高铁呼南通道邵永铁路引入邵阳地区方案研究

研究目的:呼南通道作为“八纵八横”国家高铁主通道之一,邵阳至永州铁路是呼南通道的重要组成部分。本文基于邵阳地区既有铁路、客流特点、城市规划等因素,研究提出邵永铁路在邵阳地区的引入方案,再根据运输能力适应、既有设备利用、工程投资节省、运营成本控制、未来持续发展等需求,进一步细化比选,形成邵永铁路引入邵阳地区的优选推荐方案。研究结论:(1)根据邵阳地区既有铁路概况,以及邵阳市城市总体规划和客运需求,研究提出邵永铁路引入邵阳站和新设邵阳南站两大系列方案;(2)通过比较分析各项具体方案的线路布局、工程投资、运输质量、未来发展等控制因素,推荐采用按线路别引入邵阳站娄邵场调整到发线分工的方案,并预留未来娄邵高铁引入邵阳站的条件;(3)本研究结果可应用于高铁呼南通道邵永段的勘察设计中,对引入工程的建设具有指导作用。

云桂铁路总体设计及技术创新

云桂铁路为中国“八纵八横”高速铁路主通道之一“广昆通道”的组成部分,路网地位突出。根据该项目的功能定位及项目特点,结合地形地质条件、城市规划、环境敏感点、工程安全以及投资合理性等方面,分析确定合理的枢纽引入、线路走向以及重点桥梁、隧道工程方案。项目设计过程中以“系统最优、风险可控”为核心思想,开展了科技攻关和工程实践工作,取得了系列技术创新成果,具有针对性、实用性和理论性,对复杂艰险山区高速铁路建设具有重要指导意义。

成渝中线高速铁路时速400 km关键技术创新研究

成渝中线高速铁路建成后将成为我国建设标准最高、运行速度最快的高速铁路。为贯彻国家创新驱动发展战略,结合中国国家铁路集团有限公司CR450科技创新工程,依托成渝中线高速铁路的建设,开展我国时速400 km高速铁路关键技术的创新研究和更高速度标准的综合试验验证,系统优化完善我国既有时速250~350 km高速铁路基础理论及规范标准,全面构建时速400 km全生命周期技术标准体系。研究成果不仅可助推我国高速铁路装备升级和高速铁路成套建造技术创新发展,还能指导我国的既有高速铁路网进一步提速,促进区域社会经济高质量发展。

顾及环境敏感特征的铁路线路方案优选方法研究

为合理地解决环境敏感区铁路线路方案综合优选问题,研究顾及环境敏感特征的铁路线路方案优选方法 .首先,基于文献调研和环境敏感区特征探析,分析总结影响线路方案的因素,构建涵盖4大方面18项指标的顾及环境敏感特征的铁路线路方案优选指标体系.其次,在专家经验主观赋权和工程信息客观赋权的基础上,运用灰色关联分析理论进行组合赋权.然后,结合改进优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)确定各线路方案的相对贴近度,进而实现线路方案优选.最后,以新建铁路西宁至成都线合作至郎木寺段线路方案选择为例进行优选方法验证.研究结果表明:该区段线路的4个备选方案的相对贴近度依次为0.527 9,0.523 6,0.508 7,0.522 7,方案一的相对贴近度最大为最优方案,基于本方法的优选结果与实际专家论证结果一致;与传统TOPSIS比较,基于改进TOPSIS的运算结果避免了计算结果受单方面优势指标影响的弊端,在运算过程中将线路方案涉及的极端优劣指标进行综合权衡考量,得到的运算结果更贴近实际情况.研究成果可为未来环境敏感区线路方案优选问题提供一种新的优选思路.

