譚衢霖，李 然，董曉峰，楊 敬，秦曉春

(北京交通大學(xué) a.土木建筑工程學(xué)院，b.線路工程空間信息技術(shù)研究所，北京 100044)

鐵路選線是一個(gè)多目標(biāo)決策問(wèn)題[1-2], 不僅要實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸、滿足客貨運(yùn)量的需要，還要考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)、工程經(jīng)濟(jì)、安全等諸多因素和目標(biāo)，涉及的各種因素都可能對(duì)線路方案的建設(shè)成本或費(fèi)用高低存在一定的影響.為了貫徹“規(guī)劃選線、成本選線、重點(diǎn)工程選線、環(huán)保選線、地質(zhì)選線及安全選線”等選線原則與理念，將“綜合經(jīng)濟(jì)成本”理念融入鐵路選線研究，全面綜合地分析考慮諸多影響因素和目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的前提和要求.例如，文獻(xiàn)[3-5]從環(huán)境的適應(yīng)性、工程的可靠性、投資的合理性、兼顧多方利益、可持續(xù)科學(xué)發(fā)展觀等方面，對(duì)鐵路選線的制約因素進(jìn)行了研究.以前，鐵路選線設(shè)計(jì)主要依賴于設(shè)計(jì)工程師的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),結(jié)合地形、地質(zhì)及環(huán)境影響等因素，通過(guò)人工方式選出最終線路空間位置,存在工作強(qiáng)度大、比選方案有限、選線設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)等缺陷.隨著我國(guó)鐵路建設(shè)由東部平原向西部復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)轉(zhuǎn)移,高度復(fù)雜的地理環(huán)境使空間線位設(shè)計(jì)變得更加困難,選線周期大大延長(zhǎng),亟需一種高效率的選線方法克服上述困難.以地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)為平臺(tái)，利用空間分析技術(shù)，可以充分結(jié)合鐵路選線區(qū)域內(nèi)的地形、地質(zhì)、地物和環(huán)境數(shù)據(jù)，將鐵路選線影響因素按照影響程度和相對(duì)重要性以數(shù)字定量信息的形式集成到分析模型中[6-8].例如，文獻(xiàn)[9-11]等探討了基于GIS的鐵路選線設(shè)計(jì)應(yīng)用分析模型，提出了鐵路定線方案綜合分析評(píng)價(jià)模型.文獻(xiàn)[12]綜合考慮了坡度、房屋拆遷、土地利用、公路4個(gè)影響因素，對(duì)如何選取符合各項(xiàng)指標(biāo)的最優(yōu)線路進(jìn)行研究，認(rèn)為基于GIS的鐵路選線在局部方案上可節(jié)約90%以上的線路平面設(shè)計(jì)時(shí)間.

文獻(xiàn)[13]認(rèn)為，智能選線的發(fā)展將更多地結(jié)合GIS和建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)等技術(shù)平臺(tái)，擺脫傳統(tǒng)選線方法存在的投入大、周期長(zhǎng)、精度低、主觀性強(qiáng)等弊端，實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的智能選線，提高工作效率.文獻(xiàn)[14]提出了一個(gè)結(jié)合人工智能、地理信息等技術(shù)開(kāi)發(fā)的鐵路三維空間智能選線系統(tǒng).實(shí)踐表明其能夠在給定選線參數(shù)、約束條件的基礎(chǔ)上,在選線區(qū)域內(nèi)快速優(yōu)選多個(gè)走廊帶,并給出合理的推薦方案,可有效提高選線工作的效率與質(zhì)量,節(jié)約工程投資.文獻(xiàn)[15]基于GIS和決策支持系統(tǒng)(Decision Support System，DSS)技術(shù)，基于GIS的空間數(shù)據(jù)疊置法和強(qiáng)大的空間分析功能，在圖層疊置中引入權(quán)重，實(shí)現(xiàn)多因子的綜合評(píng)價(jià)，從而建立鐵路綠色選線決策支持系統(tǒng).

