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.     

基于三维空间场景的铁路选线技术研究

利用先进的机载激光雷达和数码航摄仪采集的高分辨率海量影像数据资源,建立三维空间场景。在"铁路线路虚拟踏勘系统"的海量数据管理平台上,结合CAD平面设计进行铁路选线。研究采用三维虚拟现实技术和CAD平面设计,将基础地形和线路方案相结合,实现基于三维空间场景的铁路选线,使设计方案更加合理,并在一定程度上解决了野外现场调查的人员和设备等投入大的问题。     

铁路选线理念的创新与实践

研究目的:铁路选线是铁路设计中最根本、最重要的工作,是影响全局性的总体工作.随着铁路技术标准的提高和高桥、长隧修建技术的提高,铁路选线理念发生了较大变化,高速路选线设计更加注重工程安全、更加注重环境,城镇规划,资源开发、交通、农田、水利设施间的协调,要求总体上相互配合,全局上经济合理,更多地采用高新技术,这也是世界一流高速铁路、客运专线的总体设计要求,为此,线路选线的质量将直接关系到铁路工程建设的可靠性、安全性、技术可行性和经济合理性及社会接纳性,关系到铁路和地方经济社会的发展,因而它是高速铁路建设应重视的首要问题,只有树立正确的选线理念,才能建设世界一流的高速铁路.研究结论:本文简述了高速铁路选线的主要制约因素,提出了坚持地质选线、重大工程优先选址、环保选线、规划选线、资源选线、横断面选线,六位一体的选线原则理念,并强调在确定线路走向时要做到失小得大,对重点线路与非重点线路区别对待,做到合理配置资源,避免浪费.在线路方案比选中,要高度重视投资控制,但不能把投资作为唯一的要素考虑.只有投资合理、社会综合效益最大化的线路方案才是最优方案.     

山地城市轨道交通的选线难点与应对方法

以山地城市轨道交通选线的难点及其应对方法为研究对象,介绍重庆城市特点及其轨道交通线网规划情况,指出山地城市线路设计常见的建设用地紧张、道路狭窄、地势制约明显、控制要素众多等问题与难点,分析并给出建设时机选择、平纵断面设计、车型改进等方面的应对方法.     

城市轨道交通规划选线存在问题及建议

研究目的:影响城市轨道交通建设项目标准、规模、舒适度、网络资源共享及运营效益的重要阶段是前期规划,好的规划,既可充分发挥线路功能,最大限度服务客流,减少重复建设,也为后期项目建设留有良好的灵活性,该问题已得到行业中人士的普遍认可。但如何做好前期项目研究,给政府决策提供较好的依据是规划选线人员应该非常重视的问题。本文通过分析目前规划选线存在的一些问题,提出一些初步建议,意在引起各方高度重视规划阶段的工作,并给予大力支持,为项目建设规划一条良好的线路。研究结论:本文对城市轨道交通规划选线有影响的相关方面进行了初步分析,针对建设管理层面多系统管理问题提出需要进行整合,统筹考虑,分步实施;规划层面存在的实施性差、缺乏规范化问题提出需要有前瞻意识,与研究单位对工程问题、运营问题等进行深度沟通,做好线网的规划控制,特别是大宗用地提前进行规划控制;业主层面存在力量差、被动协调问题提出需要积极牵头与相关部门进行协调落实,推进方案的稳定,并具有较好的可实施性;规划选线技术人员存在综合素质差、主动性差等问题,提出需要扩大知识面,在规划指导下,对各种方案深入研究,提出技术经济综合比较的结论,供决策者决策;招投标模式由于多次招标,建议采用一次招标方式,给设计研究单位足够的信心。     

吉林至珲春铁路蛟河煤矿区工程地质选线

新建吉林至珲春铁路位于吉林省中东部地区。作为控制线路方案关键节点,根据线路规划及地方要求,蛟河地区为必设站点地区,蛟河煤矿区为线路必须通过地区。通过对采空区的地层岩性、地质构造、开采现状及地表变形的调查和勘测,分析了三个线路方案的利弊,提出了合理的线路设计方案。     

