铁路选线设计考试题

铁路选线设计考试题（精选4篇）

1.铁路选线设计考试题 篇一

平原及山区高速铁路选线的控制因素

通过对平原地区京石客运专线、津保铁路,山区长昆客运专线等高速铁路的.选线特点分析,结合高速铁路通过城市地区与城市规划的协调配合,以及对环境保护、地质灾害、大型基础设施、军用设施的影响分析,总结出平原及山区高速铁路选线的主要控制因素.

作 者：吴伟 Wu Wei  作者单位：铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津,300142 刊 名：铁道勘察 英文刊名：RAILWAY INVESTIGATION AND SURVEYING 年，卷(期)：2010 36(1) 分类号：U212.32 U238 关键词：高速铁路   城市规划   环境保护   地质灾害   控制因素  

2.铁路选线设计考试题 篇二

1 基本思想

1.1 选线方法流程

基于GIS最优路径分析技术的选线方法流程如图1所示。

铁路是一条分布在空间上的严格受到一些影响因素约束的三维曲线。影响铁路走向的因素众多, 全部考虑不太现实, 如何从众多的影响因素中筛选出主要的影响因素是进行选线的第一步。

其次, 影响铁路走向的因素中既包括定量因素 (如土石方数量) , 又包括定性因素 (如对生态环境造成的影响) 。选线之前, 需要将定性数据转化为定量数据以便进行计算。然而, 即便是多个定量因素, 由于因素间的量纲不同也无法进行计算, 所以仍然需要对不同量纲的数据进行归一化处理。考虑到上述原因, 本文选取了经济指标这个统一的量纲, 将影响因素的影响程度以费用的形式来表示。在此基础上利用GIS将选线区域划分为具有固定规则序列的栅格单元, 根据影响程度给每一个网格单元赋值, 构建费用分析模型。

最后, 沿着费用栅格单元从线路起点向线路终点移动, 将线路行经栅格中的费用值累加, 得到线路距离费用, 距离费用最小的那条线路即是最优路径。

1.2 主要影响因素的选取

(1) 地形

地形因素直接影响着铁路选线的各项技术指标。在设计线路时, 应力争将工程数量减到最少, 将工程造价降到最低。除此以外, 还要为工程施工、铁路运营及维护创造有利的条件, 以降低施工成本, 节约运营开支[2]。

(2) 地质

地质条件的好坏与路基的稳定性是密切相关的, 地质条件越好, 路基越稳定, 铁路运行安全性也就越高;地质条件差, 路基灾害严重, 就会降低铁路运行的安全性, 甚至造成重大安全事故。在设计铁路线路走向时, 要尽量选择地质条件较好的地段[3,4,5]。

(3) 地物

地物既包括位于地球表面的物体, 如湖泊、房屋、公路;又包括位于地表以下的物体, 如油气管道、地下河流等。在进行铁路选线设计时, 要本着尽量减少破坏、保证人身安全、降低工程投资的原则, 充分考虑已经存在的地物[6,7]。

(4) 环境

作为“生态影响型建设项目”, 铁路建设将对环境产生深远的影响[8,9]。在追求经济发展、降低工程投资的同时, 也必须要考虑铁路建设给环境带来的影响。确定铁路走向时应合理设计线路坡度, 将填挖方量降到最低;保护植被, 保持水土, 远离水源;避免进入生态保护区, 绕避文物古迹;尽可能地远离居民区, 以减少噪声污染。

1.3 指标权重的确定

各影响因素的权重需要以专家打分的形式确定, 这属于复杂性群体行为。当用分散化思维处理这类问题时, 会导致问题求解的失败[10,11], 因此需要保证专家群体思维收敛。专家间意见的一致性以式 (1) 所示排序向量的夹角余弦表示。

定义2-7[12]:群体强一致性指标

定义2-8[12]:群体强不一致性指标

定义2-9[12]:个体强一致性指标

定义2-10[12]:个体强不一致性指标

式 (2) ~式 (5) 中:ωi表示专家i给出的排序向量, m表示专家人数;

若, 表示专家群体思维发散, 需要对个体强一致性指标进行计算, 一致性最差的专家需修改所给排序向量, 然后再次计算群体强一致性指标, 重复上述过程, 直到满足为止, 此时专家群体思维收敛。

在专家群体思维收敛的情况下, 指标权重向量可以用式 (6) 表示, 同时应满足式 (7) , 根据式 (6) 和 (7) 可以求解指标权重向量ω。

式中:ω—指标权重向量;