如何實(shí)現(xiàn)線路智能優(yōu)化，從連接起終點(diǎn)的無(wú)限多個(gè)線路方案中找到一條綜合最優(yōu)的線路，是實(shí)現(xiàn)鐵路數(shù)字化選線的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù).基于GIS的區(qū)間鐵路選線空間信息分析模型，可有效克服選線設(shè)計(jì)中方案有限、評(píng)價(jià)指標(biāo)少、選線效率低、決策周期長(zhǎng)以及對(duì)采用方案的科學(xué)性缺乏有效論證等問(wèn)題.本文作者在GIS空間分析技術(shù)支持下，綜合考慮分析鐵路選線區(qū)域內(nèi)的地形、地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境影響，以坡度、坡向、土地利用、植物群落、水域和濕地、道路、文物古跡和建筑用地等8個(gè)影響因素作為鐵路選線的單成本因子，以遼寧省康平-法庫(kù)區(qū)間鐵路線路選線為試驗(yàn)段，建立了以綜合成本最低為目標(biāo)的區(qū)間鐵路選線空間信息分析模型.

1 成本距離最優(yōu)路徑模型

基于成本距離最優(yōu)路徑模型分析技術(shù)的基本思路是：針對(duì)影響選線的多種因素(多種約束條件，主要包括水域和濕地、植物群落、坡度、文物古跡、土地利用、道路、建筑用地和坡向等)，分別建立空間數(shù)字要素圖層；然后對(duì)各圖層中每個(gè)柵格對(duì)鐵路線路的建設(shè)成本給出量化的影響程度，其值即為空間數(shù)字圖層?xùn)鸥駟卧膶傩灾?表示在該柵格單元內(nèi)布線成本的高低)；再通過(guò)空間疊加分析，將各個(gè)因素的柵格屬性值進(jìn)行線性代數(shù)運(yùn)算，獲得綜合成本柵格圖層.把綜合成本與歐幾里德空間距離計(jì)算結(jié)合，形成成本距離，就可以由GIS的最優(yōu)路徑搜索算法生成連接起終點(diǎn)的最優(yōu)路線.

1.1 成本距離

成本距離是指通過(guò)成本因素加權(quán)后距源位置的一種距離(或者說(shuō)是累積行程成本)，它是以成本單位表示的距離，而不是以地理單位表示的距離.成本距離方程可以表示每個(gè)柵格單元到最近源的最小累計(jì)成本距離，目的是用來(lái)識(shí)別與選取目標(biāo)點(diǎn)距源點(diǎn)之間的最小成本費(fèi)用方向和路徑.成本距離的計(jì)算方式見(jiàn)圖1，利用結(jié)點(diǎn)/連接線方式表達(dá)：每個(gè)像元的中心被視為結(jié)點(diǎn)，并且結(jié)點(diǎn)間通過(guò)連接線使其相連，每條連接線都賦有關(guān)聯(lián)的阻抗值.有兩種計(jì)算方式：

1)直接相鄰成本距離計(jì)算方式，見(jiàn)圖1(a).設(shè)從單元i前往上下左右4個(gè)直接相鄰的單元i+1，其成本距離的計(jì)算公式為：Ni+1=Ni+(Ri+Ri+1)/2,其中Ni和Ri分別為所在單元i的累計(jì)費(fèi)用和阻抗值.

圖1 成本距離計(jì)算方式Fig.1 Calculation method of cost distance

1.2 成本因素

綜合成本是指綜合考慮多種因素，對(duì)線路走向方案的建設(shè)成本或費(fèi)用影響程度的一種總的度量.線路走向方案綜合成本高，意味著建設(shè)費(fèi)用高、綜合效益低；線路走向方案綜合成本低，意味著建設(shè)費(fèi)用低、綜合效益高.綜合成本對(duì)鐵路選線走向研究貫徹“規(guī)劃選線、成本選線、重點(diǎn)工程選線、環(huán)保選線、地質(zhì)選線及安全選線”等原則與理念，提供了一種綜合、定量的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和手段.本文主要考慮的是“非不良地質(zhì)區(qū)域”或“非復(fù)雜地質(zhì)條件”主控下的生態(tài)環(huán)保線路選線，因此主要選擇坡度、坡向、土地利用、植物群落、水域和濕地、道路、文物古跡和建筑用地等8個(gè)影響因素，作為區(qū)間鐵路選線的綜合成本考慮因素.

