于天龍

摘要：線路設(shè)計作為鐵路建設(shè)中的基礎(chǔ)工作之一，直接影響著鐵路整體的建設(shè)水平與成本投入，因此必須高度重視鐵路線路的設(shè)計工作，并提高設(shè)計要求。鐵路線路設(shè)計工作中正在廣泛運用信息化技術(shù)，不僅能夠提升線路的設(shè)計效率，還能夠為鐵路建設(shè)項目質(zhì)量提供了有效保障。從鐵路線路與信息化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀入手，分析鐵路線路設(shè)計及應(yīng)該遵循的標準，尋找鐵路線路設(shè)計中存在的問題，提出鐵路線路設(shè)計中信息化技術(shù)的實踐應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路線路設(shè)計；信息化技術(shù)；應(yīng)用思考

一、前言

鐵路線路的設(shè)計工作在鐵路項目建設(shè)中屬于基礎(chǔ)工作，除了會對成本造價產(chǎn)生影響以外，又能影響其施工質(zhì)量，因此在設(shè)計鐵路線路過程中，需要深層勘查與研究，力求給鐵路建設(shè)設(shè)計出低成本高質(zhì)量的鐵路線路。如此設(shè)計工作中必須充分運用信息化設(shè)計理念，有利于提升設(shè)計效果，而且還能提升設(shè)計精準度，從而給鐵路建設(shè)提供安全性及穩(wěn)定性保障。

二、鐵路線路和信息化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

網(wǎng)購車票、銷售系統(tǒng)經(jīng)營、TMIS等都在全面運用信息化技術(shù)，在這些技術(shù)的支撐下，鐵路運行系統(tǒng)不斷實現(xiàn)信息化技術(shù)創(chuàng)新，致力于數(shù)據(jù)統(tǒng)計運輸系統(tǒng)的構(gòu)建，使車輛與機務(wù)管理均實現(xiàn)了信息化，鐵路辦公系統(tǒng)也實現(xiàn)了自動化。此外，在鐵路線路設(shè)計中采用信息化技術(shù)牽涉很多方面，如鐵路運營管理、服務(wù)工作、運輸?shù)?。為確保鐵路行業(yè)的整體運行效果、運輸管理效果、公共服務(wù)要求的實現(xiàn)，應(yīng)該提高鐵路線路設(shè)計信息化建設(shè)要求。針對鐵路線路設(shè)計工作中現(xiàn)存的問題而言，只有科學(xué)選擇應(yīng)對措施，才能推動鐵路后續(xù)的穩(wěn)健發(fā)展，從而保證鐵路行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標得以實現(xiàn)[1]。

三、鐵路線路設(shè)計中應(yīng)遵循的標準

進一步提升鐵路項目的設(shè)計水平以及施工穩(wěn)定性，必然能夠為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)，同時也可以推動設(shè)計工作面向標準化規(guī)范化專業(yè)化的方向發(fā)展。高質(zhì)量的專業(yè)團隊、穩(wěn)定的技術(shù)及體系、高質(zhì)量的項目管理方案必然能夠推動我國鐵路工程向標準化和規(guī)范化方向發(fā)展，而鐵路線路的設(shè)計也能夠有明確的人員和技術(shù)支撐，這就要求鐵路線路的設(shè)計人員必須遵循該標準落實工作，具體如下：

首先，要結(jié)合不同鐵路的規(guī)劃情況進行等級劃分，在全面增強行車速度的基礎(chǔ)上，還可以為鐵路線路后續(xù)的維護和使用奠定良好基礎(chǔ)。線路的等級劃分工作開展需要結(jié)合不同的標準以及不同項目的屬性來完成，比如線路的定位、列車的行進速度、承載量要素都是劃分路線等級的主要依據(jù)。等級的劃分要結(jié)合實際的項目情況展開，要考慮鐵路屬性以及周邊環(huán)境的影響因素，也要考慮前期的建設(shè)成本和后續(xù)的列車應(yīng)用頻率。在線路設(shè)計中，還需對列車投入效益充分思考，在設(shè)計標準確定后，還需制定完善的列車行駛速度標準。

