Выбор направления трассы железной дороги в сложных условиях равнинной местности

• Автор: Скутин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.22.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР МЕТОДОВ ВЫБОРА ПОЛОЖЕНИЯ ТРАССЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1. Применение математических методов и ЭВМ при выборе положения трассы

1.2. Задачи исследования и сфера применения

2. ЦИФРОВЫЕ МОДЕЛИ КНЖЕНЕРНОГЕОЛОШЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И РЕЛЬЕФА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТРАССИРОВАНИЯ В РАВНИННОЙ МЕСТНОСТИ

2.1. Обзор цифровых модолей местности

2.2. Стоимостноцифровая модоль инженерногеологических данных для трассирования в равнинном рельефе

и ее обоснование.

2.3. Совмещенная модоль рельефа и инженерногеологических данных.

3. ПОИСК НАПРАВЛЕНИЯ ТРАССЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ Д0РИ

В ВИДЕ МАГИСТРАЛЬНОГО ХОДА.

3.1. Основные предпосылки для построения магистрального хода
3.2. Построение магистрального хода на участке в несколько перегонов с размещением раздельных пунктов .
3.3. Построение магистрального хода в пределах перегона .
4. РАСЧЕТ КРИТЕРИЯ ОПТИМАЛЬНОСТИ ПШ ТРАССИРОВАНИИ В.
СЛОЕНЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ РАВНИННОЙ МЕСТНОСТИ.
4.1. Общие положения
4.2. Построение профиля земли по назначенному плану
4.3. Проектирование продольного профиля для сравнения вариантов трассы в равнинной местности
4.4. Подсчет объемов работ по сооружению земляного
полотна.
4.5. Определение стоимости малых водопропускных сооружений.
4.6. Определение строительной стоимости варианта
трассы.
4.7. Определение эксплуатационных расходов по варианту трассы
5. МЕТОДИКА ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ТРАССЫ В СЛОЖНЫХ ПН1Р0ДНЫХ УСЛОВИЯХ РАВНИННОЙ МЕСТНОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
5.1. Методика выбора направления трассы в сложных природных условиях равнинной местности .
5.2. Применение результатов исследования
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В связи с тем, что современная математика еще не располагает эффективными методами поиска глобального экстремума, позволяющими решать задачу трассирования на современных ЭВМ, задача ставится как одноэкстремальная и ведется поиск локального минимума. Для второго направления характерен поиск направления трассы в широкой полосе варьирования. Задача поиска ставится как многоэкстремальная, но во время поиска вводится ряд допущений на те или иные переменные или критерий оптимальности. Так как целью при этом является получение узкой полосы варьирования, в пределах которой находится оптимальный вариант трассы, направление трассы может быть определено в виде ломаной (магистрального хода) или линии криволинейного очертания. К числу первых исследований, направленных на сокращение числа трассируемых вариантов, следует отнести метод пробных трасс, подробно разработанный членом-корреспондентом АН СССР A. B. Гориновым /2. Способ улучшения трассы железной дороги на напряженных ходах был предложен к. Л.М. Подымовым в году /2. Улучшение трассы производится путем небольших поперечных перемещений ее, осуществляемых примерно параллельно исходному положению. При таких перемещениях можно значительно снизить объемы земляных работ и кладки искусственных сооружений. В то же время такие перемещения не связаны с заметными изменениями эксплуатационных расходов. Результаты применения этого метода для улучшения трассы железных дорог показали довольно быструю сходимость процесса. Однако улучшение трассы методом Л. М. Подымова требует большого объема вычислений; Основной цричиной того, что этот метод не получил практического применения, является то, что он плохо поддается формализации для решения на ЭВМ. Появление вычислительных машин достаточной мощности позволило разработать методику отделки трассы по цифровой модели местности /3. Это значительно расширило возможности проектировщиков при исследовании вариантов трассы. Развитие вычислительной техники сделало возможным применение различных математических методов для решения трассировочных задач большой размерности. Глубокий анализ применимости этих методов для задач автоматизации трассирования сделан проф. Ю.К. Полосиным в работе /2. В этой работе детально исследуется возможность использования различных методов оптимизации для выбора положения трассы железной дороги в пространстве, среди которых следует отметить методы проб, Монте-Карло, обхода узлов многомерной сетки, поиски кратчайшего пути в пространственном графе. В результате анализа и экспериментальных расчетов разработаны рекомендации по использованию этих методов при оптимальном проектировании трассы. Метод проб может применяться как при выборе общего нацравления линии, так и при окончательном проектировании трассы. Метод случайных испытаний может оказаться целесообразным при проектировании трассы в узкой полосе местности на участке небольшой длины. Методом обхода узлов многомерной сетки можно уточнять положение трассы на локальных участках в зоне, имеющей небольшую площадь. Проф. Ю.К. Полосин подчеркивает, что "в каждом конкретном случае при выборе метода проектирования трассы дороги необходимо учитывать стадию и задачи проектирования, достоверность и степень детализации исходных данных, достаточную точность результатов, быстродействие и емкость памяти, используемой для расчетов ЭЦВМ, наличие готовых стандартных программ, отводимое на проектирование время и другие факторы". Большое значение для разработки эффективных методов оптимизации трассы, имеющих достаточно высокую сходимость, имеют труды проф. И.Б. Турбина. В основе разработанных методов - создание моделей, учитывающих всю необходимую информацию для автоматизированного трассирования, а также многолетний опыт проектирования. В /3. В дальнейшем показана возможность использования одномерного направленного поиска при значительном числе углов поворота трассы /3. Улучшение трассы производится путем неоднократного последовательного применения одномерного поиска. Как отмечено в /3. Однако наибольший эффект достигается при условии трассирования на ЭВМ по цифровой модели местности.