高玉祥,董曉峰,程建軍,韓 峰

(1.北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京 100044； 2.北京交通大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院,北京 100044； 3.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院,新疆石河子 832003； 4.蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,蘭州 730070)

鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是指影響線路設(shè)計(jì)、工程造價(jià)、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量等內(nèi)容的基本標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備類型，對(duì)線路能力的發(fā)揮有顯著影響，其合理選定是線路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容[1]。影響鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇的因素具有多源復(fù)雜的特點(diǎn)，且有的因素不容易被量化，合理處理各因素的綜合作用以此得到合適的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案是鐵路選線設(shè)計(jì)人員面臨的重要課題。

國(guó)內(nèi)鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已有較多研究。劉猛[2]針對(duì)山區(qū)復(fù)雜鐵路選線提出靈活運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用加力牽引坡度的方法；趙巖[3]對(duì)隴海線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件下存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，論述了既有線路標(biāo)準(zhǔn)提升的運(yùn)營(yíng)效果；夏明雷[4]主要研究重載鐵路中比較關(guān)鍵的牽引種類、限制坡度和牽引質(zhì)量，為重載線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選定提供了參考；孫海富[5]結(jié)合我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及理論成果，對(duì)現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出了優(yōu)化建議；陳希榮[6]主要分析了運(yùn)量提升與鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)改造升級(jí)之間的關(guān)系；馮慧淼[7]通過(guò)分析中外鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)，提出線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化的建議。相比之下，就鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而言，現(xiàn)有研究?jī)?nèi)容多側(cè)重于某一條具體線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選定及優(yōu)化[8-10]，注重于具體工程案例，尚未利用既有案例及其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)輔助設(shè)計(jì)新項(xiàng)目，大量豐富的案例設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)未得到充分利用。線路作為地理環(huán)境中的一個(gè)三維空間實(shí)體，環(huán)境的多維屬性與線路方案之間具有一定的耦合作用規(guī)律[11-14]，從海量的既有鐵路線路設(shè)計(jì)案例大數(shù)據(jù)中挖掘出其相互間作用關(guān)系來(lái)引導(dǎo)計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)出達(dá)到要求的工程方案，是大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代鐵路線路智能優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要研究方向。

針對(duì)上述研究的不足，提出基于多維空間相似理論的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)決策方法，借助既有案例來(lái)實(shí)現(xiàn)新建線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)。通過(guò)分析既有線路設(shè)計(jì)資料，結(jié)合選線設(shè)計(jì)理論和相關(guān)規(guī)范，從自然屬性和社會(huì)屬性兩方面考慮不同因素對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的作用，分析多維環(huán)境因素與線路方案之間相互作用的規(guī)律，構(gòu)建了主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的多維空間相似決策模型，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)基于GIS的案例庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了新建鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案的決策設(shè)計(jì)，同時(shí)也為大數(shù)據(jù)時(shí)代鐵路線路方案的智能化設(shè)計(jì)提供一定參考。

1 鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其影響因素

1.1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為裝備類型標(biāo)準(zhǔn)和基建標(biāo)準(zhǔn)，前者可以根據(jù)技術(shù)發(fā)展和實(shí)際需求進(jìn)行升級(jí)改造，如牽引類型改變、增多牽引機(jī)車數(shù)目和改變機(jī)車類型等，這類標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)近期需求確定。而與鐵路土建工程緊密相關(guān)的限制坡度、到發(fā)線有效長(zhǎng)度、最小曲線半徑等在工程竣工后很難進(jìn)行提升優(yōu)化，故主要根據(jù)遠(yuǎn)期目標(biāo)來(lái)確定相應(yīng)的指標(biāo)。線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，鐵路等級(jí)是其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定的前提和基礎(chǔ)，只有鐵路等級(jí)確定后，才在此基礎(chǔ)上確定其他標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)分析擬建線路在路網(wǎng)中的作用、設(shè)計(jì)速度和預(yù)測(cè)客貨運(yùn)量并結(jié)合沿線區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況進(jìn)行選定。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選定要遵循遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌分析的原則對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量節(jié)約初期工程投資并滿足遠(yuǎn)期升級(jí)的條件，客貨共線鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容組成及影響因素如圖1所示。