菏兰铁路引入兰考南站方案研究

研究目的:设计方案比选是一个多目标、多因素、多层次的系统工程。因引入新增线路,结合预测运量,既有线路的通过能力远期已趋于饱和,需进行各方案的优缺点分析,并合理选择引入方案。本文通过菏兰铁路引入兰考南站方案研究,选择合理的引入方案,确定合理的线路走向,达到降低工程难度和节省投资的目的。研究结论:(1)本文通过对运输组织、技术经济、车站咽喉疏解近期工程、同步实施线下工程、已实施工程等诸多方面的研究,结合河南省最新城际铁路网规划,分析各方案的优缺点,确定出相对优化的推荐方案,即上下行联络线分别在东西咽喉疏解方案;(2)通过运营条件、线路长度、工程投资等诸多方面的分析,结合沿线村镇分布、联络线设置条件等因素,对引入兰考南站线路方案进行了研究,推荐东绕仪封乡以R=3 000 m限速引入兰考南站方案;(3)本文研究可为类似项目的方案比选奠定理论基础,具有一定的参考价值。

铁路线路与地形三维模型实时动态融合方法研究

铁路线路与地形三维模型的融合是实现铁路线路三维正向设计的瓶颈之一。线路设计过程中,需要实时更新三维场景。现有的静态融合方法会修改原始的地形数据,且计算量大,耗时过长,无法满足动态交互式设计的需求。对此,提出一种铁路线路与地形三维模型实时动态融合方法。基于铁路三维场景,在每帧显示前动态提取视相关地形瓦片模型和线路三维模型,在内存中基于线程池并行对地形瓦片裁剪,实现二者的实时融合,并构建缓存队列,重复利用融合结果。为了提升单块地形瓦片和线路三维模型的融合效率,提出了“超挖-回填”的融合思想。借助高效的三角形空间网格索引,快速删除融合边界内及相交网格涉及到的三角形,虽然“超挖”部分三角形,但避免了繁杂的三角形定位、调整计算。依据超挖三角形外边界和融合边界构建“回填”区域,再采用剪耳法对“回填”区域重构三角网,实现铁路线路与地形三维模型的无缝融合。基于该方法开发了铁路线路三维设计系统,对一条104.9 km铁路案例进行了实验,结果表明:其显示帧率可以保持在35~45 fps,且能够实时更新三维场景。相较于传统的静态融合方法,该方法将长时间的全局模型融合转化为帧前的局部视相关动态融合,减少了线路方案修改时更新的融合数据量及计算量,从而满足了动态交互式设计的需求,提升了三维正向设计的效率。

西安至十堰高速铁路环保选线研究

西安至十堰高速铁路西安至商洛段穿越秦岭高中山区,郧西至十堰段跨越汉江,具有沿线地形起伏大、地质条件复杂、环境敏感区域密集、生物多样性丰富、水环境保护要求严格等特点,保护秦岭及汉江流域的生态环境成为西十高铁建设中需要考虑的重要因素。通过采取GIS+BIM的技术手段,制作区域环境敏感区图层,搭建多维度区域生态保护目标空间分布及管控范围的环保选线平台,结合工程技术条件开展各方案的环境可行性及环境影响程度的综合比选,从而得出对环境影响最小的线路方案,为设计选线及控制工程方案决策提供有力支撑。研究结果表明,通过先期开展敏感区路段环境影响专题论证,可进一步优化工程选线及工程形式,保障项目依法合规。

新建高速铁路与既有线并行区段精细化选线

在用地紧张、拆迁成本高昂的城区,当新建铁路与既有铁路共用车站和走廊带时,会极大地增加线路设计的难度。针对这一问题,本文提出了一种在人工线路方案的基础上进行铁路线路精细优化设计的方法。通过改进现有动态规划算法,对线路平、纵断面的线形参数进行精细化调整,以线路工程总造价为目标函数,在特定的约束、搜索范围和精度等条件下获取全局最优解,并将提出的线形优化模型框架应用在山东省某高速铁路项目路段。结果表明,该优化方法能够有效地优化铁路设计线形参数,使得房屋拆迁面积和新建线路与既有线间用地面积分别降低了4.61%、3.39%,节省了2.75%的工程总造价。

