什么是铁路选线?

[拼音]：tielu xuanxian

[外文]：railway location

根据自然条件和运输任务，结合铁路动力设备，按照列车运动的规律与经济原理、设计新铁路线和改进既有铁路线的工作。选线的内容有勘测（包括调查），选择路线概略走向，确定轨距、线数(单线或双线)、线路坡度、曲线等的技术标准和与动力设备配合方案的，技术决策以及具体确定铁路线路位置的设计工作。全过程中需要进行勘测和设计，因此也称铁路勘测设计，在中国早年也称定线，但在50年代以后，一般把选线各阶段中具体确定铁路线路位置的工作称为定线。

在复杂的自然条件和人文地理条件下，选出既能以最少的人力、物力、财力，尽量少改变自然状态，又能安全、迅速、舒适，保证输送能力的线路。此外，在既有线运量饱和时，还需要考虑加强或改建措施（见铁路定线技术、铁路线路平面、铁路线路纵断面和铁路加强和改建）。

工程设计的成败与其经济效益的高低，往往主要不是取决于个体工程的设计质量，而很大程度上在于设计决策之是否恰当。铁路线位置与技术标准既影响国民经济和铁路经济效益，又决定线路上各建筑物的位置及具体设计，其决策循下列原则：

（1）运量的调查和预测。大量设计的失误是由于调查和预测的偏差。进行运量调查和预测的方法有两种：一是根据设计线服务范围内经济发展和设计线在路网中担负的任务，认真核实计算客货运量及其增长速度；二是比照和设计线性质相近的既有铁路发展情况，间接估算设计线运量及增长速度。结合两种方法，互相核对。

（2）输送能力的计算。对于以货运为主的线路，铁路输送能力主要由列车重量和列车密度决定。货运列车重量随机车牵引力和线路坡度而定，牵引力愈大，坡度愈平缓，列车重量愈大。列车密度即每方向每日能行驶的列车数，也称通过能力。在双线铁路上，同向相邻两列车间隔时间愈短，通过列车密度愈大。在单线铁路上，新线设计中假设在线路上运行的都是直达货物列车，往返速度相同，在两站间两列车一往一返所需要时间（包括行驶时间和停站作业时间）为一周期，一日可以运行的周期数即最大列车密度。经过扣除旅客列车及其他列车数并留适当余地后，即是设计的货运列车密度。对于以客运为主的线路，列车密度算法相同，输送能力以人数计。

列车在单线上两站间的运行周期，由列车速度、站间距离和信号装备的现代化程度而定。为保证设计的列车密度，沿线车站分布需按列车运行时间和作业时间保持一定站间距离，并尽量使各站间的运行周期均等。但由于车站位置需照顾城镇运输方便，故实际运行周期不能完全均等。

保证列车速度，尤其是高速旅客列车的车速，需要采用较大的曲线半径、较缓的坡度、强大的机车功率和高效的制动装置，以及先进的信号和防护设备。

（3）适应不断增长的运量。一般铁路的运量是随时间增长的，采取措施以节约支出并适应运量增长的作法是：可以随发展需要逐步扩建和改建的工程和设施，按近期（在中国指运营后五年）运量和运输性质设计，并考虑预留远期发展；一次建成后不易扩建和改建的工程和设施，按远期（在中国指运营后十年以上）要求的输送能力和运输性质设计。一般情况，远期的运输要求只能是概略的估算。至于超过这种运量时的准备措施，可以考虑采用加强动力，改进信号与通信，延长站线，逐步增设正线等，以提高输送能力。分期建设与投资的目的是节约初期投资，及早投入生产，以取得经济效益。

（1）铁路安全。进行坡度设计时，须保证下坡列车制动力能够控制列车速度直至停车；站坪坡度要确保停放的车辆不致自溜；列车在曲线上行驶或停留时不发生倾覆（见铁路轨道几何形位）；线路需尽量避免通过不良工程地质地区，在不可避免时，也要以最短距离，在较好的位置通过；路基高度需超过设计洪水位以上一定高度；在水库沿岸，除水位要求外，线路还需要设在坍岸范围以外。

（2）环境保护。铁路选线要尽可能减少破坏自然生态，以免水土流失。铁路线路标准愈高，对自然环境破坏愈大，容易造成坍方，危及铁路本身安全。选择线路标准与走向时，必须高度重视自然环境，并少占农田及不破坏灌溉系统。

（1）方案评比时需考虑社会经济效益。方案评比是从各设计方案中选取综合的最佳方案，它贯穿于铁路选线过程的始终。进行经济评比时，有能用货币表示的（如投资和物资消耗，经常支出和收入等）和不能用货币表示的（如有关政治、国防问题，技术指标优劣、施工难易、运营方便性等）指标。货币指标和非货币指标之间如何结合，至今尚无确切方法。原则上不能忽视任何一方面，要进行全面评价。对于社会的长期效益，在设计时虽无法确切估计，但在各方案间可相对比较，作为评价依据。

