鐵路線路設計中信息化技術的運用

郭春梅

（中鐵四院集團廣州設計院有限公司，廣東 廣州 510600）

0 引言

近些年來，隨著我國鐵 路建設進程的快速提升，完善交通網線的同時，對社會經濟發展以及人們出行安全發揮重要作用。在信息化技術發展背景下，信息技術融入到各行各業中展現技術優勢，促進行業發展。在鐵路建設中也不例外，應用信息化技術于鐵路線路設計中，能合理進行造價成本設計的同時，還能保證施工質量和安全[1]。因此，在鐵路設計中，應充分利用信息化技術對線路進行詳細的勘察和分析，比選高效性線路，保證鐵路質量。

1 鐵路線路設計標準

我國鐵路工程的建設、發展與社會發展形式密切關聯，其設計能力、水平會不斷調整和優化，促使設計過程逐漸趨于專業化、標準化、規范化以及標準化。現階段，我國組建鐵路專業勘測設計團隊，進而明確鐵路線路設計標準，主要標準內容如下：

第一，鐵路等級劃分，保證行車速度提升。鐵路設計有著等級之分，不同等級的線路在設計過程中需要考慮鐵路的性質、線路在整個鐵路網中的定位、列車行駛的速度、列車載客量等因素。同時，還需要考慮鐵路路線經過的地區，是否具有人文風情。確定鐵路等級時應結合實際情況站在統籌角度分析鐵路線路設計在全國鐵路線路設計中的地位、等級。鐵路性質、列車載客量、實際環境等因素會影響列車行駛的速度，但列車的行駛速度會直接影響鐵路的運輸效率、列車使用頻率、鐵路建設成本等。在設計的過程中還需要綜合考慮列車的投資效益，一旦明確設計標準，也就需要明確列車行車速度的標準。

第二，明確鐵路設計的年度。鐵路的建設、發展與社會經濟發展息息相關，在線路設計過程中，需要結合社會發展實際情況確定設計的年度設計，在質量和安全得到保證的前提下，還需考慮設計經濟效益，是否滿足社會發展的需要，是否存在一些社會因素等。同時，在鐵路線路設計中應用的技術必須是目前較為成熟的技術，這樣能保證在規定的期間內完成施工工作，保證建設質量，滿足社會經濟發展的需求[2]。我國鐵路設計標準中需要明確規定線路設計的年度，包括近期和遠期，近期的時間為5年，遠期的時間為10年。這種標準是結合我國經濟發展水平狀況、社會產業結構形式等而制定的。近些年來，隨著我國社會經濟快速發展，對鐵路設計年度也進行了適當的調整，將近期交付運營時間改為10年，遠期的時間改為20年，這種標準調整鮮明的體現出我國根據經濟發展需求進行鐵路設計調整的理念。

第三，線路設計必須以安全為前提。在鐵路運行速度不斷提升的背景下，對安全的要求也越來越高。為了保證行車安全，線路設計標準也在不斷進行改善，在安全的基本前提下，制定嚴格的安全設計標準，以保證鐵路運輸過程中的安全程度。例如，在設計標準中，針對時速超過120 km/h的列車，在其運行路線的兩側必須加裝上隔離護欄或者隔離柵欄。在機動車穿過鐵路橋梁的入口位置設置明顯的限高欄和限高標識。這些標準體現了我國鐵路線路設計的人性化，提升了鐵路的服務質量。

2 鐵路線路設計中信息化技術的運用

對于鐵路線路設計而言，運用信息化技術能夠有效提升設計效率，保證設計質量。由于信息化技術的范圍較為大，包含的應用技術較多，在鐵路線路設計中并不會應用到全部的信息化技術。因此，以下主要介紹幾種信息化技術在鐵路線路設計中的運用。

2.1 3S技術

鐵路線路的設計必須綜合考慮路線經過的區域的地理環境情況，保證線路設計與區域地形地貌相一致，進而保證鐵路建設的質量和效率。在對地質環境進行勘測的過程中，可以搜集到與建設實際相關的數據，并對數據進行整理、歸納和研究，明確設計思路。在這個過程中，可以充分利用3S技術來實現，主要包括RS技術、GPS技術和GIS技術，能夠促使線路設計更加具有科學性和合理性，減少成本投入，保證建設效率[3]。

對于RS技術的運用而言，能夠有效收集到地理環境數據，而且操作便捷，獲取的數據具有較高的準確性和可行性，在鐵路線路設計中可以更好的應用這些數據，將地理環境狀況全面呈現出來，為線路設計提供數據參考。

對于GPS技術的運用而言，在鐵路線路設計中主要起到定位的效果。由于鐵路線路的范圍較大，經過的地理環境復雜多變，這時就可以利用GPS技術對線路進行精準測量，操作方便而且精確度很高，能夠有效替代傳統采用的位置測量方式，也成為鐵路線路設計中采用的一種基礎性技術。

對于GIS技術的運用而言，在鐵路線路設計中能夠實現空間分解、對比分析和三維可視化。GIS 三維可視化設計主要是利用DTM算法實施，借助該算法中的分治算法，構建三角網，對三角網進行合并，能夠減 少 線 路設 計中的排序工作量。利用 GIS技術，實現鐵路線路三維可視化設計，主要是進行地形、線路、地形及線路整體的三維模型設計，還可以實現雙線鐵路線路的分段建模設計、三維景觀動畫設計等。同時，采用GIS技術還能對鐵路線路設計中各個方面的因素進行對比研究，從中選擇出具有合理性的設計方案。

2.2 PDA技術

隨著現階段物聯網技術的快速發展，PDA技術作為一種信息化數據采集和處理的技術，在各個行業都有廣泛的應用。在鐵路線路設計中運用PDA技術，能夠通過數據自動采集和處理系統，保證各項數據的使用效率，減少設計流程的應用，而且還能有效實現數據對比分析，發現錯誤數據并進行重測改正[4]。同時，應用PDA技術還能指導測量人員的工作，保證采集到的數據具有可用性價值，能減少不必要的工作，還能縮短設計周期，確保設計質量。

2.3 虛擬現實技術

通常在完成鐵路線路設計之后，需要對設計方案、流程、內容等可行性進行檢測，判斷其是否滿足實際需求，在這種情況下就可以應用虛擬現實技術，對設計的鐵路線路實施可視化模擬操作，及時發現其中存在的問題，并綜合考慮勘測的數據、信息等對問題進行優化和調整，保證設計方案的合理性和可行性。另外，通過虛擬現實技術的運用，還能提升設計人員的創造能力，促使其將相關知識、技能融入到設計中，促使鐵路線路設計更加具有規范性、完整性。

3 結束語

總之，信息化技術較多，應用范圍廣闊，在鐵路線路設計中運用信息化技術，比如3S技術、PDA技術和虛擬現實技術，能夠有效提升設計效率，減少鐵路線路的建設成本投入，獲取較高的社會經濟效益。在信息化技術不斷完善和創新發展的情況下，鐵路線路設計會更加完美，能夠有效促進我國鐵路行業的發展。