单县铁路接轨及走向方案研究

单县铁路跨越山东、江苏两省,线路东接在建丰沛铁路,经徐沛铁路接入陇海线。在充分考虑路网规划的基础上,研究单县铁路可能的接轨方案,结合沿线地形及工程地质条件,就线路走向与城市规划、矿区资源、土地利用等问题经行综合比选论证,提出了合理的线路接轨及走向方案。     

城轨三维电子沙盘中列车运行仿真的研究

本文以地铁运行线路为基础设计城轨三维电子沙盘模型,同时利用OSG(OpenSceneGraph)技术驱动电子沙盘中地铁的运行.从场景模型的生成、沙盘中动态场景的控制、列车在三维空间的定位算法等方面研究虚拟仿真技术在城轨列车运行系统中的运用,可以为列车运行系统的设计提供参考和验证.     

复线线路的线型设计与整体优化

介绍了复线铁路线型几何设计的方法和平，纵面整体优化设计的方法，从理论上证明了铁路线路平、纵断面整体优化设计可以分为两步，纵断面优化和平面优化，这两步交替运行就可得到最优解。     

基于数字地球铁路三维空间选线系统研究

针对传统二维定线的局限性,提出了基于数字地球的铁路三维空间选线思想,分析了系统的功能结构和关键技术问题,建立了Google Each和AutoCAD集成式的设计平台.利用Google EarthCOM API、KML标记语言以及多线程技术,开发了基于Google Each的铁路交互式设计模块和方案综合展示模块,并将系统成功地应用到多条铁路的规划设计中.     

基于遗传算法的铁路纵断面优化系统的研究

提出一种基于全局最优的改进式遗传算法.采用改进的启发式交叉算子和多种算子混合操作,加快算法向最优解收敛的速度.给出相应的纵断面优化模型,并改进初始种群生成的方法,将一个二维优化问题转化为两个一维优化问题进行求解,简化了算法的执行过程.引入惩罚函数的概念处理方案的约束问题,设计算法实现的流程图,并开发相应的优化系统.利用实例证明遗传算法在纵断面优化设计中的可行性及全局寻优的性能.     

基于GA-MADS混合算法的既有铁路平面线形自动重构

研究目的:既有铁路平面线形重构是铁路养护维修与增改建设计的重要基础,重构结果对列车运行安全、养护改建工程量将产生重要影响.既有方法通常先识别确定交点坐标,再逐交点优化半径缓长,属局部重构,难以实现全局优化;同时对约束的处理还不全面,重构的线形需要经过大量人工调整方可应用.对此,本文提出一种遗传算法混合网格自适应直接搜索...     

考虑抽样时间间隔的特殊单臂Bandit报酬过程

应用动态规划向后归纳法和贝叶斯方法,研究了一类特殊单臂Bandit报酬过程的最优决策问题。在这个模型中,未知Bandit过程是抽样时间间隔服从负指数分布,抽样值服从Erlang(2)分布,允许在任意时刻跳转的Bandit报酬过程。讨论了这类Bandit报酬过程Gittins指数的单调性质,并在此基础上将包含这类过程的单臂Bandit报酬过程的最优决策问题简化为一个最优停止问题,构造了计算过程最优停止时间的算法。     

高速铁路线路线形动力仿真及乘坐舒适度评价

建立了面向线路线形分析的车辆-线路动力相互作用模型,并开发了相应程序。其次,分析了适用于线路线形动力仿真的乘坐舒适度评价指标和方法。最后,对最小坡段长度和圆曲线半径对乘坐舒适度影响进行了分析,从动力学角度得到了高速铁路线形核心参数合理取值。研究成果可为高速铁路线形参数合理选取和线路方案动力评价及优化提供理论依据和分析手段。     

基于系统论的智能高铁建设运营管理创新与实践

为解决新时期高铁建设运营工作中由要素众多、变化动态、关联密切等系统集成而带来的管理难题,构建“模数驱动、轴面协同”的智能高铁建设运营管理系统模型,以描述多专业协同、外部需求满足、与外部环境互动的静态截面最优设计,以及全生命周期动态最优的系统目标;构建高铁系统与信息系统双螺旋融合促进模型,分析智能高铁系统管理效率提升的作...     

