关于铁路选线要素在线路设计中的运用分析

关于铁路选线要素在线路设计中的运用

分析

摘要：铁路选线需要研究和分析地形，如选线周围的山谷、水系、村庄和建

筑物的分布。在以往的方法中，由于地形图中数据较多，地形复杂，在选线过程

中需要反复研究和分析地形图，但这在一定程度上影响了选线的准确性，增加了

铁路工作者的工作量，因此合理使用选线方法至关重要。

关键词：铁路建设；选线要素；线路设计；

随着我国经济的不断发展，为了满足现阶段运输的需求，我国对铁路的建设

也在逐年增加，但是由于我国地域辽阔，地形复杂，所以在铁路选线上也必须加

以重视。铁路选线是铁路建设的基础，只有对铁路线路进行合理的选择与设计，

才能保证铁路建设工作的开展。

一、铁路选线要素

1.铁路选线要素概述。（1）根据我国政治经济建设等方面的需求；（2）根

据铁路建设区域的自然地理情况及资源类型与硬件设施等；（3）根据选线区域

的地形、地貌及水与土壤方面；（4）根据该地区域的建筑设计、交通等有人类

活动痕迹的因素；（5）对于该地区的保护自然资源及人文资源。

2.具体说明选择要素。我们可以选择我国北部地区的36万平方公里的地方，运用地图底图对该地区铁路修建要素进行分析：该地图比例为1:1，其中采用

TIF数据；从底图上可以得知，该地区地形比较平坦，地区之间高差不大，平原

与山区分界明显；该地人口众多，对水资源的使用也比较广泛，大多用于农业灌溉；该地区的土质及各方面的条件比较稳定，适合铁路建设，没有重点保护的人

文景观及自然资源。通过以上分析，我们可以将该地的铁路选线要素概况分为以

下几个方面：公众居住地、水源、高度、道路。对于这些要素在选线之前还必须

进行进一步的划分，如公众居住地主要是指居民的房屋面积及数量，水源主要是

指该地区的水资源，主要包含河流湖泊、灌溉用水等，道路主要是该地区所有的

道路设施。接下来分析这些要素，并进行数据计算，从而可以得出该地区铁路选

线各要素之间的关系，及所占的比例并进行汇总。

二、铁路选线要素的实例分析

为保证铁路选线方法的科学性、合理性，运用了ArcGIS软件平台，并结合

新的研究处理方法，以便高效合理地处理地形图，为铁路选线设计及应用提供精

准的数据支撑。在我国北部地区，我们可选择约36万平方公里的区域，并运用

地图底图分析该地区的铁路修建要素。依据底图的TIF数据,分析可得以下结论：其一，该区域地形平坦，山区与平原分界明显，且地区之间高差较小；其二，该

地区人口众多，水资源的利用范围广泛，且多用于农业灌溉；其三，该地区的土质、水文等条件较为稳定，并无重点保护的自然资源及人文景观。总之，该区域

的铁路选线要素可划分为道路、高度、水源、居住地等，还要在铁路选线前针对

相关要素进行进一步细化，例如道路就包含该地区所有的道路设施。在分析这些

要素时，有必要进行数据计算，以明确铁路选线各要素之间的联系，并汇总相关

比例，具体论证各要素所占权重。例如，高度所占权重（WI）为0.5274，水系中

水库所占权重（WI）为0.1567。

三、铁路选线要素在线路设计中的运用

1.底图的系统处理。在底图导入ArcGIS软件前，要做好底图的系统处理，

为下一步的图像处理工作做好准备。首先，转化经纬坐标。要得到XY坐标，就

要转化图像上的经纬坐标，随之将栅格数据导入ArcMap模块，使图像上的对应

点与XY坐标相互关联。其次，合成图片及结果。在选出投影坐标后，要利用ArcGIS软件编辑铁路选线要素，如水库（SK-面状要素）、主要道路（ZD-线状要素）等，并使各项要素与DEM合成而得图片及结果。最终，得到该范围图片。要

对合成图片及结果进行Buffer分析，由于叠加分析的基础是各线路要素的属性

与空间，在此之前还要针对各个图层进行赋值，其依据是铁路各选线要素AHP的

成果，即可得出各要素影响范围的相关数据，并经过系统处理得到该范围图片。

2.起点和终点的选取。运用ArcGIS软件，就可对铁路选线各要素进行分析，以得出该区域各要素的具体数据及状态，其后依据各选线要素的分布及属性情况，就可运用ArcGIS软件进行大致的铁路选线设计。在铁路选线的设计中，要保证

起点与终点的固定性，其后依据各要素信息进行相关规避操作，以设计出该区域

内铁路修建的最优线路。依据上述分析，可进行相关实践。具体而言，若起点与

终点固定，可将两个点连接，并在共同投影面下再建一个线状要素。此外，由于

铁路起止点的选取对线路设计具有极大影响，且要考量环境保护、国家政治、人

文环境等因素，其测量和选取通常要在铁路线路设计前。因此，运用ArcGIS软件，只需将关键性选线要素赋值的分析结果投至底图，并标出相应的线段结点，

即可进行铁路线路的尝试设计。

3.线路交点调试。考量地理环境的未知性、复杂性，先期的线路设计已在极

大程度上规避了各项选线因素，但实际的选线过程仍会与相关因素发生冲突。例如，新建单线铁路，在设计中不仅是一个线状要素，还具有一定的影响范围。因此，在线路设计时，要注意观察所选择线路附近的各项影响因素，并分析各因素

的影响范围。具体而言，可运用ArcGIS技术进行反复性的线路交点调试，其后

生成新建线路的Buffer，使之与附近各选线要素的图层相互叠加，以得出选线要

素的总体影响面积及范围。总之，以上步骤均需反复进行，以得出科学的结论，

这个过程是铁路线路设计的重要部分，即空间定位。

4.地形高度的分析。为保证数据的准确性、系统性，在运用ArcGIS软件进

行反复设计的基础上，还要具体分析铁路选线的各个因素，例如地形高度可极大

地影响铁路的修建过程。若地形高度值较高，那么铁路修建的难度也就较大，而

人力物力的支出就会较大。因此，在铁路线路设计中，尤其要注重地形高度问题。具体而言，在铁路线路设计中，其起终点的设置是综合考量了诸多因素，而地形

高度是难以改变的，故而只能最大限度地解决坡度问题。依据ArcGIS软件上的

数据及图像，可得到该区域内的地形高度，将之与道路、水系、居住地等因素进

行叠加分析，若存在区域内高差较大的情况，可进行相关的桥梁设计，若存在铁

路实际预算超出的情况，可适当修改线路设计方案，体现于铁路铺设位置的调整，以保证线路质量，并降低修建成本。