基于边界投射与GPU解析的铁路线路LoD网格场景建模方法

层次细节(LoD)网格地形模型是构建铁路线路三维可视化场景的重要基础。然而,受制于LoD网格模型多层次、多尺度表达的复杂动态特征,以及经典LoD四叉树三维网格地形的独立、分块结构形式,在全球数字地形平台上进行铁路线路建模时,地形裁剪开孔、线路地形融合等环节面临诸多难题。对此,提出全球LoD网格地形上基于外边界投射的铁路线路开孔建模方法,以及利用GPU顶点解析的铁路线路LoD地形动态融合叠置方法,从而实现铁路线路LoD网格地形三维场景高效建模。采取GPU与CPU相结合的办法,首先对地形裁剪区域进行过滤,屏蔽区域内的冗余三角形,留下开孔区域,对区域外围顶点通过投射到区域边缘的修正方式实现点位移动以完成边缘填充,从而避免规则网格上的三角网整合建模,实现复杂地形的规则网格兼容表达。然后,在为地形顶点设置全球统一纹理坐标的基础上,在GPU中对地形纹理与叠置图像分别建立不同的纹理坐标转换关系,实现两者的同模无缝表达,其中针对叠置图像的交互,采用仿射变换的方法突破多重空间非线性变换的困难,解决交互时纹理坐标转换的不同步问题。最终,通过某段184 km铁路线路三维建模案例进行有效性验证。研究结果表明:本文方法可对特定地形区域进行开孔裁剪,再利用GPU顶点解析使铁路线路与LoD地形叠置融合,实现外部铁路模型与真实地形的高效融合,铁路大场景三维建模的渲染效率可由40~70帧提升至55~77帧,优化比率约为30%。

陕北煤炭东出新径路方案研究

2022年陕北榆林煤炭产量5.84亿t,其中铁路煤炭外运量为3亿t,预测远期铁路煤炭外运量为4.8亿t,其中东出运量2.6亿t。该地区的煤炭东出运输主要依赖于包西铁路衔接太中银—黄韩侯—陇海—包兰等横向铁路通道。由于包西铁路榆林至绥德段能力已饱和,太中银铁路后方径路石太段能力趋于饱和,无法满足区域煤炭进一步东出的需求,研究提出构筑陕北煤炭东出新径路。研究从工程投资、通道规模、运营管理、运输组织、通道布局及沿线经济带动等角度对比分析了2个方案:一是沿既有神木西至瓦塘通道扩能方案,二是沿规划新建榆佳临通道方案。沿既有神木西至瓦塘通道的扩能方案,充分利用既有铁路设施和富余运能,工程建设规模小,服务沿线更多矿区煤炭集运需求,实现路网整体效益最大化;扩能方案形成径路顺直、运输流畅的陕煤东出新通道,有效解决陕煤东向运输能力不足问题,同时释放包西铁路瓶颈区段运能,支撑陕煤南向运输。

复杂建设环境下基于Hybrid A^(*)算法的铁路平面线形绿色优化设计

随着“双碳经济下绿色铁路”理念的兴起,将“绿色生态”融入到铁路平面线路优化已成为近年来的研究热点。本文以铁路建设成本与生态破坏成本的协同优化为目标,引入并改进了一种自动驾驶导航算法(Hybrid A^(*)算法),以适应复杂的铁路设计问题,同时考虑最小曲线半径、最大曲线半径、最短曲线长度、最短夹直线长度、缓和曲线长度等铁路线形约束。研究结果表明:(1)改进后算法以离散网格方式整合外部环境因素,实现渐进式全局探索,获取接近全局最优的铁路线路设计结果;(2)该方法在复杂外部环境约束下,无需预设水平交点位置和数量,可自动生成符合线路-环境耦合约束的优化平面线路方案。