其次，要充分認識到鐵路線路設(shè)計年度的具體規(guī)范，能夠為鐵路線路的使用和后續(xù)優(yōu)化提供可行性空間。在這一領(lǐng)域需要考慮社會發(fā)展不同階段的方向，并且了解年度設(shè)計標準，嚴格按照這些依據(jù)進行線路的設(shè)計，不僅可以保障鐵路的質(zhì)量安全，還可以增強項目的總體經(jīng)濟效益。在設(shè)計鐵路線路過程中，必須充分采用現(xiàn)代化技術(shù)手段，如此才能確保施工操作完成于規(guī)范時間內(nèi)，提升建設(shè)水平，使社會經(jīng)濟的發(fā)展需求得到滿足。在我國鐵路線路的設(shè)計規(guī)范中，應(yīng)該加強確定線路的設(shè)計年度，包含遠近期，近期為5年時間，遠期為10年時間。該標準作為融合我國發(fā)展水平及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)制定的標準。鐵路設(shè)計年度也要合理調(diào)整，改變近期交付的運營時間為10年，改變遠期時間為20年，此種鮮明標準呈現(xiàn)于我國按照經(jīng)濟需求調(diào)整鐵路線路設(shè)計的一種觀念[2]。

最后，鐵路線路的設(shè)計應(yīng)滿足安全原則。鐵路運行速度逐漸上升的情況下，對安全性方面提出越來越高的要求，為確保列車可以安全行駛，需通過安全性設(shè)計規(guī)范的制定，從而保證鐵路可以安全運輸。例如，在線路設(shè)計的相關(guān)標準中，對于列車時速為＞120km/h時，其運行路線兩邊應(yīng)該加設(shè)隔離柵欄或護欄。機動車和鐵路橋梁之間的交互位置，必須設(shè)置明確的限高標志以及通行標志，并且遵循人性化的理念，提升標志的統(tǒng)一性，不僅可以維持安全的運輸環(huán)境，還可以提供完善的鐵路服務(wù)體系。

四、鐵路線路設(shè)計中運用信息化技術(shù)現(xiàn)存的問題

（一）線路安全性存在隱患

在運用鐵路線路系統(tǒng)中，傳統(tǒng)手段以專用型封閉網(wǎng)絡(luò)為主，可以免受外部侵擾，且不會發(fā)生網(wǎng)絡(luò)傳播病毒等現(xiàn)象。但基于鐵路線路系統(tǒng)逐漸升級的情況下，大量信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)了共享，使得網(wǎng)絡(luò)環(huán)境呈公開化及自由化趨勢，如此一來，系統(tǒng)必然要面臨病毒傳播以及黑客的非法攻擊，使得鐵路線路系統(tǒng)遇到重大安全隱患的同時，增加風(fēng)險事故的發(fā)生率。針對這一現(xiàn)狀，鐵路相關(guān)部門需要對線路設(shè)計安全性提高重視度，并選擇科學(xué)防范對策進行處理[3]。

（二）重信息化設(shè)計，輕基礎(chǔ)管理

在鐵路線路設(shè)計工作中，有關(guān)部門需充分運用信息化技術(shù)，這樣才有利于設(shè)計水平的不斷提升。但在實踐中，部分部門內(nèi)部過度依賴信息化技術(shù)，而忽略了基礎(chǔ)工作。在鐵路線路的信息化設(shè)計中，因基礎(chǔ)建設(shè)不夠牢固，數(shù)字化技術(shù)，信息化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)等，現(xiàn)代技術(shù)尚未實現(xiàn)有效融合，以至于鐵路線路的信息化發(fā)展備受阻礙。

（三）鐵路線路故障問題

1.光纜故障問題

在鐵路建設(shè)項目中，光纜作為線路部分之一，其容易被鐵路沿線電務(wù)與工務(wù)人員工作所破壞。發(fā)生此類故障的主要位置為直埋光纜以及光纜穿越管道路段，伴隨城市加速建設(shè)背景下，市政工程頻繁進行開挖施工，光纜在進入鐵路線路站點周圍時，容易受到市政道路工程施工所影響，因其施工現(xiàn)場尚未積極開展安全防護工作，或者因野蠻施工而導(dǎo)致光纜受損的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。

