高速铁路实景三维线路设计关键技术与重大工程应用.pdfVIP

一、项目名称

高速铁路实景三维线路设计关键技术与重大工程应用

二、推荐单位意见

我单位认真审阅了该项目的推荐书和附件材料，确认全部材料真实有

效，相关栏目均符合国家科学技术奖励办公室的填写要求。

线路勘察设计作为高速铁路建设总揽全局的核心工作,是决定铁路项

目投资、建设、运营和环境保护合理性的先决条件和源头根本.随着铁路建

设任务日益繁重，建设标准不断提高，建设环境日趋复杂，面对国家铁路

网急需的高效优化和快速实现等难题，在国家、铁道部等的大力支持下，

团队历经十余年的持续研究,创建了高速铁路线路勘察设计实景环境构建

的技术方法，创立了实景环境铁路线路信息建模理论与技术，构建了基于

线路信息模型的铁路智能线路设计技术体系,研发了高速铁路场景自动化

建模与高效管理分析的关键技术，研制了高速铁路实景三维线路设计平台，

形成了具有我国自主知识产权的成套理论与技术体系。获授权发明专利37

项、软件著作权48项,出版专著4部，发表论文232篇（SCI/EI/ISTP收录

107篇）,培养毕业硕/博士59名，主编3部国家标准和2部行业标准。相

关成果获省部级科技进步一等奖2项。

该项目形成的技术方法和成果已经为我国铁路线路勘察设计企业广泛

使用，在兰新、西成、西宝、宝兰、银西、武襄十等10余条国家重大高铁

工程建设中成功应用，创造经济效益累计逾10亿元。同时从源头上保证了

高速铁路线路的品质，攻克了极端风灾、高原高寒、湿陷性黄土、岩溶强

烈发育等复杂环境下的高速铁路线路勘察设计难题，缩短了建设周期，确

保了高效安全运营，为铁路的发展及技术进步起到了重要的推动作用,也为

““一一带带一路一路””和高铁和高铁“走出去“走出去国家战略的实施奠定了基础,社会效益巨大,

应用前景十分广阔。

推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。

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三、项目简介

线路勘察设计作为铁路建设总揽全局的核心工作，是决定项目投资、

建设、运营和环境保护合理性的先决条件和根本性问题。随着铁路设计时

速的大幅提升（普速—高速—超高速），对铁路线路设计标准与质量提出更

严格和苛刻的要求。近年来“西部大开发”战略的实施，高速铁路建设正

经历从东部平原到西部山区推进，建设环境条件日趋复杂，不可避免的跨

越艰险复杂地形、不良地质极其发育地区、极端气候及生态环境脆弱地区，

高速铁路线路勘察设计面临着其他高速铁路发达国家不曾遇到的技术难

题。题。同同时，随着“时，随着“一带一一带一路路、“走出去”等战略的推进,世界不同目标国的

地形、地质、气候等特殊环境条件进一步加剧了高速铁路勘察设计的复杂

度.团队历经10余年持续研究，形成了从三维实景线路勘察设计环境构建，

到基于线路信息模型的全阶段、全时态铁路线路设计方法,再到高速铁路线

路自动三维建模与高效管理分析，一整套全新的高速铁路勘测设计技术体

系，取得了以下主要技术成果：

【创新点一】高精度可量测实景三维构建技术方法

提出了带状工程高精度立体实景模型生成与量测方法，首次使用分块

视差处理方法制作大范围无缝立体模型，解决了传统立体正射模型精度不

均的问题，并系统发展了立体实景模型下的三维矢量交互和虚拟三维模型

映射等增强现实方法，形成了铁路线路勘察设计精细化实景环境快速构建

的成套技术方法。

【创新点二】实景环境铁路智能数字线路设计方法

针对线路信息数字化表征、线路优化复杂环境受限、相对关系定线模

型缺失以及协同设计困难等难题，提出了实景环境铁路线路信息本体建模

理论与方法，建立了协调统一且紧密关联的线路信息模型表征，创立了基

于超图语义的复杂环境点线协同优化方法，发展完善了铁路线形模型，发

明了时空耦合动态特征下铁路联动式选线设计新方法，在国际上首次实现

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了全类型全时态的智能数字线路设计技术.

【创新点三】高速铁路场景自动建模与高效管理

提出了基元组合与多层次空间语义约束的高速铁路线路自动三维建模

方法，实现了实景环境与高速铁路线路模型的动态融合,创新领域知识与建

模操作的松耦合机制,突破了多领域协作建模的难题，形成了长大高速铁路

场景自动化建模与高效管理分析的一整套核心技术体系.