αi—线性组合系数;

ωi—专家i所给排序向量。

1.4 模型的求解

基于铁路选线费用分析模型, 利用Arc GIS的最优路径算法计算铁路行经不同地区的累计费用成本, 筛选出费用成本最小的线路方案, 即是单因素影响下的最优线路方案。将各个因素栅格图层按照一定的权重值叠加, 生成综合因素成本图层, 建立综合因素影响下的铁路选线费用分析模型, 通过计算可以得到综合因素影响下的最优路径。建模和求解的过程如图2所示。

2 基于Arc GIS的铁路选线系统设计

2.1 结构设计

基于Arc GIS的铁路选线辅助设计系统是一个能帮助选线设计人员采用地理空间数据、专家知识、数学模型以及集成语言对铁路选线设计方案进行决策、优化并制定出一个最优方案的计算机信息程序。系统的体系结构如图3所示。

2.2 功能设计

本系统是利用Arc Engine组件技术对Arc GIS进行的二次开发。在软件平台既有的基本功能基础上, 通过编制个性化功能菜单来实现智能化铁路选线设计。程序功能模块如图4所示。

2.3 系统功能实现

2.3.1 系统主界面

2.3.2 选线设计模块

(1) 新建项目

建立项目, 选择项目存储路径 (图6、图7) 。

(2) 地形因素分析

首先, 在数字高程模型的基础上, 生成地形因素图层。然后, 根据地形坡度对铁路选线的影响程度, 对地形坡度进行重分类, 生成坡度栅格图层, 如图8所示。最后, 基于坡度栅格图层, 生成坡度成本栅格图层、坡度成本距离栅格图层以及坡度方向栅格图层 (图9~图11) 。

在坡度成本距离栅格图层和坡度方向栅格图层的基础上, 计算得到地形因素影响下的最优路径, 如图12所示。

(3) 地质因素分析

地质因素分析过程与地形因素分析过程一致, 计算结果见图14~图16。

基于地质成本距离和地质方向栅格图层, 生成地质因素影响下的最优路径, 如图17所示。

(4) 地物与环境因素分析

地物与环境因素分析结果如图19~图21所示。

基于地物与环境成本距离栅格图层和地物与环境方向栅格图层, 计算得到地物与环境因素影响下的最优路径, 如图22所示。

(5) 综合因素最优路径分析

加载已经生成的各单因素栅格图层, 键入计算公式, 生成综合成本栅格图层 (图23、图24) 。

在综合成本图层的基础上, 生成综合成本距离栅格图层和综合方向栅格图层 (图25、图26) , 并计算综合因素影响下的最优路径, 如图27所示。

综合因素影响下的最优路径全面考虑了多种因素的影响, 是对单因素影响下最优路径的优化, 线路走向也更加合理。

3 结论

3.浅谈阿荣旗至莫旗铁路选线设计 篇三

摘要：铁路选线是铁路勘察设计中决定全局的重要工作，它的优劣关系到铁路本身功能的发挥和路网中的作用，选线要综合考虑各种政治、经济与自然條件，妥善处理好各方面的关系，做到所选线路在技术上可行，经济上合理，环境景观协调。本文主要以具体工程实例，对铁路选线的过程、影响因素等做简要的介绍和分析。

关键词：铁路线路；选线设计；影响因素

阿荣旗至莫旗铁路（以下简称“阿莫铁路”）位于内蒙古自治区东北部，西起呼伦贝尔市的阿荣旗旗政府所在地那吉屯镇，经那吉屯农场、金兴屯、刚家屯、五家子，东至莫旗，沿线经过内蒙古自治区阿荣旗、莫力达瓦达斡尔自治旗，线路正线长度112.00km。

本项目沿途穿越了冲积平原、剥蚀缓丘、河流阶地等地貌单元，海拔高度在200～340m之间，沿线多为耕地，冲沟较发育。

1 铁路选线的注意事项

1.1经济定线的影响

在确定铁路吸引范围之前，要对设计线所服务的区域内的政治、经济、资源分布及工矿企业分布进行初步调查，以便为经济勘察工作的组织及计划提供资料，同时，从技术经济观点出发概略地确定设计线的方向，作业站的分布。

阿莫铁路吸引范围内主要经济据点为那吉屯农场、阿荣旗工业园区、呼伦贝尔市经济技术开发区莫旗产业基地宝山功能区，呼伦贝尔市能源重化工业园，莫力达瓦工业园区，石材、建材工业园区。通过调查分析及与当地有关机关沟通后，概略确定铁路线经接轨站引出后，由西南折向东北，经过阿荣旗工业园区、那吉屯农场、呼伦贝尔重化工业园、再转向东南，经莫力达瓦工业园区，到达尼尔基镇南侧的线路走向。

