后结合工程比选实例验证了模型的作业程式. 结果研究表明:该模型在将含有不确定性信息的定性指标进行量化时,比传统的AHP方法可减少主观原因对决策结果的影响,尤其是指标权重的计算结果更可靠;在进行决策方案排序择优时比利用传统的投影法计算更为简便.      

工程与环境协调的山区高速公路选线决策程式

山区道路工程多数沿河谷行进,从而与地质环境脆弱带在空间上直接冲突。利用结构模型解析法,确定山岭区沿河公路选线设计主要因素多级递阶结构图的过程,其核心是在选线设计时,首先需要评价工程对环境的影响,尽量控制或减少工程对环境的不利作用,从工程设计源头控制灾害,从而建立了工程与环境协调的山区高速公路选线决策程式。并以西攀高速公路垭口北段为例,介绍了在这种工作模式指导下的具体实施流程。     

基于高速公路选线方案

结合高速公路项目选线的特点,采用层次分析法、模糊综合评价理论等系统分析方法,对高速公路线路方案的选择进行探讨。针对高速公路方案选择既有模糊性又有相对性的特点,建立高速公路选线方案决策系统模糊优化理论模型。     

基于改进遗传算法的铁路三维空间线路智能优化方法研究

归纳和总结了铁路线路智能优化与三维空间信息之间的内在联系,基于OSG技术对空间信息数据进行高效组织,加工处理与信息输出为一体,建立了三维空间信息模型,为铁路三维空间线路智能搜索提供可视化地理信息环境。以平面交点坐标、交点半径、纵面变坡点里程、变坡点高程为设计变量,充分考虑了空间线路平面约束、纵断面约束、平纵组合约束和环境影响约束条件,深入分析铁路三维空间线路优化费用目标函数,建立了铁路三维空间线路综合优化数学模型。采用浮点编码方式,以交点偏移距、交点曲线半径、链式变坡点高程为基因序列,针对多约束条件构成的优化空间进行深入的研究,生成线路方案群;基于多目标排序矩阵方式对每代中线路方案进行适用度计算,设计了选择、交叉和变异三类遗传算子,逐代遗传进化,实现了线路方案向最优线路方案群自动搜索,完成了铁路三维空间线路智能寻优过程。以本文提出的理论与方法为基础,基于vs.net、OSG、数据库等技术实现了铁路三维空间智能选线系统的开发,结合实际工程对本文的理论模型与算法进行了验证和评价。     

基于分步编码改进遗传算法的铁路智能选线

为实现铁路三维空间线形的智能优化,建立了综合考虑建设和运营费用、环境影响代价及线路约束的线形优化模型;针对平面、纵面控制点分别给出了分布方法,并构建了由平面交点偏移距、平曲线半径、变坡点标高3个基因片段组成的基因序列.在此基础上,提出了平面-纵面-完整基因的分布编码方法,设计了相应的多种交叉、变异算子实现线路方案的进化.实例分析表明:本方法克服了现有遗传算法产生的线路方案平、竖曲线重叠的缺陷;可生成满足线路约束条件且综合费用较省的线路方案群,最优的智能选线方案比人工定线方案综合费用节省了6.5%.      

高烈度地震山区铁路减灾选线技术

为从源头上减轻高烈度地震山区的铁路灾害,针对选线设计中廊道方案选择和空间定线,从风险调控的理念,研究了减灾选线技术.采用断裂构造地貌理论,对活动断裂塑造的地貌格局和强震灾害效应进行了综合分析,得出了廊道方案选择原则.根据波动理论,对芦山、汶川地震等表现出的地震波传播的地形效应进行分析,提出了空间定线要点.研究结果表明:逆断层下盘挠曲盆地、正断层上盘断陷盆地、走滑断层断陷盆地和拉分盆地,均是铁路廊道方案可利用的地貌单元.确定大段落线路高程时,可不考虑高程放大效应;峡谷地形线路应避免布置在地震波入射方向一侧;近场区线路应选择在地震波传播的迎坡向,远场区在背坡向;应尽量避免设置小半径曲线,凸曲线应避免设置深路堑或高大支挡工程.      

