基于层次分析法的南亚某环线铁路选线设计

研究目的:为客观合理地做好南亚某国家环线铁路的选线设计,为业主决策提供科学的依据,采用层次分析法,结合项目现场实际情况,从工程、运营、社会影响、环境影响4个方面,分析识别主要工程费用、土地征用等16项评价指标,建立起适用于南亚某国的铁路选线层次结构模型。研究结论:(1)利用层次结构模型,对环线铁路线路方案进行评价,通过打分评价,从而选出最优方案;(2)在环线铁路项目的线路方案比较中,层次分析法的论证结果与业主最终采用的方案保持一致,证明了决策的有效性;(3)运用层次分析法开展铁路选线,按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策,是解决这一多目标决策问题的有效方法;(4)本文研究可为南亚地区类似铁路项目选线提供一定的参考和借鉴。     

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。     

新建铁路网络效益计算

研究目的:新建铁路的网络效益是指新建铁路对路网中其他线路运量和效益的增加效果,是新建线路经济效益评价以及网络影响评估的重要指标。为准确界定新建铁路本线和跨线客流引起的路网中其他线路运量增加及路网中原始客货流径路调整后产生的额外效益,本文基于外部性理论,分析新建铁路网络效益的构成及计算方法。研究结论:(1)依据网络配流和车流径路优化,构建了新建铁路网络效益计算的多目标优化模型;(2)考虑0D流的等级要求,按照OD点重要度划分运输需求层次,并给出动态径路搜索调整下的模型求解步骤,以实例验证了模型和算法的有效性;(3)所建模型及算法可用于路网视角下铁路新建项目的网络影响计算及铁路建设项目的经济效益评价。     

基于滑坡危险性区划的山区铁路规划选线方法

在铁路工程设计中选择合适的评价方法对线路设计方案进行比选分析,从而选出最优的选线规划方案是前期研究的主要工作。本研究根据拟建川藏铁路康定至林芝段沿线滑坡灾害的孕灾环境、诱发条件和灾害特征,选取断层距离、地层岩性、相对高差等10个危险性评价指标,采用贡献权重法(CRW)对4种设计方案线路进行定量危险性评价。运用GIS系统中的自然断点法对危险性结果进行分级区划和制图,由此对各方案线路的危险度进行统计分析,并结合线路的长度和经过的经济据点指标对4种选线方案进行比选分析,推选出理塘-八宿方案为最优方案。     

基于组件式GIS的铁路绿色选线决策支持系统研究

基于GIS(Geographic Information System)和DSS(Decision Support System)技术,建立人机交互子系统、模型库子系统、知识库子系统和数据库子系统有机结合的铁路绿色选线决策支持系统.系统在图层叠置中引人权重,对各影响因子进行综合评价;系统在分析线路对环境的影响时,以缓冲区体现线路环境影响范围,以环境敏感等级体现各区域的环境特性,以因子预测值体现因子对拟建线路经过区域的影响,并从线路自身和沿线区域2个方面综合体现环境影响状况.将线路方案的综合环境影响面积作为衡量选线方案对环境影响程度的指标,并纳入到方案比选体系中,有助于更加科学、合理地决策线路方案.     

考虑确定型偏好行为的艰险山区铁路选线决策方法研究

针对传统铁路选线方法研究中未考虑决策者的主观偏好行为,基于决策理论考虑确定型偏好行为对艰险山区铁路线路方案选择的影响,力争构建最佳决策方法来契合决策者的确定型偏好行为。引入直觉模糊集理论,考虑决策者在决策时的犹豫度,通过直觉模糊交叉熵距离度量直觉模糊集的距离或差异程度;构建艰险山区铁路方案比选指标体系,包括技术可行性、经济合理性、施工条件及环境影响、社会政治经济意义4个评价指标层;结合灰色关联分析法思想,考虑评价指标层在权重完全未知和部分未知两种情况下的决策方法。通过案例分析,验证该决策方法的可行性和实用性,提高决策的质量和水平,指导艰险山区铁路选线方案决策。     

