天寶曠達方案三維優(yōu)化決策系統(tǒng)在蒙內(nèi)鐵路路線設計中的應用初探

1、<p>　　天寶曠達方案三維優(yōu)化決策系統(tǒng)在蒙內(nèi)鐵路路線設計中的應用初探</p><p>　　摘要：本文簡述了在工可階段的長路線走廊帶及方案設計比選中，如何利用曠達三維優(yōu)化決策系統(tǒng)做到方案的最優(yōu)化，不遺漏任何有價值的設計方案，及工程數(shù)量及造價的全自動設計 </p><p>　　關鍵詞：蒙內(nèi)鐵路天寶曠達 自動選線 </p><p>　　中圖分類號：F530文獻

2、標識碼： A </p><p>　　1、蒙內(nèi)鐵路簡介： </p><p>　　蒙-內(nèi)鐵路是東共體北部戰(zhàn)略走廊的第一段，該走廊起于東非第一大港口肯尼亞蒙巴薩港，終止于烏干達首都坎帕拉，全長1584公里，是烏干達、盧旺達、布隆迪和南蘇丹等內(nèi)陸國家的物資進出通道，也是東非共同體內(nèi)最重要的鐵路交通干線。本次設計段為蒙巴薩至內(nèi)羅畢段，全長485.303公里，設計時速120km/h，計劃建設工期為5年

3、，合同額總計38.04億美元。 </p><p>　　其中，線下土建部分合同額26.57億美元，主要包括土方施工、橋涵施工，鋪軌及站房建設等；線上部分合同額11.47億美元，主要包括建設通信系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)，提供配套的機車和車廂及相應檢測維護設備等。該項目為設計、采購、施工總承包合同（EPC），完全采用中國技術標準與規(guī)范。 </p><p>　　該項目的建成不

4、僅能為肯尼亞提供更快捷、更安全、更可靠的現(xiàn)代化客貨運輸服務，助力其經(jīng)濟增長；也將對東共體實現(xiàn)共同市場，整合內(nèi)部資源，完善產(chǎn)業(yè)分工，促進東非地區(qū)旅游資源的開發(fā)起到巨大的推動作用。該項目的實施不僅標志著中國鐵路標準進入東非地區(qū)，為中國鐵路技術標準“走出去”起到示范性作用，更將帶動中國鐵路建設人才的培養(yǎng)以及工程機械設備、鐵路機車及設施的出口。 </p><p>　　2、天寶曠達系統(tǒng)簡介 </p><

5、p>　　天寶曠達路線方案決策系統(tǒng)(曠達系統(tǒng))是目前全球領先的智能化的公路和鐵路路線方案三維優(yōu)化決策系統(tǒng)。它可以幫助路線工程師在選線過程中綜合處理社會可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護、工程實施難度、工程投資等各種復雜問題，選擇出最合理經(jīng)濟的走廊和路線方案。利用曠達系統(tǒng)不僅可以改善項目方案質(zhì)量，控制項目的投資風險，還可提高方案研究的工作效率，降低工程師的勞動強度。曠達系統(tǒng)作為選線工程師的一個智能化輔助決策工具，在很短時間內(nèi)，可實現(xiàn)大面積選線、多方

6、案比選，為做到不遺漏最有價值的路線方案、提出合理線路走向方案提供有力支持。 </p><p><b>　　曠達系統(tǒng)界面 </b></p><p>　　在國際上，曠達系統(tǒng)已經(jīng)成功地應用于500多個公路和鐵路規(guī)劃設計項目之中，重點項目如：美國德克薩斯州1600公里I69高速公路和鐵路、美國阿拉斯加Juneau Access 公路項目、美國加州1000公里高速鐵路網(wǎng)、澳大利

7、亞布里斯班至墨爾本1600公里高鐵、東西橫跨澳大利亞大陸的3370公里礦運鐵路等。 </p><p>　　3、曠達路線方案決策系統(tǒng)在蒙內(nèi)鐵路項目中的應用 </p><p>　?。?）、數(shù)字模型的選取 </p><p>　　由于項目所在區(qū)域處于非洲，沒有1：5萬或者1：1萬地形圖，本次地面數(shù)字模型的選取采用ASTER GDEM 的數(shù)據(jù)。ASTER的全球數(shù)字高程模型（A

8、STER GDEM）由日本METI和美國國家航空和航天局NASA開發(fā)。 采用ASTER星載地球觀測光學儀器收集的數(shù)據(jù)生成。ASTER GDEM覆蓋整個地球土地表面99%高分辨率。 ASTER GDEM自2011年10月v2發(fā)布以來，已廣泛應用于許多用戶。 </p><p>　　（2）、限制條件的選取 </p><p>　　限制條件包括環(huán)境敏感區(qū)、城區(qū)、幾何設計標準、地質(zhì)情況、工程費用經(jīng)濟指

9、標、構筑物單價及路線與現(xiàn)行區(qū)域或線性構筑物的跨越和凈空要求等。線性物和區(qū)域邊界線數(shù)據(jù)可以直接通過CAD或GIS數(shù)據(jù)導入曠達系統(tǒng)。也可以通過鼠標在衛(wèi)星照片和航片上跟蹤生成。 </p><p>　　由于蒙內(nèi)鐵路穿越動物保護區(qū)，不良地質(zhì)區(qū)域也比較多，途徑的城鎮(zhèn)路段密集。在優(yōu)化選線之前，我們基本把這些不可穿越的動物保護區(qū)等全部導入曠達系統(tǒng)中。同時路線的等級參數(shù)，幾何標準等也已經(jīng)確定。 </p><p&

10、gt;<b>　　費用參數(shù) </b></p><p><b>　　幾何設計參數(shù) </b></p><p>　　（3）、滿足條件的路線方案生產(chǎn) </p><p>　　曠達系統(tǒng)在經(jīng)過成千上百萬次的迭代優(yōu)化運算后，提供了20條低費用并滿足限制條件的優(yōu)化路線方案供用戶選擇。曠達優(yōu)化結果不是單獨一條路線方案，而是生成一系列的優(yōu)化路線

11、方案供用戶選擇，幫助用戶進行多方案同深度定量分析和比選，平衡考慮環(huán)境影響和工程造價以及其他重點工程。 </p><p>　　（4）、路線的工程量及造價成果 </p><p>　　結合曠達提供的路線方案，我們可以實時實現(xiàn)平縱橫動態(tài)顯示，同時可以顯示路線全線及分段工程量及費用以便進行多方案分析比較。每條路線的匯總表上將顯示路線的工程量和造價，包括填挖土石方、借土、棄土及橋隧涵洞的數(shù)量和費用。曠

12、達系統(tǒng)為每個方案提供了各種報表和方案圖等。 </p><p><b>　　路線查看 </b></p><p><b>　　路線對比及工程量 </b></p><p>　?。?）三維動態(tài)漫游、路線備選方案瀏覽 </p><p>　　經(jīng)過比選，確定的路線方案直接疊加在三維地模及衛(wèi)片和航片上，進行三維動態(tài)

13、漫游。在平面和縱斷面及橫斷面上顯示路線的填挖狀況，橋梁和隧道位置。 </p><p><b>　　三維動態(tài)漫游 </b></p><p><b>　　4、結束語 </b></p><p>　　曠達系統(tǒng)作為選線工程師的一個智能化輔助決策工具，在很短時間內(nèi)，可實現(xiàn)大面積選線、多方案比選，為做到不遺漏最有價值的路線方案、提出合理