1)坡度：影響著工程的難易程度，也決定著工程的安全系數(shù).坡度越陡，工程建設(shè)的投入及施工難度越大，對(duì)工程建成后的安全保障要求越高.

2)坡向：與光照情況緊密相關(guān)，真接影響植被群落的分布，從而給工程建設(shè)帶來(lái)生態(tài)環(huán)境影響.

3)土地利用：其類型不同，涉及征地與拆遷問(wèn)題，施工難易程度、對(duì)生態(tài)系統(tǒng)平衡的影響也不同.

4)植物群落：不同的植物群落自我修復(fù)能力不同，對(duì)人為干擾的抵抗能力也就不同.自我修復(fù)能力及對(duì)人為干擾的抵抗能力差的植被群落稱為生態(tài)敏感性高的群落，而線路工程建設(shè)要保護(hù)生態(tài)敏感性高的群落.

5)水域和濕地：易受到人類不良活動(dòng)的影響而造成不可恢復(fù)的破壞，且對(duì)工程施工也會(huì)造成困擾.

6)道路：鐵路的選線應(yīng)當(dāng)與道路保持一定的距離，以避免相互干擾.

7)文物古跡：鐵路在選線規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)文物古跡產(chǎn)生的振動(dòng)及噪聲影響.

8)建筑用地：與其他建筑物之間應(yīng)當(dāng)保持一段距離，避免線路噪聲干擾.

1.3 最優(yōu)路徑算法

最優(yōu)路徑也稱最佳路徑.最佳路徑分析一直是計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、交通工程學(xué)及地理信息科學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn).這里的“最佳”包含很多含義，不僅指一般地理意義上的距離最短，還可以是成本最少、耗費(fèi)時(shí)間最短、資源流量(容量)最大、線路利用率最高等標(biāo)準(zhǔn).無(wú)論判斷標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際問(wèn)題中的約束條件如何變化，其核心實(shí)現(xiàn)方法都是最短路徑算法.下面結(jié)合地理空間距離和其他影響因素的成本綜合考慮，以“綜合成本”最低為最優(yōu)路徑的判斷標(biāo)準(zhǔn).最短路徑常用的實(shí)現(xiàn)算法有Dijkstra算法[16]、Floyd算法和A*算法等，其中Dijkstra算法是解決最佳路徑問(wèn)題的最好方法，也是目前公認(rèn)的解決最短路徑問(wèn)題的經(jīng)典且有效的算法.在該算法中，采用逐步構(gòu)造最優(yōu)解的方法，在每個(gè)階段都做出一個(gè)在當(dāng)前情況下看上去最優(yōu)的決策，直至得到最后結(jié)果.該算法的主要特點(diǎn)是：以起始點(diǎn)為中心向外層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點(diǎn)為止.Dijkstra算法的思想是：令G=(V,E)為一個(gè)帶權(quán)有向圖，把圖中頂點(diǎn)集合V分成兩組，第一組為已求出最短路徑的頂點(diǎn)集合S(初始時(shí)S中只有源點(diǎn)，以后每求得一條最短路徑,就將它對(duì)應(yīng)的頂點(diǎn)加入到集合S中，直到全部頂點(diǎn)都加入到S中)；第二組是未確定最短路徑的頂點(diǎn)集合U.在加入的過(guò)程中，總保持從源點(diǎn)V到S中各頂點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度不大于從源點(diǎn)V到U中任何頂點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度.

Dijkstra算法步驟如下：

1)創(chuàng)建兩個(gè)集合，S集合和U集合.S集合保存所有已生成而未考察的節(jié)點(diǎn)，U集合中記錄已訪問(wèn)過(guò)的節(jié)點(diǎn).

2)訪問(wèn)路網(wǎng)中距離起始點(diǎn)最近且沒(méi)有被檢查過(guò)的點(diǎn)，把這個(gè)點(diǎn)放入S集合中等待檢查.