圖1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及影響因素

1.2 影響因素及其作用機(jī)理分析

地形條件影響著線路的平面定線、縱斷面設(shè)計(jì)、橫斷面和車站位置等設(shè)計(jì)，對(duì)線路工程量、工程投資及運(yùn)營(yíng)質(zhì)量有著重要的影響，而且還影響運(yùn)營(yíng)能力的發(fā)揮和行車安全性。平面定線過(guò)程中限制坡度與自然坡度的關(guān)系決定著線路是否需要展線，縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)限制坡度與地面線的關(guān)系又決定著線橋隧的分布，起終點(diǎn)相對(duì)高差是線路設(shè)計(jì)需要克服高程障礙的重要表征，能反映出全路段地形對(duì)限制坡度的作用程度，特別是在高海拔、大高差地區(qū)，其對(duì)線路限制坡度的影響更大。較高的設(shè)計(jì)行車速度需要大半徑、小限坡和牽引動(dòng)力大的機(jī)車，客貨共線鐵路的到發(fā)線有效長(zhǎng)度由運(yùn)輸需求和貨物列車長(zhǎng)度決定，同時(shí)還要與鄰接線路的到發(fā)線長(zhǎng)度相協(xié)調(diào)。線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，為使擬建線路能夠發(fā)揮最大的運(yùn)輸能力，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要充分考慮其周圍路網(wǎng)的相關(guān)屬性，尤其鄰線的限制坡度、牽引質(zhì)量對(duì)新建線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)值選擇有很大影響，宜與鄰接線路相協(xié)調(diào)。鐵路作為地區(qū)發(fā)展重要的交通運(yùn)輸工具，是實(shí)現(xiàn)人員、物資流動(dòng)的重要紐帶，而技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)又是決定鐵路運(yùn)輸能力的最主要因素，故線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選定時(shí)不僅要考慮自然因素的作用，結(jié)合沿線的地形地質(zhì)來(lái)定出部分指標(biāo)，還要考慮沿線區(qū)域的GDP、人口、資源產(chǎn)業(yè)等分布，結(jié)合最新的鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范和前人的研究成果，從社會(huì)、工程提取的客貨共線鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)影響因素的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 屬性單元層次結(jié)構(gòu)

鐵路運(yùn)輸能力受技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)影響較大，對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已確定線路的運(yùn)能是基本不變的。人口密度高、經(jīng)濟(jì)發(fā)展好的地區(qū)運(yùn)量往往較大[15]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，區(qū)域內(nèi)部對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊笤絹?lái)越高，很多既有線進(jìn)行雙線改建和擴(kuò)能改造，表現(xiàn)為區(qū)域發(fā)展與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的耦合作用，原理如圖3所示。

圖3 地區(qū)發(fā)展-主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)間的耦合作用

1.3 非空間數(shù)據(jù)表達(dá)

影響主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的地形地質(zhì)、坡度等空間化數(shù)據(jù)，具有連續(xù)分布特征，可以利用各種屬性圖層表示，便于數(shù)據(jù)分析和提取更高層級(jí)的信息。而對(duì)于GDP、人口和城市節(jié)點(diǎn)等非空間的社會(huì)屬性數(shù)據(jù)，可利用GIS的空間化理論及方法，將這類數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)空間可視化表達(dá)，在統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)，根據(jù)格網(wǎng)的空間位置及映射關(guān)系就可將復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為高效的數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行語(yǔ)句[16]。

利用已獲取的行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、城市數(shù)據(jù)和鐵路網(wǎng)數(shù)據(jù)等，通過(guò)線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)案例庫(kù)系統(tǒng)的空間分析功能計(jì)算新建線路周圍地區(qū)的路網(wǎng)密度，結(jié)果如圖4所示。

圖4 線路周圍地區(qū)路網(wǎng)密度

2 基于GIS的線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)案例庫(kù)

2.1 建立案例庫(kù)