某铁路穿越多重环境敏感区工程方案优化及环保措施强化研究

本工程D1K299+440~DK321+200段选线受敏感区(涉及广西澄碧河市级自然保护区、澄碧湖风景名胜区、澄碧湖自治区级森林公园、澄碧河国家级水利风景区、广西百色澄碧河水库自治区重要湿地和澄碧河水库饮用水水源保护区)、接轨条件等因素制约,线路走向与敏感区正交,无法避让。为最大限度地减轻工程对生态环境的影响,从线路方案合理性,对环境敏感区的影响,重点路段工程形式优化和重点路段环保措施等方面开展综合研究。

朝阳至盘锦铁路客运专线设计方案研究

通过对朝阳—辽南快速客运通道的需求分析和对区域内各条铁路的能力分析,确定朝盘客专修建的必要性;针对义县设站和锦州设站两大线路走向方案,对影响线路走向的总体规划要求、吸引客流效果、环境保护要求、工程经济行等各因素进行分析,最终确定了符合锦州市总体规划要求、有利于文物保护、近期投资省的锦州设站方案;针对推荐方案经过控制点众多的锦州市区段及沿线粉质粘土、岩溶等特殊地质条件,研究确定合理可行的线路敷设方案和路桥隧工程措施。

面向铁路选线的全生命周期减碳效益估算方法

铁路选线方案设计对于铁路能否充分发挥减碳能力具有显著影响。为了评估铁路选线方案的减碳能力,分析了铁路全生命周期减碳效益影响因素,提出了相应的减碳效益估算方法,并结合实例进行了应用分析,研究结果表明:(1)某城际铁路研究地段全生命周期碳排放量为21.42×10^(8)kg,而间接减碳量为79.58×10^(8)kg,减碳效益达到58.16×10^(8)kg;(2)本文提出的铁路全生命周期减碳效益估算方法可有效评估选线设计方案带来的减碳效益。

新藏铁路生态敏感区段选线及保护对策研究

新藏铁路沿线地理位置特殊、生态环境敏感脆弱、宗教习俗独特神秘,保护生态环境、依法合规建设成为新藏铁路勘察设计的重大挑战之一。通过调查识别制约选线的生态敏感区主要有珠峰保护区、神山圣湖段生态敏感区(玛旁雍错保护区、冈仁波齐国家森林公园、神山圣湖风景名胜区)和羌塘保护区,并针对3处生态敏感区开展选线研究,从工程设置、地质、运维以及环境保护等方面进行详细比选。综合分析得出以下结论及建议:(1)珠峰保护区段推荐沿国道G318方案,暂不符合法规要求,需进一步优化设计,同时应与地方结合,将其纳入自然保护地整合优化调整预案以支撑项目建设;(2)神山圣湖段推荐沿国道G219方案,虽符合法规要求,但应进一步细化方案研究,尽量减少穿越敏感区长度,并优化工程设置,减少扰动;(3)羌塘保护区段推荐有利于保护羌塘高原脆弱生态系统的国道西侧绕避保护区方案;(4)工程涉及生态敏感区时建议采取以桥隧工程形式无害化通过,同时进行必要的野生动植物现场调查和生态敏感区专题研究工作,使项目建设达到生态敏感区段线路方案可行的目标。

粤港澳大湾区铁路选线思路探讨

研究目的:建设粤港澳大湾区是我国的重要国策,铁路交通是承载区域发展的重要基础设施。大湾区由多个城市组成城市群,区域经济发达,城市化程度高,铁路既承担区域间运输,又兼顾城区内部客流。铁路线路走向选择受到的制约因素多,选线难度大。本文通过对湾区部分铁路线路方案进行归纳总结,对发达地区铁路线路方案研究总结重难点,提出应对思路和原则。研究结论:(1)复杂城市群地区铁路选线,应根据不同功能、建设条件确定合理的速度目标值等技术标准;(2)城市建成区减少对城市的影响,采用隧道桥梁沿道路通道敷设线路,集约利用土地资源,契合城市规划;(3)城市区域内,深化工点设计,合理确定铁路与各种构筑物的间距;(4)适当提高桥隧比例;(5)通过创新车站设计,充分开发地下空间;(6)本研究成果可为复杂城市群铁路选线提供参考。