基于混合多属性决策的铁路站位方案评价模型

铁路站位方案的评价和比选,是一个涉及多种定量和定性指标的多层次、多因素的复杂多目标决策过程。为了解决铁路站位方案比选中指标权重确定和定量化综合评价的技术难题,提出一种基于混合多属性决策的方案综合评价模型。首先,建立涵盖技术、经济、环境和社会意义的综合评价指标体系;然后,根据离差法的基本思想,计算符合工程具体实际的指标客观权重;再利用三角模糊数对定性指标进行量化,并应用混合多属性决策中的TOPSIS原理,确定各备选方案的综合优越度,从而对铁路站位方案进行评价和排序;最后通过云桂铁路广南站位方案的比选,进行实例分析。实例分析表明:评价模型对铁路站位方案的综合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。     

基于智能CAD系统的铁路选线方案多目标综合评价方法

在分析铁路选线领域知识特点的基础上,建立了铁路选线多方案综合评价模型,阐述了评价铁路选线方案优劣的综合评优方法,即带偏好信息的设计方案多目标灰色关联度决策方法;提出了根据线路方案设计信息直接获取铁路选线方案的评价指标信息和自下而上逐层构造决策矩阵并进行多目标综合评价的思想.本文提出的方法已被成功地用于铁路新线设计智能CAD系统.     

网络搜索模型在铁路选线方案优化辅助决策中的应用

长大铁路干线,在可行性研究阶段考虑的比选方案往往数量庞大,单靠传统人工作业模式,难以完成对所有方案的分析,必须发展相应的自动化方法。以图论为基础,采用"图"来描述复杂工程系统的网络结构,提出弧权指标评价体系,建立网络搜索模型。以川藏铁路前期规划研究为例,通过变化评价体系中指标权重的方式,开展确定推荐方案在可行方案集中的排序、分析存在较大优化空间的区段、甄别对铁路线路方案起控制作用的影响因素等研究。研究表明,网络搜索模型可以快速计算不同权重的方案网络权值和排序,有利于分析比选方案在不同权重下可能的后果和影响,在提供铁路选线方案优化辅助决策方面具有一定的参考价值。     

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.     

基于大地震风险的川藏铁路线路方案评价模型

研究目的:川藏铁路途经的道孚、甘孜地区是我国著名的高地震烈度区,区内地震活动强烈,频次高、震级大。因此,开展针对川藏铁路的基于大地震风险分析的线路方案评价研究,对于川藏铁路的选线设计和安全运营具有重要作用。研究结论:(1)提出了铁路大地震风险的定义及计算方法,并通过改进铁路传统的评价方法,建立了大地震风险区铁路线路方案评价模型;(2)利用ALARP准则将风险分为可接受风险、可容忍风险及不可容忍风险三类,通过利用改进的方案评价方法和汶川大地震实震统计数据提出了相应铁路大地震风险的分类标准,并建立了通过方案比选作业从宏观层面实施铁路大地震风险调控的技术体系;(3)最后的实例分析表明:桥隧比例低的线路方案,考虑了大地震风险后的年换算工程-期望运营费增加不多,这应是具有普适性的现象;(4)该研究成果可为川藏铁路及其他高烈度地震区铁路的线路方案研究提供参考。     

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。     

铁路工程地质选线三维可视化技术与评价方法研究

研究目的:针对山区铁路地质选线中的地质条件复杂、线路方案多、论证周期长、方案决策难的问题,研究三维可视化地质选线技术和GIS工程地质评价方法,实现地质选线和评价方法的模型化、定量化和系统化.研究结论:通过研究多源地质信息集成、遥感信息提取、三维地理建模以及工程地质评价方法,建立三维可视化GIS集成体系,实现地质资料管理、空间分析、专题图制作、三维浏览功能,从而有效提高山区铁路地质选线的效率和可靠性.     

