計(jì)算機(jī)輔助鐵道線路整體優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究

　　鐵路新線設(shè)計(jì)如何縮短設(shè)計(jì)周期、節(jié)省工程投資、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，是一項(xiàng)十分重要的工作。
　　國內(nèi)從70年代末開始線路縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，提出了多種優(yōu)化方法。到八十年代中，該領(lǐng)域的研究工作已趨成熟，取得了一批成果，繼而轉(zhuǎn)向成果的推廣應(yīng)用，其中《梯投影法縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件》在新線鐵路工程投標(biāo)、初步設(shè)計(jì)中取得了成效。
　　縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)在線路平面位置已定的前提下較手工設(shè)計(jì)節(jié)省工程投資的2～5%，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。然而線路設(shè)計(jì)更大的經(jīng)濟(jì)效益則在于線路平面位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其效益表現(xiàn)在：第一平面優(yōu)化設(shè)計(jì)能節(jié)省巨額工程投資；第二傳統(tǒng)的人工定線僅能沿線路走向定出二、三個(gè)方案，而平面優(yōu)化設(shè)計(jì)則能在較短的對間內(nèi)沿線路走向進(jìn)行多方案的優(yōu)化比選。不但能縮短設(shè)計(jì)周期，而且能提出多個(gè)平面設(shè)計(jì)方案供領(lǐng)導(dǎo)決策選用。
　　我國新建鐵路每年以數(shù)百公里的速度發(fā)展，投資數(shù)億元，因此建立新線鐵路計(jì)算機(jī)輔助平縱面整體優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)勢在必行。在線路縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上，國內(nèi)從八十年代中開展了該項(xiàng)課題的研究。同行各家相繼提出了一些方法，歸納起來有：
　　方法一是將線路作為三維空間中的一條曲線建立整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的空間數(shù)學(xué)模型，選擇合適的優(yōu)化方法，對平縱面設(shè)計(jì)變量同時(shí)優(yōu)化3方法的主要優(yōu)點(diǎn)是該模型能反映出線路真實(shí)的空間位置，符合實(shí)際情況。但由于模型的復(fù)雜性，增加了問題的難度[1] 。
　　方法二是將線路平縱面三維空間問題分解為平面與縱斷面兩個(gè)二維問題。人工干預(yù)線路平面位置，對已定的平面線路進(jìn)行縱斷面尤化，兩種處理方法交替進(jìn)行[2] 。方法的優(yōu)點(diǎn)是避開了建立復(fù)雜的線路三維模型，使已定線路平面位置局部得到改進(jìn)。此外，由于縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)速度快，故可以得到多個(gè)線路平面方案供比選。缺點(diǎn)是整個(gè)設(shè)計(jì)過程均要人工干預(yù)，自動(dòng)化程度不高，對操作人員的專業(yè)化程度要求較高。平面設(shè)計(jì)過程擺脫不了人的主觀因素的影響，理論上不能保證找到最優(yōu)解。