平湖南至盐田港铁路线路改建方案研究

研究目的:平盐铁路位于深圳市龙岗、盐田区,是主要承担盐田港海铁联运集装箱运输的货运专用铁路,因既有线技术标准较低,已成为制约平盐集疏运系统能力的瓶颈,需要对平盐铁路进行扩能改造。平盐铁路沿线城市化程度高,既有线改建控制因素多,本文通过对平盐铁路的线路改建方案研究,对发达地区的既有线改建研究思路和原则进行探讨,重点研究沿既有通道地下增建二线方案和沿既有通道地下新建双线方案。研究结论:(1)沿既有通道地下新建双线方案虽投资有所增加,但新建双线标准提高至120 km/h,可有效提高货物集散效率;(2)深圳市城镇化程度高、人口密集、城市土地开发强度极高,控制因素多,通道内工程建设环境极为复杂,新建双线方案以隧道通过城区,减少对城市的影响,集约利用土地资源,契合城市规划和项目详细规划;(3)研究推荐采用沿既有通道地下新建双线方案;(4)本研究成果应用于平盐铁路改建方案的勘测设计中,与项目可行性研究审查批复方案一致。

市域(郊)铁路规划选线相关问题探讨——以上海示范区线为例

随着城市化进程的加速,市域(郊)铁路在城市交通体系中的作用日益凸显。本文首先介绍了国家对于市域(郊)铁路发展的政策,随后以上海示范区线为案例,深入分析了市域(郊)铁路在区域一体化发展中的功能定位和选线原则。市域(郊)铁路不仅能够加强城市核心区与外围区域的快速通达性,还能促进沿线土地开发和城市外围组团的发展。通过对上海示范区线的线网分析、功能定位、选线研究以及前期要素保障的详细探讨,本文强调了市域(郊)铁路规划选线对于实现线路功能、满足城市发展战略和支撑区域一体化的重要性。最后,总结了市域(郊)铁路对于优化城市空间布局、改善交通出行结构和缓解交通拥堵的积极影响,为我国市域(郊)铁路的未来发展提供参考。

和田-若羌铁路“七带一体”综合防沙技术

和田—若羌铁路(和若铁路)位于世界第二大流动沙漠塔克拉玛干沙漠南缘,剧烈的风沙活动对其中409.19 km线路的运营安全造成重大威胁,因此风沙治理成为和若铁路成功建设和安全运营的关键。该文首先调查和归纳和若铁路沿线的风沙危害现状,随后对铁路建设过程中摸索总结的“七带一体”的综合防沙技术进行介绍,实现建设期沙害不上道的目标,目前植物综合成活率达到85%以上,植株平距高度在1.0~1.5 m,为和若铁路的安全运营保驾护航。相关工作和成果能够指导类似工程的设计、施工及管理,为国家在项目审批中的决策提供依据。

基于改进多属性决策的铁路车站改建方案评价研究

为进一步提升铁路车站改建项目方案决策的科学性和有效性,首先在对铁路车站改建方案的主要影响因素进行全面梳理的基础上,构建改建方案评价体系,涵盖地区枢纽适应性与协调性、运输组织及能力、既有营运线干扰、工程可实施性、经济与社会效益5个指标层;然后,提出基于改进多属性决策的铁路车站改建方案评价方法,即区间直觉模糊环境下基于累积前景理论的改进MABAC算法,并考虑在属性权重未知的情况下采用熵权法确定属性权重,以更准确地刻画决策者的心理偏好;随后,给出铁路车站改建方案评价的具体步骤;最后,以某枢纽车站改建为例,采用所提方法对其改建方案进行评价,并将评价结果与实际采用方案以及其他决策方案评价结果对比,对比结果的一致性证明该方法具有实用性和有效性,而且在逻辑上更加贴近现实决策因素,可为铁路车站改建方案的优劣评判提供依据。