洛湛铁路南段低山丘陵地区选线方案研究

铁路选线是铁路设计综合性的基础工作,涉及面广,必须统筹兼顾,因地制宜及合理取舍。洛湛铁路经过湘、桂、粤三省区,线路经过低山、丘陵、岩溶孤峰及平原等不同的地貌单元。沿线不良地质和特殊岩土广泛分布,本文通过研究适应沿线地形地质条件的最小曲线半径、最大坡度,对水库地区线路越岭方案进行了大范围的比较,取得了良好的选线效果;根据岩溶地区特点提出了基本的选线原则;对如何加强滑坡地区工程地质选线进行了成功的尝试,为在此类地形、地质条件下的铁路选线提供可以借鉴的经验和教训。     

铁路线路方案比选中可拓评价方法的应用

为在备选线路方案集中选择合理有效的方案,利用可拓学理论的物元分析和关联函数,建立线路方案备选集的评价模型,对各待评方案的优劣等级进行比较,选取合理方案。实例研究表明,该方法具有简单、直观等特点,可用于对不同时期铁路线路方案的比选分析中。     

我国高速客运专线的调度指挥模式

分析了影响我国客运专线调度指挥模式选择的因素并结合我国的国情和路情提出我国高速客运专线可能采用的3种调度指挥模式：全路集中调度指挥模式以及区域集中和按通道调度的二级调度指挥模式．确定了我国高速客运专线的调度指挥模式．为适应我国近期高速客运专线的发展与运营需求，我国高速客运专线的调度指挥模式为设置在相关铁路局调度中心的客运专线与既有线调度指挥人员协同办公的区域集中二级调度指挥模式．     

高速铁路调度指挥系统纵向结构协同有序度模型

为深入研究调度指挥系统的协同机理,针对我国高速铁路成网后可能存在的全路集中、区域集中和干线二级三种调度指挥模式,系统分析比较了各模式的管理层级和组织结构特征.结合协同学理论提出了调度指挥系统结构协同有序度概念,并以实现调度指挥系统组织结构纵向协同为目标,采用信息熵理论构建各模式下的通用有序度模型,在此基础上提出了调度指挥模式定量选择方法,最后通过案例分析验证其有效性.研究结果表明:调度台数量为60时,增设二级管理控制中心能够提高调度指挥系统组织结构有序度0.05~0.10;合理的二级管理控制中心配置方案能有效提高系统组织结构有序度0.1.      

公铁货流转移下铁路车流径路与列车编组计划联合优化

促进更多货流从公路转移到铁路是实现“双碳”目标的重要路径之一，也是推动铁路高质量发展的关键举措。鉴于此，本文以公铁货流转移量、铁路车流径路选择及编组去向等为主要决策变量，以公铁两网物流总成本极小化为目标，构建公铁货流转移量与铁路车流径路及列车编组计划联合优化模型，实现“公转铁”货流全过程、多阶段运输费用的数学表达，得到系统优化的OD间公铁货流转移量、车流走行径路和改编站点。针对模型的非线性特征，引入辅助0-1变量进行线性化，将其转化为混合整数线性规划模型，为验证模型有效性设计算例，借助数学规划优化器GUROBI进行求解。结果表明，模型可为公铁货流转移方案配置合理的接驳路径和列车编组方案；相较于既有研究，本文构建模型考虑了公铁两端的接驳转运费用和铁路车流集结与改编费用，使得“公转铁”物流总成本增加了约23.06%，转移货流量降低了约4.91%，更准确地描述了公铁货流转移过程，为制定“公转铁”运输方案和组织措施提供一定的理论依据。     

铁路集装箱枢纽运输组织

分析了集装箱结点站的中转作业方式．提出了结点站所在枢纽范围内集装箱运输的3种输送方案．方案Ⅰ用普通集装箱列车送入结点站；方案Ⅱ用摘挂列车送入结点站改编，普通货车再用小运转列车向编组站输送；方案Ⅲ用摘挂列车送入编组站改编后，再由小运转列车挂运到结点站．为比较上述3个方案，根据运输组织等相关理论建立了运输消耗的数学模型．方案Ⅰ作业消耗量最少，集装箱使用效率最高，但实施困难．因此，方案Ⅰ作为集装箱运输的发展方向，方案Ⅱ或Ⅲ作为结点站建设时期的过渡方案．     

跨水库高速公路的路线方案选择

以宝汉高速公路跨石门水库的路线方案为例,分析不同跨越位置的几个有价值的路线方案的优缺点,得出跨水库高速公路路线方案选择的技术关键点,以期为类似项目提供一定的参考。