近年来,我国铁路建设进程的快速提升,交通网线不断完善,对线路设计重视程度变高,其设计要求也愈发变高。线路设计属于铁路建设的根基,会直接影响建设成本和质量。信息化技术功能强大,将信息化技术应用于铁路线路设计中,有助于提高铁路线路设计效果,能够缩短设计时间,还能够提高设计的精确度。
一、铁路线路设计的常用信息技术
信息化技术具有很大的适用范围,其中包括很多应用技术,在铁路线路的实践设计过程中,常用的技术包括如下几种:
(一)3S 技术
在铁路项目中,开展线路设计必须深入思考的问题为线路途经区域的地质环境状况,确保线路设计工作和区域地理环境维持一致,从而为铁路线路的设计质量提供保障。在开展铁路线路设计前期,需要详细勘察线路途经区的地质环境,通过相关建设数据的收集、整理、归纳、研究,确定线路的设计思想。在此过程中,需要对 3S 技术充分运用才能实现,该技术包含 GPS、 RS、GIS 三种先进技术,可以确保铁路线路实现科学设计,确保成本投入有效减少,从而提升整体建设效果。
在使用 RS 技术的过程中,可以对地理环境实现有效收集,不仅简单易操作,而且能够保证获取的数据更准确,将这些数据合理用于铁路线路的设计工作中,可以全方位展示线路经过区域的地理环境,从而给线路设计工作提供有效依据。
在使用 GPS 技术过程中,可以发挥定位铁路线路设计的作用,因为铁路线路具有很大的范围,途经区域的地理环境也复杂多变,这就要求采用 GPS 技术来明确测量铁路线路,该技术不仅简单易操作,且具有较高的精准,完全可以代替测量位置的传统手段,使其逐渐变成铁路线路设计工作中不可或缺的基础技术之一。
在使用 GIS 技术过程中,可以结合铁路线路设计的具体需求,将该项技术用于空间分解、可视化模型建设、细节计算、误差分析等方面。并且建立三角网,通过合并处理三角网来提升铁路线路排序工作的流畅程度,也可以利用 GIS 技术打造可视化的线路设计方案以及具体模型,可以将细节精简到线路参数、地形结构、变化曲线等领域,更可以依托地质环境勘测的结果,绘制铁路线路后期使用期间的动态化曲线,分期对比铁路线路设计工作中存在的影响因素,从而实现可行性设计方案的选用。
(二)PDA 技术
PDA 技术变成采集与处理信息化数据的关键技术之一,广泛用于各行各业之中,其中包括铁路建设行业。将PDA 技术用于铁路线路的设计方面,可以实现对数据的自动化采集与处理,确保相关数据应用效率不断提升的同时,降低设计过程的实践运用,还能通过分析对比相关数据,及时找出不正确的数据并重新测量改正。而且PDA技术的使用,可对测量工作加以指导,确保所收集的数据具有价值性,降低不必要工作的开展,可让机设计周期不断缩减,从而提高设计水平。
(三)虚拟现实技术
在铁路线路完成设计后,下一步必须开展的工作就是检验设计方案、设计过程、设计内容的可行性,判断其与现实需求是否相符,在此过程中即可引进虚拟现实技术,对于铁路线路的设计展开可视化模拟,以此将其中现存的问题及时找出来,通过对相关数据信息的综合勘察,完善调整存在的问题,确保设计方案可行性与科学性提升。除此以外,采用虚拟现实技术,又能增强设计师的创造力,使其在设计工作中融入丰富的知识与专业技能,以确保铁路线路的设计更具完整性以及规范性。
二、信息化技术在铁路线路设计中的应用
随着信息化技术的不断发展,各种勘察技术、计算机等的应用,使得铁路路线设计变得更加简便和精确,重点可以从下面几个环节入手。
(一)数据准备
在通过信息化技术对铁路线路进行设计时,需要做好数据准备,这些数据包含地形平面图、地质平面图、自然风景名胜区、历史人文景点分布、不良地质属性、不良地质矿产分布图等,还有些数据需要提取,提取的方式就会应用到信息化技术,比如遥感解译地质图、数字摄影测量获得的DEM、DOM数据、内钻孔形状图等等。在对这些数据进行获取时,有的就会应用到信息化技术中的计算机技术、测绘技术、网络技术等。
(二)线路设计区域的三维模型建立
1. 建立三维地形环境。首先需要对所选区域的铁路建立三维地形环境,其中需要使用到DOM和DEM数据,该数据的获取就是通过数字摄影进行测量所得到的数据,还需要使用到条带状的约束边界,然后通过利用TIN三角格网技术,即可建立三维地形环境模型。
2.确定不良地质范围。有些区域地质较为复杂,其中存在不良区域,如果在铁路线路设计时将不良区域选进其中就会造成严重后果,不仅施工复杂,而且对建设铁路质量造成影响,所以在铁路线路设计过程中一定要将不良区域排除开,然后再进行路线设计。确定不良地质区域时会使用到遥感影像对数据进行解译,从而得到不良地质范围的矢量数据,还需要使用到三维技术,将得到的相关数据生成不良地质表面区域,于是就会得到不良地质的区域范围,最后将其叠加到三维地形环境模型中,就可以直观地观测到地质的整个环境和不良地质的范围。
3.建立地质体模型。上面获得的地质环境都属于一个平面图像,如果所研究的区域中不良地质对象是滑坡,不仅需要对确定其区域范围,还需要对其深度方向的地质进行了解,即需要建立地质体模型。其建立方式就是根据钻孔获取相关数据建立三维模型,即不良地质体模型,然后还需要将其与三维地质环境进行整合,从而得到包含不良地质体的区域三维线路设计环境,即完成了铁路路线设计区域的具体环境展现,通过对环境的了解,就可以开始进行铁路路线设计。
(三)铁路路线设计
在对铁路路线进行设计时,自然需要避开不良地质,再加上地质路线设计的原则和思路,确定铁路路线设计若干方案,之后还需要根据相关因素选择一个最好的方案即为铁路路线设计最终结果。可见,信息化技术对于铁路路线设计具有重要价值,能够合理选择出更加优异的设计方案。
三、结语
综上所述,铁路线路的设计工作既复杂多变又需极强职业素养,在铁路项目建设中,需合理开展线路前期的设计工作,综合考虑其影响因素,借助于信息化技术能够得到优异的设计方案,还能够提高设计效率、降低建设成本等,降低了铁路路线设计难度,提高了精确。随着信息化技术的不断成熟,其应用越来越广泛、功能越来越强大,铁路线路设计将会更加完善,更有助于提高我国铁路的快速发展。
参考文献
[1] 曹建枝,武振华.基于WebGIS的铁路线路设计系统研究[J].铁路计算机应用,2008(01):50-52.
[2] 周勇军.蒙西至华中铁路煤运通道工程黄土滑坡 3S 技术应用研究[D].成都:西南交通大学,2013.
[3] 马钧培.中国铁路信息化建设与展望[J].交通运输系统工程与信息,2005,5(5):1-5.
[4] 尧小强.GPS技术在高速铁路特大桥控制测量中的应用研究[D].南昌:华东交通大学,2019.
[5] 聂良涛.虚拟环境铁路选线系统的景观环境建模方法研究[D].成都:西南交通大学,2009.
[6] 郭海东.基于GIS的不良地质体表达及其选线应用研究[D].兰州:兰州交通大学,2018.
简介:刘胜寒,1996—,男,回族,辽宁阜新人,大学本科,助理工程师,研究方向:线路。