1.2通过重要城镇的选定

线路走向的选定，不仅是铁路本身的问题，同时也是国民经济发展的组成部分，因此一条铁路干线，一般应通过较大城镇。

阿莫铁路位于阿荣旗和莫旗境内，大致走向为西南-东北方向。阿荣旗境内有六合乡和亚东镇两个主要城镇。铁路选线时，研究两个方案分别经过六合乡、亚东镇。通过方案比选，经六合方案虽距公路G111稍远，但线路长度短11.0km，投资少65000万元，线路经过五家子符合地方规划要求，利于呼伦贝尔重化工业园专用线引入，所以选择六合乡方案为推荐方案。

1.3中间站站址的影响

在设计线起终点和重要据点之间，有大量的车站。中间站站址的选择，往往成为影响线路走向的重要因素。

阿莫铁路为一条客货共线铁路，吸引范围内主要货物集散地为呼伦贝尔市能源重化工业园区、莫力达瓦工业园区，主要客流集散地为阿荣旗那吉屯镇、六合乡，莫旗尼尔基镇。铁路中间站站址要尽可能靠近这几处重要地点，以便于客货运集散，同时也要满足规划要求，以免制约远期发展。经研究确定在那吉屯农场附近设置那吉屯站，为客货运作业中间站；在六合乡乡址所在地设刚家屯站，为客运作业站；在五家子村设置五家子站，为客货运作业站；在尼尔基镇南侧设置莫旗站，为客货运作业站。

中间站初步确定后需要研究车站的站址，五家子站为客货运作业站，承担着呼伦贝尔市能源重化工业园区内企业原材料、成品的运输需求。五家子站有两个站址供选择，针对五家子站选址对线位的影响，研究了五家子北侧绕行与五家子取直方案。

（1）五家子站北侧绕行方案为线路从六合引出后，经太平岗、跨过格尼河，在呼伦贝尔市能源重化工园区设五家子站，出站后向东跨过诺敏河，经乌尔科隧道后到后乌尔科，至比选段落终点。线路长度18.10km。其中桥梁长度5.99km，隧道长0.64km。

（2）五家子取直方案为线路经六合引出后，向东靠近陈家店，沿成吉思汗边堡折向东北，设五家子站，出站后经五家子隧道，跨诺敏河后到后乌尔科比选段落终点。线路长度16.36km，其中桥梁长度3.22km，隧道长1.50km。

通过方案比选，五家子取直方案与北侧绕行方案工程投资相当，但五家子站与工业园区间有诺敏河，园区企业需修建跨诺敏河专用线8.5km，增加投资较大，且站址在泄洪区，不宜推荐，所以选择五家子北侧绕行方案为推荐方案。

1.4桥梁、隧道位置的选定

长大复杂桥梁，原则上应选在河流顺直、河床稳定、冲刷和淤积较少、地质较好的河段，力求线路垂直跨越河流。长大桥梁常常为线路控制点，线路方向一般要服从这些控制工程的要求，但也不尽相同。

阿莫铁路在出五家子站后需跨越诺敏河，铁路选线时，研究了北跨诺敏河、南跨诺敏河两个方案。

（1）南跨诺敏河方案为线路经五家子站引出后，在南侧跨过诺敏河，经乌尔科隧道后到后乌尔科比选段落终点。线路长度8.40km，其中桥梁长度5.38km，隧道长0.64km。

（2）北跨诺敏河方案为线路经五家子站引出后，在北侧跨过诺敏河，经乌尔科1#隧道、乌尔科2#隧道后到后乌尔科比选段落终点。线路长度8.91km。其中桥梁长度4.18km，隧道长1.89km。

通过方案比选，北跨诺敏河方案虽然跨河角度较好，但线路长度较长，隧道工程较多；南跨诺敏河方案虽然跨河斜角角度较大，桥较长，但隧道工程较少，比选段落内总工程量小，投资较少，所以选择南跨诺敏河方案为推荐方案。

1.5其他影响因素

影响铁路选线的因素还有很多，比如沿河越岭线位的选定、地质条件的影响、当地的整体规划、通过风景区名胜古迹等等，每个项目遇到的问题也不尽相同，不能执着地坚守一条规则不变，应综合考虑多因素、听取多方面意见，选择一条经济、合理的的线位。