GIS數(shù)據(jù)庫(kù)能實(shí)現(xiàn)多源信息的集成化管理，同時(shí)，利用其空間分析功能、專家知識(shí)和數(shù)學(xué)模型可提取更高級(jí)別的地理空間信息[17-18]。根據(jù)線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容組成、決策體系和GIS特點(diǎn)，利用GIS組件技術(shù)和C#語(yǔ)言在.NET平臺(tái)下對(duì)Arc GIS進(jìn)行二次開發(fā)，在軟件既有功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)編制特定的功能菜單來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的集成，系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 基于GIS的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)案例庫(kù)模型

開發(fā)設(shè)計(jì)的案例庫(kù)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)已設(shè)定的規(guī)則實(shí)現(xiàn)既有案例的入庫(kù)、管理和分析決策等功能。案例庫(kù)中的案例主要來(lái)源于已運(yùn)營(yíng)線路的設(shè)計(jì)資料，并根據(jù)鐵路選線設(shè)計(jì)理論方法和相關(guān)規(guī)范，整理分析收集到的案例進(jìn)行入庫(kù)。入庫(kù)方式可以是自動(dòng)的也可以是人機(jī)交互的，人機(jī)交互時(shí)設(shè)計(jì)人員將自己的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、方案決策知識(shí)反饋給系統(tǒng)，案例庫(kù)可通過(guò)這種方式不斷地提高決策設(shè)計(jì)的速度和水平。

2.2 數(shù)據(jù)分析與信息提取

線路沿線帶狀地理環(huán)境的地形對(duì)限制坡度選取有重要作用，縱斷面主要是根據(jù)自然坡度和限制坡度的關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，決定著工程量的大小。以某段線路兩側(cè)1.5 km的影響范圍建立基于線路平面位置的帶狀緩沖區(qū)，如圖6所示。利用系統(tǒng)的坡度分析功能得到區(qū)域坡度分類圖[19]，由緩沖區(qū)和DEM數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，通過(guò)案例庫(kù)的提取工具可得到線路沿線帶狀范圍內(nèi)的坡度。

圖6 緩沖區(qū)分析

利用GIS空間統(tǒng)計(jì)分析模塊，人口、GDP在空間上的分布可由Spatial Analyst模塊中反距離權(quán)重插值法實(shí)現(xiàn)空間化并設(shè)置數(shù)據(jù)劃分等級(jí)數(shù)目，然后可使用柵格統(tǒng)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)線路緩沖區(qū)范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)，采用Raster Reclass工具進(jìn)行緩沖區(qū)內(nèi)坡度等級(jí)劃分并導(dǎo)出計(jì)算結(jié)果，整理后得到緩沖區(qū)域各坡度區(qū)間的坡度面積組成及占比，如表1所示。

表1 坡度分類統(tǒng)計(jì)

2.3 相似方案查找

根據(jù)新建鐵路的屬性資料構(gòu)造查詢條件，可以是參數(shù)化查詢或編寫的語(yǔ)句，同時(shí)可設(shè)定查詢時(shí)方案相似度的閾值，只要滿足查詢條件，案例庫(kù)中相似的案例都會(huì)被檢索到，在案例庫(kù)中查找出的天隴鐵路的相似方案結(jié)果如圖7所示。

圖7 相似方案查詢結(jié)果

利用建立的相似決策模型及算法，新建項(xiàng)目與既有案例的相似度也會(huì)被計(jì)算出來(lái)，為主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)決策提供依據(jù)。還能利用線路與沿線地理環(huán)境的空間屬性關(guān)系，查詢線路所處地理環(huán)境的路網(wǎng)屬性，查到的相鄰線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如圖8所示。

圖8 相鄰線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3 多維空間相似理論

3.1 理論模型

多維空間相似理論就是從多個(gè)維度空間提取出影響事物之間相似性的主要因素，如幾何、社會(huì)和時(shí)間等特性，將其劃分為不同的屬性單元，通過(guò)數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)事物間相似度的量化計(jì)算，從而為不同事物之間的相似比較提供依據(jù)[20]。影響鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案設(shè)計(jì)的因素可以分為自然因素和社會(huì)因素，其包含的各因素具有多個(gè)維度的特性，選定主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)都需考慮這些因素。根據(jù)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的自身特性，將影響技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要因素劃分為屬性單元，確定單元匹配指標(biāo)并計(jì)算其對(duì)應(yīng)權(quán)重，通過(guò)求得各指標(biāo)相似度的和來(lái)計(jì)算總相似度。

