基于分层距离变换的铁路沿线立交通道线路优化

铁路建设过程中，不可避免地会与既有路网出现大量交叉。为确保既有道路运输能力的同时避免对铁路建设带来影响，交叉点处应布设立交通道实现两者之间的跨越。但在实际工程中，立交通道的设计除了要考虑最基本的几何线形约束，还应考虑额外的交叉约束、连接约束和既有结构约束，复杂且耗时。同时既有方法多依赖于人工决策，设计效率较低，实现在2个可变端点之间寻找工程造价最低的最优路径问题对于立交通道的线形优化具有显著作用。针对铁路沿线立交通道的线路优化，将立交通道施工成本作为目标函数，提出一种考虑与既有道路连接点和铁路交叉点均可变的铁路沿线立交通道线路优化模型。其次，提出一种基于距离变换的分层优化策略，将问题分解为非交叉段子优化和交叉端重组2个过程，削弱连接点与交叉点的耦合相互作用。最后，将计算机生成的解决方案应用到真实的立交通道项目中，与经验丰富的工程师人工设计方案进行比较，通过对结果数据的详细分析，其结果表明：与人工立交通道方案相比，利用分层优化策略生成的计算机方案可以将工程造价减少6.1%，有效减少了施工成本。可采用在2个可变端点之间寻找最优路径的方法来提高新建铁路沿线的立交通道设计效率。