（2）经济计算方法随社会制度而异。建设投资是一次或分次支付的货币数，而运营支出与收入是经常性的，其单位为每年的货币数。如何结合这两种指标以进行经济评价，各国均不同。美国私营铁路，是以其公司的利润多少为评价依据，即以每年总收入减总支出的差数与总投资的比数（即利润）最大的方案为最优。在中国和苏联的经济计算是从全社会出发，现行的方法是不考虑收入（或假设收入不变），在一次投资时，将投资换算为在规定年数内每年支出的货币数，加上设计年度的运营支出货币数，其和最小者为最优方案；在分期投资时，将一定期间内各年度的投资与运营支出换算成开工年度的货币值，其和最小者为最优。这两种现行的计算方法中，没有考虑不同施工期限和不同收入对方案经济效果的影响。近年来，中国和苏联都在研究更合理的计算方法。

（3）选择牵引动力（牵引能源）的原则。决定牵引能源种类的主要因素有:(a)能源分布与自然条件;(b)运量大小;(c)工业技术条件;(d)环境保护。选择牵引种类和进行方案评比一样，要进行经济评价。电力机车单位重量功率大，在相同的运量条件下，可采用较大坡度以节约工程量，且无废气污染；因此，雨量充沛的山区，坑口电站、核电站和大城市附近的繁忙线路均宜用电力牵引。产油国家和地区适宜用内燃牵引。蒸汽牵引在开创铁路时起过重要作用，但热效率太低，空气污染严重，在许多国家铁路上正在或已经淘汰。选择适宜牵引动力的例子，如瑞士全国处于山区，80年代初期，铁路已全部电气化；早年为节约工程量而修建的大坡度地段并未改变，电气化后，输送能力和列车速度仍成倍地增加，并免除了环境污染；美国石油产量丰富，大多数铁路采用内燃牵引。在中国，50年代以前，除了个别矿区外，几乎全部都采用蒸汽牵引，50年代后期开始修建电气化铁路。由于中国内陆多山，电力资源储量丰富，沿海铁路运输繁忙，随着高压输电技术和核电站的发展，电力牵引将成为主要发展方向。内燃牵引适用于电源不足，缺水或水质不良，但石油储量大的地区及运量中等的线路和调车作业。铁路设计与能源建设的恰当配合，不但可以节约投资，降低运营支出，增进安全，而且给社会生产以及人民生活带来长远的利益。

在一定的牵引动力种类下，铁路的运营是通过各部分设施共同作用来完成的。其中以线路技术标准和机车牵引性能对工程投资、输送能力、运营支出等重要指标影响最大。因此，这两者之间相互协调设计得是否恰当，对铁路整个经济效果起着决定作用。例如，在平原地区采用较高的线路标准（即较缓坡度、较大的曲线半径等）配合以牵引力中等、速度较高的机车，既不会导致很大的工程量，又可获得较大的输送能力与列车速度；在山区用较陡坡道和较小半径的曲线，以适应复杂的地形，配以牵引力大而速度低的机车或多机牵引（见图），既可避免工程量过大，也可取得足够的输送能力。对于电力和内燃机车，在同一型号的机车中分别制成不同的齿轮传动比，可以分别使用于平原区和山区线路，以符合上述牵引力与速度的要求。

应用现代科学技术成果进行铁路勘测设计，不仅能提高工作效率，而且能改善设计质量，使线路更加经济合理。

（1）勘测技术。航空测量在20世纪早期已取代勘测人员徒步勘路。近代多光谱遥感，特别是卫星多光谱遥感，不但可提供更大的区域地形资料，而且可以判读地质、地下水等资料。利用电子计算机处理这些资料，使之转换为数字地形模型，将为勘测设计带来更大的方便。

（2）方案评比和设计。当一个设计包括多种因素时，传统的方案评比工作还存在着问题和困难。在选择线路平面、纵断面设计方案和选择铁路各主要技术标准的综合方案时也都是如此。随着电子计算机的发展和优化方法的广泛应用，使处理多因素方案的选择问题成为可能。自60年代起，已有一些国家，在铁路设计中，用计算机辅助的优化方法进行平面、纵断面设计，已进入实用阶段。对于机车牵引性能和线路坡度、曲线半径、车站分布等的协调设计，借助数学模型、优化方法和应用计算机以取得综合最优方案的新技术，中国正在研究中。

（3）方案的经济计算方法。中国也在研究包括建设工期和运营收入的计算方法，随着统计资料的累积和管理学科的形成，经济评价方法，可望得到合理解决。