根據(jù)上述理論，將兩條線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相似度表示為多元函數(shù)[21]

Q=f(da，db，t，u)

(1)

式中，da、db分別為主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案a和方案b的屬性單元數(shù)目；t為方案a與方案b的具有相同類型的單元個(gè)數(shù)；u為單元的屬性值。

為避免由于部分案例屬性值缺失而無(wú)法進(jìn)行方案的相似度計(jì)算，設(shè)計(jì)了基于結(jié)構(gòu)相似度和屬性相似度相結(jié)合的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相似度計(jì)算模型，其中，結(jié)構(gòu)相似度的計(jì)算公式為

(2)

式中，sj為線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)相似度；d是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案a、方案b中具有較大單元數(shù)量的值。

單元的屬性相似度計(jì)算如下。

①對(duì)于數(shù)值型單元和等級(jí)型單元，其相似度計(jì)算公式為

(3)

式中，si為方案的單元相似度；uai、ubi為方案a、方案b的第i個(gè)單元屬性值，等級(jí)型單元的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)等級(jí)分別用數(shù)字“1、2、3、4”來(lái)代替。

②對(duì)于文本型單元的屬性相似度計(jì)算公式為

(4)

式中，uai、ubi分別為方案a、方案b的第i個(gè)單元屬性值。

由于不同單元的影響作用具有差異性，即重要程度不同，分別對(duì)屬性單元s1、s2、…、sn設(shè)立權(quán)重w1、w2、…、wn，權(quán)重可由層次分析法計(jì)算，由此確定的線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)屬性相似度為

(5)

通過(guò)將已劃分屬性單元的結(jié)構(gòu)相似度和屬性相似度結(jié)合，得到線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案的總相似度計(jì)算公式為

(6)

3.2 相似度計(jì)算

根據(jù)相似計(jì)算模型可知，線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)影響因素的作用程度具有明顯差異性，且權(quán)重計(jì)算的合理性在方案相似度計(jì)算中至關(guān)重要。為保證計(jì)算權(quán)重的合理性，采用既能利用設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，又可以保證屬性權(quán)重與屬性重要程度基本相一致的層次分析法來(lái)計(jì)算各單元權(quán)重[22]。層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。第一層為目標(biāo)層A，即線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案；第二層為準(zhǔn)則層，為社會(huì)因素B1、工程因素B2；第三層是準(zhǔn)則層的每個(gè)具體單元，用Wi表示，其中，i=1，2，3，…14。先計(jì)算B1、B2對(duì)于A的權(quán)重，然后計(jì)算Wi對(duì)于B1、B2的權(quán)重，最后綜合計(jì)算出Wi對(duì)于主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重，結(jié)果如表2所示。

表2 屬性單元重要性系數(shù)

若屬性單元按照?qǐng)D2中的順序排列，則線路a、線路b的屬性單元序列可分別表示為：

La=“6個(gè)、0.017 km/km2、158.1人/km2、425.79萬(wàn)元/km2、17 Mt、Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ、27.31°、6‰、120 km/h、3.37‰、電力、4 000 t、775.4 m、850 m”；

Lb=“9個(gè)、0.022 km/km2、353.26人/km2、471.95萬(wàn)元/km2、30 Mt、Ⅰ、Ⅲ、Ⅲ、18.93°、6‰、120 km/h、1.95‰、電力、4 000 t、759.5 m、850 m”；

則根據(jù)式(6)計(jì)算的La與Lb的相似度為0.835，其中線路a為天隴鐵路，線路b為西平鐵路。

應(yīng)用上述方法進(jìn)行線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)決策設(shè)計(jì)時(shí)，為確保方案設(shè)計(jì)的質(zhì)量，庫(kù)中案例與新項(xiàng)目之間的相似度必須滿足一定閾值要求，才可以利用既有案例及其經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合既有鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例和專家的經(jīng)驗(yàn)判斷，根據(jù)線路a和線路b的相似度計(jì)算結(jié)果，當(dāng)Sab≥0.8時(shí)，可將Lb的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)擬定為L(zhǎng)a的初步設(shè)計(jì)方案。