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。     

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。     

基于不确定型决策方法的铁路方案优选

研究目的:对于铁路路径的选择,一般存在多方案比选,本文主要研究基于不确定型决策方法的铁路方案优选。首先,摒弃传统的主观定性的决策方法,研究各种定量决策分析方法,并选择不确定型决策方法作为本文理论方法;然后,在不确定型决策方法中,深入了解"好中求好"、"坏中求好"以及α系数决策方法等三种不确定型决策方法的实施原理;最后,分别利用这三种不确定型决策方法对华中至蒙西地区煤运通道平江至新余段线路方案进行比选,并深入分析各比选结果,得出适用于铁路线路方案比选的理论方法。研究结论:(1)对于铁路选线决策的难点,本文在理论上研究了客观定量决策分析方法;(2)通过三种客观决策方法的比较,本文选取的α系数决策方法为适用于铁路选线的决策方法;(3)通过α系数决策方法的计算,代入工程实践,得出了华中至蒙西地区煤运通道平江至新余段线路的推荐方案,与现阶段施工方案相同;(4)基于客观定性方法的α系数决策方法可为速度目标值较低的货运铁路选线提供参考与借鉴。     

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。     

复杂岩溶区高速铁路减灾选线理论研究

研究目的:岩溶地区既有(高速)铁路建设中时常出现突水突泥、岩溶塌陷、地表失水等灾害,给人类生命财产造成严重损失,对环境造成不良影响,因此有必要从岩溶灾害风险管理角度研究复杂岩溶区高速铁路减灾选线理论,以便完善高速铁路选线理论体系,对岩溶区高速铁路选线工作、防灾减灾具有重要实际意义。研究结论:(1)揭示了复杂岩溶区控制高速铁路选线的岩溶致灾因子及灾害风险类型;(2)创立了复杂岩溶区高速铁路减灾选线理论:在识别岩溶致灾因子、灾害风险的基础上,以"绕避强烈发育岩溶,选择相对安全位置,设置合理工程设施"为指导方针,贯彻执行"先绕避、短通过、抬高程、傍河边、靠既隧、顺坡排、浅覆盖、防崩滑"二十四字减灾选线指导原则,初步选定线路方案;采用以多级模糊综合评价法、风险评估法进行线路方案定量综合比选和风险评估,不断完善线路方案;(3)该研究成果有利于完善铁路勘察设计规程规范,指导高速铁路选线工作,实现"防灾减灾、降低造价、确保安全"的目标。     

基于多灰色模型对比的累计前景理论的铁路路线方案优选

为对建设时间不确定情况下的铁路线路方案进行准确选择,针对确定型分析方法只能对决策局势进行静态分析,且忽视了人的非理性主观意识影响的不足.构建多灰色模型对比的累计前景理论模型,对不同时间点下的铁路线路方案进行优选决策.通过多模型对实际值进行模拟,选取模拟精度最高模型对优选决策指标体系中的灰色指标进行预测.以累计前景理论分析人为非理性因素对方案优选决策的不确定性影响,建立各方案累计综合前景值最大化的动态指标权重的约束非线性模型,通过模型求解得到各铁路线路方案的综合前景值,以此为依据对铁路线路方案进行了优选决策.例证表明,采用多灰色模型对比的累计前景理论进行多时间点铁路方案优选决策时,最优方案由2023年的4号方案变为2025年的2号方案.说明不同时间点下,灰色指标的动态变化影响了方案之间的优势关系.证明累计前景理论对于此类随时间而发生局势变化的多目标优选决策问题具有较强的处理能力,分析结果也更为科学合理.     

基于突变级数法的铁路绿色选线方案优选

为了科学有效地比选铁路绿色选线方案,提出基于突变理论的铁路绿色选线方案优选的突变级数法。首先,对铁路绿色选线方案评价目标进行多层次分解,其次,将底层评价因素进行无量纲化处理、归一化处理,然后,运用不同突变模型的归一公式进行逐层计算,得到突变级数值,给出最优方案。实例研究表明,该方法可避免人为确定权重的主观性,且计算简单、可靠性高,评价结果更趋于实际。