西北工业大学轻轨线路设计及其建成模型总结报告.doc

西北工业大学轻轨线路设计及其建成模型 编程：王泽；建模：李华东；论文设计：杜春林 （西北工业大学 航空学院 飞行器设计与工程） 摘要① 西北工业大学长安校区位于长安区秦岭北麓下，距离草堂科技产 业基地5.7公里，距离三星半导体产业基地12.1公里，附近还有西安建筑科技大学、明德学院等高校，人口流量巨大。单就西北工业大学而言，目前学校实行两校区运营机制，每天都有大量的教工和学生由于上课、实习等原因往返于新老校区之间，学校为此已经购入校车20辆，日均接送师生在1200人次以上，耗费极大；且由于交通拥堵，单趟运营时间也从几年前的50分钟增加到1小时以上，消耗了师生大量的时间和精力，对学校的教学、科研、学生培养、交流等产生了不小影响。相信随着轻轨的建成，在方便师生的同时，必将对西北工业大学的教育教学、科学研究等产生深远的影响。 关键词: 轻轨线路 ，客流量，费用预算，综合效益。 一、 问题重述: 1.0 规划线路中西留村沿正太、西太路一线通至草堂科技产业基地。其间西太路线路距西北工业大学长安校区最短距离约3.8km，现在要在西留村至草堂科技产业基地两站点间选定一点，支路直通至西北工业大学长安校区。请从线路中标定一点，设计出一条线路。 1.1 计算该线路采用地面和高架两种方式铺设的费用。费用主要包括民房拆迁，征地和工程建设等费用。可参考其它地方修建的相关费用，并结合实地考察。最后给出费用最小的道路及施工方式，费用预算。 1.2 该线路一旦修建成功，预测其给全校学生带来的便利，对学校交通费用产生的直接影响。以及对学校教学、科研、学生培养等综合效益的影响。 1.3 还有什么可以研究的问题？你有何建议？（例如：运营方式的建议） 问题分析： 轻轨的轨道有地面线、高架线和地下线三种形式,其土建费的比例大致是1 : 2 : 3.4.影响工程造价的主要因素是设备费和土建费两大部分。根据我国实践, 前者约占工程总投资的25 ~ 30 % ,后者占35 ~ 4 5 %。② 综合提出的问题与西北工业大学长安校区环境条件、人为背景、便利条件、以及轻轨的造价和适合的条件，我们分析了影响和决定整个工程的环境因素、人为因素、路线因素以及资金因素。 环境因素 西工大长安校区周围土质为距今约3.5亿～2亿年的石炭系③岩层，分布于周至、户县一线秦岭山地，有砂岩及少量火山喷发岩。④ 施工时对环境的破坏损失，施工时对环境的污染程度，环境的方便和质量（地面平整和软硬程度）。 人为因素 居民的迁移可行性，与居民经济上和施工噪音以及轻轨运行噪音的协调和沟通（协调不好会影响工程的进行，造成损失，减少工程的可行性）。 路线因素 设计的路线与共路的距离长远，决定材料来源的方便程度之一，选择与公路较近比较方便，可以节省更多运费，节省时间，减少施工难度。 资金因素 路线设计的合理性，决定资金的消耗程度，设计应当合理，人性化，考虑对其他客运的影响和冲突。 问题一 西工大新校区的地质根据实地勘察和测量，考虑到居民区的房屋比较多，应尽量避开居民区，从而减少拆迁和与居民的冲突以及轻轨建设过程和运行过程产生的噪音以及污染对居民的影响。 二 、基本假设： 2.0 假设在在预期时间内西工大周围人口数量保持不变。 2.1 假设天气影响施工损失以及与居民产生冲突造成延期和损失忽略。 2.2 假设此段土质均匀相同，采用同一种施工方法。 三 、符号说明 3.0 L1、L2、L3 为轻轨的总长度； 3.1 Ωi 为居民区； 3.2 X 地面轻轨每公里的造价； 3.3 U 每平方米的拆迁所需总费用（包括赔偿费）； 3.4 W 为轻轨造价总费用； 3.5 W1 设备费； 3.6 W2 征地费； 3.7 W3 土建费； 四 、模型建立 问题一 4.10 根据题目要求，在西留村至草堂科技产业基地两站点间选定一点，考虑到经济性和实效性，应该选择比较接近公路地段，才能使交通方便、轻轨更容易建造，所以选择西留村至草堂科技产业基地两站点间的路线与秦岭东八路交点处为起点，建立直角坐标系，如图1.0。 图1.0 建立坐标系 以西留村至草堂科技产业基地两站点间的路线与秦岭东八路交点为原点O，正东方向为X轴方向，正北为Y轴方向，因为西工大新校区正北有一条街，不易建站，又考虑路线最短，因此以西工大西北角为终点站（图1.0所示）。 设红色虚线范围为Ωi（居民区Ωi包括Ω1、Ω2、Ω3、Ω4、Ω5、Ω6、Ω7）。 连接起点和终点站，与Ω1和Ω2交l1和l2 （l1和l2为居民区与轻轨相交的长度）两条线段，而与其他居民区不相交，因此只考虑居民区Ω1和Ω2的情况，从而简化了问题。 只考虑： 方案一 与