4 實(shí)例應(yīng)用

4.1 工程概況

天隴鐵路位于甘肅省東南部，是一條以貨運(yùn)為主兼顧客運(yùn)的國(guó)鐵Ⅰ級(jí)線路，從天平鐵路楊家碾站引出，終點(diǎn)處引入隴南西站，連接天水和隴南兩個(gè)地級(jí)市，正線全長(zhǎng)約為215 km，線路橋隧比大于70%。線路建成后將連接蘭渝、隴海兩大鐵路干線，向北則繼續(xù)連接寶中鐵路，進(jìn)一步完善了隴東南的鐵路運(yùn)輸體系，加快平慶地區(qū)的能源外運(yùn)，有效帶動(dòng)天水國(guó)際陸港建設(shè)，其地理位置如圖9所示。

圖9 天隴鐵路地理位置示意

4.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的推薦意見(jiàn)

結(jié)合天隴鐵路的工程資料，利用案例庫(kù)進(jìn)行相似方案的查詢及相似度計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容見(jiàn)3.2小節(jié)，根據(jù)相似案例查詢結(jié)果及最相似案例的屬性和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初步選定天隴鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案如表3所示。

表3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推薦方案

根據(jù)路網(wǎng)協(xié)調(diào)性原則，為便于運(yùn)輸組織、養(yǎng)護(hù)維修和提高效率，對(duì)于上述已初步確定的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還需對(duì)部分重要項(xiàng)進(jìn)行深層次修改。將其與鄰線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析，并在結(jié)合工程實(shí)際資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)節(jié)檢查與修改。選取的屬性單元主要有限制坡度、貨物列車長(zhǎng)度和最小曲線半徑。如進(jìn)一步分析提取限制坡度的影響因素，按圖10所示內(nèi)容劃分為元素。

圖10 元素層次劃分

根據(jù)限制坡度的元素劃分，利用既有案例與新項(xiàng)目屬性資料，并結(jié)合式(6)計(jì)算限制坡度的屬性元素相似度，過(guò)程及結(jié)果如下。

限制坡度相似度的計(jì)算結(jié)果為Sxp=0.87，大于相似度閾值，則無(wú)需修改擬定值。若計(jì)算結(jié)果不滿足閾值要求，需結(jié)合新線資料進(jìn)行合理修正。

5 結(jié)論

(1)根據(jù)線路工程方案的影響因素、設(shè)計(jì)方法都具有相似的共性特征，提出了基于多維空間相似理論的鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，通過(guò)利用既有案例及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)輔助新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

(2)分析既有工程設(shè)計(jì)案例，提取出了鐵路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的影響因素并劃分為各類屬性單元，構(gòu)建了方案設(shè)計(jì)的多維空間相似決策模型，以及設(shè)計(jì)案例的入庫(kù)規(guī)則和方案的相似度算法，二次開發(fā)了基于GIS的線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)案例庫(kù)。

(3)GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和空間分析功能，能夠?qū)Ａ康木€路案例進(jìn)行管理，可將定性數(shù)據(jù)定量化，提高了數(shù)據(jù)挖掘的深度，有利于找到影響因素與主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的內(nèi)在關(guān)系。對(duì)天隴鐵路的研究結(jié)果表明，該方法能夠較好利用既有案例經(jīng)驗(yàn)和沿線的多源地理信息，有助于提高線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

(4)通過(guò)構(gòu)建相似決策模型和收集既有線路案例來(lái)輔助新項(xiàng)目設(shè)計(jì)，相似模型中屬性單元選取及其權(quán)重計(jì)算的科學(xué)性都決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量，但該方法是對(duì)線路方案智能化設(shè)計(jì)的初步探索，在屬性單元選取、權(quán)重計(jì)算考慮還不夠全面，今后需進(jìn)一步完善。