高速铁路动态定价与票额分配协同优化研究

目前我国高速铁路票价制定还比较缺乏灵活的市场化机制,严重影响铁路运输企业收益和服务水平的提高。基于高速铁路旅客出行规律和收益管理策略,研究高速铁路动态定价与票额分配协同优化方法。在分析旅客出行价格需求弹性的基础上,构建基于Logit模型的客流弹性函数,考虑临近发车客票不涨价和运输能力等约束,建立以期望客票总收入最大化为目标的优化模型,设计一种基于超分方程的分步算法,求解不同时段下不同列车的最优票价与票额分配方案。以京沪高速铁路为例进行计算和分析,与固定费率票价相比,动态票价策略能保证服务水平,系统总客流需求下降0.73%,企业客票总收益提高4.95%。     

30 t轴重重载铁路高低/轨向复合不平顺管理限值分析

基于动力学理论并利用多体动力学仿真软件UM建立30 t轴重重载车辆-轨道空间耦合模型,分析高低/轨向复合不平顺波长、幅值对重载车辆动力性能的影响,确定最不利波长并提出高低/轨向复合不平顺幅值管理建议值。研究结果表明:(1)高低/轨向复合不平顺的最不利波长为10 m,波长大于40 m后,波长对动力性能影响较小;(2)高低/轨向复合不平顺中的高低不平顺成分幅值变化对轮重减载率、车体垂向加速度等指标影响显著,而轨向不平顺成分幅值变化对脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体横向加速度等指标影响较大;(3)仅开行重载货车的线路,高低/轨向复合不平顺偏差限值I~Ⅳ级管理标准建议分别取为4 mm/5 mm、7 mm/8 mm、10 mm/10 mm、14 mm/13 mm。     

基于LS-DYNA的城际高速铁路高架线路等速双向会车动力响应分析

基于LS-DYNA大型有限元仿真平台,建立了城际高速铁路高架线路双向会车动力学模型,通过测试数据对模型进行初步验证,在此基础上开展了等速交汇下的高架线路动力响应特点及规律的分析计算。计算结果表明:单向行车和双向会车对由高架线路振动引起的列车运行舒适度影响不大;在速度为100～500 km/h范围等速双向会车时桥梁跨中垂向挠度大于单向行车时的1.6～2.3倍,且在150 km/h和300 km/h出现了峰值,跨中横向挠度只有单向行车时1/2～4/5,且在400 km/h出现了峰值;2列车交会时轮重减载率略大于单向行车时减载率,而脱轨系数在大部分速度区段明显小于单向行车时脱轨系数。     

基于近似曲率的铁路既有线纵断面分段算法

纵断面线形的精确分段是后续铁路线路优化调整的基础。针对现有方法自动分段效果差且精度低的缺点,研究一种能够实现线形精确自动分段的算法。首先,在对比各种方法的基础上,提出一种基于测点近似曲率的线形自动分段算法,针对铁路竖曲线弧径比过小易导致的拟合病态问题,采用基于半径确定的最小二乘算法进行圆心精确定位,以提高分段点的精度。经实测数据验证该算法能自动化识别特征点位置,且具有更高的精度。     

基于Lingo的站场土石方调配系统模型与应用

以土石方调配系统的总费用最低为目标,建立通用的站场土石方调配问题的数学模型.由于土石方调配问题可以归结为一个线性规划问题,而Lingo软件是一种专门用于求解数学规划问题的优化计算软件,可用于求解线性规划和整数规划问题,将该软件应用于站场土石方调配领域,并通过一算例进行了验证.结果表明,运用Lingo软件解决土石方调配问题具有显著的优越性,是解决大规模土石方调配问题的有效途径.