2 优化铁路工程线路方案

阿莫铁路沿线要经过阿伦河、黄蒿沟、格尼河、诺敏河等主要河流，水资源丰富，冲沟较多，给选线带来一定困难。沿线多为农田，少数为水田、林地、荒地。我们在进行铁路勘测设计时，在铁路规划初步选线的过程中，充分考虑当地地形变化特点，选择合理线位，同时为了尽可能少占农田、水田、林地等，沿途尽可能采用低填浅挖。同时，沿线多为农村，与铁路线交叉位置农用道路众多，为了便于百姓出行及耕作，设计人员沿线与每个村庄核实道路的使用情况，合理确定设置立交道的道路及标准。在满足相关法律法规规范文件及百姓的需求下，将线路方案做到经济合理。

总之，铁路选线是一项综合性的设计工作，不仅与桥梁、路基、隧道等各个专业相关，还受项目所在地现状及远期规划限制。铁路线位直接关系到铁路本身的工程投资和运输效率，也关系到铁路沿线工业布局、经济发展等。在进行铁路选线时，要细致调查、实地考察、综合多方面的因素，逐步地、分阶段地进行工作。每一阶段应精细设计，多做方案比选。内容从粗到细、从整体到局部，工作过程是从面到带，从带到线，直到确定线路的具体位置。

参考文献：

[1] 易思蓉.铁路选线设计[M].西南交通大学出版社，2005

[2] 郝瀛.铁道工程[M].中国铁道出版社，2005

4.对山区铁路地质选线的深入研究 篇四

在山区铁路选线时, 地质条件是控制线路走向的关键因素, 所以对铁路选线弄清楚地质条件是至关重要的, 我们从以下几个方面来展开研究探讨。

1 山区地质选线工作的内容

山区作为地质条件极为复杂的施工环境, 在进行铁路建设前要针对可能影响选线的各种地质问题进行充分的调研分析, 主要包括岩溶、滑坡、地质构造、崩塌、泥石流、岩堆和地质构造。同时由于近年来的施工技术的不断发展以及相应的技术标准的提升, 从而使得深埋越岭特长隧道得以广泛的应用, 因此在选线时也要考虑与之相应的地质条件。

1.1 滑坡

面对滑坡这一常见的不良地质现象, 选线时要首先根据滑坡所特有的地质地貌特征, 利用航拍判断其分布的规模、范围;在此基础上进行有关地面调查和验证, 同时通过对于滑坡地层的岩性、地层以及水性的调查, 进一步的对诱发滑坡的内因、外因进行分析。选线时如遇到大中型的滑坡带或者滑坡群, 最好的策略是避让, 以免付出更多的无用功;如果避让的代价太大而不得不在此地质条件下选线, 就要对此路段进行滑坡要素的深入探查, 甚至在必要时实施主轴勘探。从而在稳定性评价的基础上设计出线路的通过方式以及具体的选线位置。

1.2 泥石流

泥石流在多雨的山区是常见的地质灾害, 对于铁路的影响也是极为的恶劣。在山区铁路选线时如果可以合理科学的进行选线, 就可以将泥石流的危害降至最低。

一般应对此地质灾害的选线措施是首先通过航片确定泥石流的沟谷, 并进行相应的勘查及验证。然后对于所将要进行选线的范围内的若干条具有代表性的泥石流沟谷进行细致的调研分析, 逐步的掌握其性质、类型、发展阶段、趋势以及形成条件、破坏强度等, 在此基础之上提出可供评选的多种方案, 根据所掌握的资料得到最优解。

当然这里也要考虑使用桥涵工程来通过泥石流区域, 此时就要着重的考虑以下的几个条件:首先要有足够的防护措施, 以保证跨越方案的安全可靠。桥渡的布置要为漫流的改道做好准备工作, 适当的延长桥墩, 以免阻碍通道而发生淤积。总结泥石流发生规律, 桥下的净空间要充分, 并考虑到某些部分的特别情况。

1.3 崩塌、岩堆

在山区的铁路勘察中经常可以见到坡度较陡、上部有崩塌、落石的现象, 相应的其下部有岩堆存在。多年的选线经验表明, 遇到此类的坡面最好选择使用隧道工程, 同时注意避免明线傍坡或者高坡, 隧道口也要选择在坡度较缓、坡面完整的地方, 避免意外的发生。