2.非金屬類線路被老鼠咬

由于非金屬類光纜線路外層并無保護層，ODF架以及交接箱等位置，經(jīng)常會被老鼠咬，纖芯也容易被松鼠咬斷。

3.自然災(zāi)害問題

有關(guān)自然災(zāi)害故障包含線路管道火災(zāi)、洪水造成路基塌方、雷電等損害光纜線路。通常此類災(zāi)害是無法預(yù)防的，所以鐵路線路的防護工作難以開展[4]。

五、鐵路線路設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

將信息化技術(shù)用于鐵路線路的設(shè)計工作中，有利于設(shè)計效果不斷提升的同時，保障涉及質(zhì)量。因信息化技術(shù)具有很大的適用范圍，其中包括很多可用性技術(shù)，在鐵路線路的實踐設(shè)計過程中，常用的技術(shù)包括如下幾種：

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)

在鐵路線路完成設(shè)計后，下一步必須開展的工作就是檢驗設(shè)計方案、設(shè)計過程、設(shè)計內(nèi)容的可行性，判斷其與現(xiàn)實需求是否相符，在此過程中即可引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對于鐵路線路的設(shè)計展開可視化模擬，以此將其中現(xiàn)存的問題及時找出來，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的綜合勘察，完善調(diào)整存在的問題，確保設(shè)計方案可行性與科學(xué)性提升。除此以外，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，又能增強設(shè)計師的創(chuàng)造力，使其在設(shè)計工作中融入豐富的知識與專業(yè)技能，以確保鐵路線路的設(shè)計更具完整性以及規(guī)范性[5]。

（二）PDA技術(shù)

PDA技術(shù)變成采集信息化數(shù)據(jù)與處理的關(guān)鍵技術(shù)之一，廣泛用于各行各業(yè)之中，其中包括鐵路建設(shè)行業(yè)。將PDA技術(shù)用于鐵路線路的設(shè)計方面，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動化采集與處理，確保相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用效率不斷提升的同時，降低設(shè)計過程的實踐運用，還能通過分析對比相關(guān)數(shù)據(jù)，及時找出不正確的數(shù)據(jù)并重新測量改正。而且 PDA技術(shù)的使用，可對測量工作加以指導(dǎo)，確保所收集的數(shù)據(jù)具有價值性，降低不必要工作的開展，可讓機設(shè)計周期不斷縮減，從而提高設(shè)計水平[6]。

（三）3S技術(shù)

在鐵路項目中，開展線路設(shè)計必須深入思考的問題為線路途經(jīng)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境狀況，確保線路設(shè)計工作和區(qū)域地理環(huán)境維持一致，從而為鐵路線路的設(shè)計質(zhì)量提供保障。在開展鐵路線路設(shè)計前期，需要詳細勘察線路途經(jīng)區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，通過相關(guān)建設(shè)數(shù)據(jù)的收集、整理、歸納、研究，確定線路的設(shè)計思想。在此過程中，需要對3S技術(shù)充分運用才能實現(xiàn)，該技術(shù)包含GPS、 RS、GIS三種先進技術(shù)，可以確保鐵路線路實現(xiàn)科學(xué)設(shè)計，確保成本投入有效減少，從而提升整體建設(shè)效果。

在使用RS技術(shù)的過程中，可以對地理環(huán)境實現(xiàn)有效收集，不僅簡單易操作，而且能夠保證獲取的數(shù)據(jù)更準確，將這些數(shù)據(jù)合理用于鐵路線路的設(shè)計工作中，可以全方位展示線路經(jīng)過區(qū)域的地理環(huán)境，從而給線路設(shè)計工作提供有效依據(jù)。

在使用GPS技術(shù)過程中，可以發(fā)揮定位鐵路線路設(shè)計的作用，因為鐵路線路具有很大的范圍，途經(jīng)區(qū)域的地理環(huán)境也復(fù)雜多變，這就要求采用GPS技術(shù)來明確測量鐵路線路，該技術(shù)不僅簡單易操作，且具有較高的精準，完全可以代替測量位置的傳統(tǒng)手段，使其逐漸變成鐵路線路設(shè)計工作中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)之一[7]。

在使用GIS技術(shù)過程中，可以結(jié)合鐵路線路設(shè)計的具體需求，將該項技術(shù)用于空間分解、可視化模型建設(shè)、細節(jié)計算、誤差分析等方面。并且建立三角網(wǎng)，通過合并處理三角網(wǎng)來提升鐵路線路排序工作的流暢程度，也可以利用GIS技術(shù)打造可視化的線路設(shè)計方案以及具體模型，可以將細節(jié)精簡到線路參數(shù)、地形結(jié)構(gòu)、變化曲線等領(lǐng)域，更可以依托地質(zhì)環(huán)境勘測的結(jié)果，繪制鐵路線路后期使用期間的動態(tài)化曲線，分期對比鐵路線路設(shè)計工作中存在的影響因素，從而實現(xiàn)可行性設(shè)計方案的選用。

六、鐵路線路設(shè)計中信息化技術(shù)的應(yīng)用實例

（一）概述分析

本文以某山區(qū)開展的鐵路線路設(shè)計工作為例，該山區(qū)的地質(zhì)環(huán)境相對復(fù)雜，且隧道數(shù)量繁多，而且可研究范圍較廣，在設(shè)計鐵路線路的過程中，前期必須開展的工作，包括地質(zhì)環(huán)境勘察，然后比較各類線路質(zhì)量，確保鐵路線路實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。傳統(tǒng)設(shè)計方法既耗時又耗力，還要投入大量成本，而且無法避免出現(xiàn)差錯，鐵路線路的設(shè)計信息化進一步簡化了鐵路線路的設(shè)計流程。筆者在鐵路線路設(shè)計領(lǐng)域加強使用信息化技術(shù)的過程中，展開了進一步研究。本文僅選擇一段3km的線路展開設(shè)計，在選擇其他區(qū)域線路中，僅需按照這種方法，就能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)鐵路線路的選擇。

本文所選的鐵路線路地區(qū)，需要從三座大山下穿越，還要跨越不同江面，其復(fù)雜性顯而易見。在行駛過程中還會遇到氣候多變、泥石流、地震等自然災(zāi)害，而且地質(zhì)環(huán)境當(dāng)中，底層巖性復(fù)雜。本文所選的研究區(qū)域頻發(fā)地震災(zāi)害，所以形成滑坡群在所難免。由于選擇鐵路線路難度很大，在這些困難區(qū)域開展鐵路線路的設(shè)計工作中，需要充分運用信息化技術(shù)。

（二）線路設(shè)計方法的實踐應(yīng)用

1.數(shù)據(jù)準備。鐵路線路設(shè)計在應(yīng)用信息化技術(shù)時，所需準備的數(shù)據(jù)有不良地質(zhì)的分布圖、不良地質(zhì)性質(zhì)、歷史景點分布、自然風(fēng)景名勝區(qū)、地質(zhì)平面圖、地形平面圖等，提取上述數(shù)據(jù)需要使用信息化技術(shù)，如以數(shù)字化攝影測量，獲取DOM 及DEM兩種數(shù)據(jù)、以遙感技術(shù)翻譯地質(zhì)圖等，在獲取這些數(shù)據(jù)的過程中，有些必須使用信息化技術(shù)當(dāng)中的測繪、網(wǎng)絡(luò)以及計算機等技術(shù)。

2.線路設(shè)計區(qū)建立三維模型。三維地形環(huán)境構(gòu)建，充分運用DEM與 DOM，獲取此類數(shù)據(jù)，即利用數(shù)字化攝影對所得數(shù)據(jù)進行測量，針對邊界需采用條帶狀約束，然后利用 TIN三角格網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)三維地形環(huán)境模型的建立，詳見圖1。

七、結(jié)語

鐵路線路的設(shè)計工作既復(fù)雜多變又需極強職業(yè)素養(yǎng)。在鐵路項目建設(shè)中，需合理開展線路前期的設(shè)計工作，并對影響因素綜合考慮。伴隨我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，鐵路線路的設(shè)計標準也隨之提升，所以在鐵路線路設(shè)計中需要充分運用信息化設(shè)計。伴隨信息化技術(shù)日益完善，鐵路線路的設(shè)計工作也必將隨之不斷優(yōu)化，這對我國鐵路事業(yè)的發(fā)展而言意義重大。

參考文獻

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作者單位：中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司