1.4 岩溶

由于溶岩是碳酸盐地中常见的不良地质现象, 对于线路选线有重要的影响。对此地质条件的对策是:首先对与碳酸盐的地质构造及其分布范围进行探查, 并调查选线范围内的岩溶的分布规模、高程以及侵蚀基准面。必要的时候还要结合溶岩地区的特征进行地质构造、地形地貌以及水文地壳升降的分析。目的是得到溶岩的发育规律, 评价各种方案受到溶岩的影响, 进而找到线路通过的最佳路线。

1.5 深埋越岭特长隧道的工程地质工作

深埋越岭特长隧道的工程地质工作是随着铁路工程技术的发展以及技术标准的提升而逐渐成为地质选线的重点。在深埋越岭特长隧道的工程地质工作中要探查以下的地质问题:

探查选线范围内的现代应力场以及构造应力场的特征、大小, 为方案的选择提供选择的依据。对于实施越岭隧道的洞身的地质构造、地层岩性、地下水水质、围岩类别及涌水量大小进行调查、记录;针对可能出现的特殊地质问题或者不良的地质问题进行合理的预测, 并提出相应的解决方案;对于各越岭隧道方案进行评价, 并考虑掘进机施工的便利性。隧道洞口一般要求平缓宽阔, 从而可以有利于施工机械的进出、安装及施工。

1.6 地质构造

地质构造的探查不仅是进行地质评价线路的重要因素, 而且还是了解地质构造对于选线控制作用的手段。通过地质构造的探查可以把握地形地貌、地质构造以及岩性与不良地质现象的内在联系。

2 山区铁路选线策略

2.1 选择合理的限制坡度

首先限坡的选取要根据运输任务以及机车的类型;当铁路的运力、牵引种类、铁路等级应景确定后就要根据地形的条件相结合, 选择与自然纵坡相适应的限坡。此时可以减少工程的开支, 尤其在地形复杂的条件下, 其坡度的影响更大。

2.2 选择山间较大沟谷进行选线

选择山间的大型沟谷可以有效的客服高程障碍, 因此在山区的复杂地形中尽量的寻求与线路走向一致、两岸开阔、地质较好以及坡度平缓的沟谷, 可以有效的减少铁路的障碍。

2.3 越岭垭口的选择

选择的一般性原则是山体较薄、靠近短直方向、高程较低以及两端的引线条件好。这样可以减少投资、降低运营费。

此外还要根据山间沟谷两岸的自然条件的差异, 对线路设在哪一边作出科学、合理的选择。

3 地质选线工作体会

重视初测在地质工作中的地位及作用。初测是山区铁路线路选线的重要阶段, 其工作的精度及深度关系着选线工作的质量。

地质工作要优先进行, 尤其是在地质复杂的山区选线。面对地质条件复杂的山区, 在初测之前组织地质队开展地质工作, 在查明选线范围内的地质特征的基础上制定初测方案, 这样可以减少不必要的工作。如果在地质勘查阶段发现了地质条件较差的线路或者方案, 就可尽早的放弃, 以便于集中精力投入到其它的方案中。

初测的前期开展地质选线, 不仅实现了地质工作与线路研究的结合, 既排除了许多技术不成熟的方案, 又避免了方案的遗漏, 从而提高了选线的质量、减少了无用功。

针对地质条件极为复杂的山区要掌握选线工作的深度、精度以及层次, 抓住问题的主要部分, 所进行的地质工作以满足选线的需要问准。

对于影响方案的主要地质问题要深究其特征、范围, 分析其相互之间的联系, 总结规律, 从而使得地质评价质量不断的提高。

要用全局的眼观分析问题, 即要考虑地质条件, 又要考虑越岭隧道的地质要求。以免在方案的选择中顾此失彼。

重大的工程尽量的避免设在断层带中, 采用地貌分析法可以在人烟稀少的山区轻易的判断哪些区域较为稳定。

结束语

近年来随着我国对于西部支持力度的加大, 西部的路网建设正在迅猛的开展。但是西部地区复杂的山地环境为选线工作提出了挑战, 可以说地质条件决定了铁路方案的取舍。实践证明, 在初测前期进行地质勘察可以从组织上以及时间上争取到主动性, 提高地质工作的质量。同时在勘察中运用多种化的手段, 例如采用物探和钻探的结合、遥感判别、航片等方式相结合, 从技术上保证选线工作的深度和精度。当然随着时代的进步, 科技的发展, 地勘技术不断创新, 新技术、新工艺也会不断的应用到山区铁路地质选线的工作中。

参考文献

[1]王毅.渝怀铁路选线设计[J].铁道标准设计, 2003.