3)從S集合中找出距起始點(diǎn)最近的點(diǎn)，找出這個(gè)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)，把這個(gè)點(diǎn)放到U集合中.

4)遍歷考察這個(gè)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn).求出這些子節(jié)點(diǎn)距起始點(diǎn)的距離值，放子節(jié)點(diǎn)到S集合中.

5)重復(fù)第2)和第3)步,直到S集合為空，或找到目標(biāo)點(diǎn).

圖2為從A點(diǎn)至D點(diǎn)最優(yōu)路徑的Dijkstra算法圖，表1為其算法步驟.

圖2 Dijkstra算法圖Fig.2 Dijkstra algorithm diagram

2 康平-法庫(kù)鐵路選線GIS建模

康平縣隸屬遼寧省沈陽(yáng)市，地處遼河流域，北緯42°31′～43°02′，東經(jīng)122°45′～123°37′之間，東隔遼河與鐵嶺市昌圖縣相望，西鄰阜新市彰武縣，南接法庫(kù)縣，北與內(nèi)蒙古科左后旗毗鄰，是沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)區(qū)北部腹地的重要支撐點(diǎn)之一，是沈陽(yáng)城市發(fā)展四大空間戰(zhàn)略的向北門(mén)戶，是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈及遼寧中部城市群上的重要節(jié)點(diǎn)，同時(shí)又是遼、吉、蒙兩省一區(qū)結(jié)合部的區(qū)域中心.法庫(kù)縣位于遼寧省北部，長(zhǎng)白山山脈與陰山山脈余脈交會(huì)處，在遼河右岸，南與沈陽(yáng)隔遼河相通，北與康平縣、昌圖縣、開(kāi)原市接壤，東與調(diào)兵山市、鐵嶺縣毗鄰，西與新民市、彰武縣相接，是沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)區(qū)輻射東北及蒙東地區(qū)的重要節(jié)點(diǎn).現(xiàn)擬建一條康平站至法庫(kù)站的區(qū)間鐵路，GIS選線建模流程，如圖3所示.

表1 算法步驟

2.1 選線因素賦值

采取德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇?Analytic Hierarchy Process，AHP)相結(jié)合的方式，確定每個(gè)因素的成本值.德?tīng)柗品ê蛯哟畏治龇ㄊ沁\(yùn)籌學(xué)理論中得到廣泛應(yīng)用的兩種方法.德?tīng)柗品ㄒ卜Q專家調(diào)查法，本質(zhì)上是一種反饋匿名函詢法，其大致流程是：在對(duì)所要預(yù)測(cè)的問(wèn)題征得專家的意見(jiàn)之后，進(jìn)行整理、歸納、統(tǒng)計(jì)，再匿名反饋給各專家，再次征求意見(jiàn)，再集中，再反饋，直至得到一致的意見(jiàn).層次分析法是把一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問(wèn)題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)小目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則、約束)的若干層次，通過(guò)定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序，以進(jìn)行目標(biāo)(多指標(biāo))、多方案優(yōu)化決策.

因素成本值取1、3、5、7、9儲(chǔ)存在各個(gè)地圖的像元中，表示在該像元內(nèi)布線成本的高低，即值越高表示在此像元內(nèi)布線的綜合成本越高，值越低表示在此像元內(nèi)布線的綜合成本越低(見(jiàn)圖4).

圖3 GIS選線建模流程Fig.3 Modeling process of GIS route selection

1)水域和濕地按緩沖區(qū)進(jìn)行賦值.在接近水域和濕地地段施工，對(duì)水域和濕地造成破壞大，同時(shí)產(chǎn)生的工程費(fèi)用高，因此越接近水域和濕地成本值越高，水域和濕地本身成本值取9，0～50 m緩沖區(qū)成本值取7，50～100 m緩沖區(qū)成本值取5，100～200 m緩沖區(qū)成本值取3，>200 m緩沖區(qū)成本值取1.水域濕地分級(jí)賦值如圖4(a)所示.

2)植物群落按生態(tài)敏感性的高低進(jìn)行賦值.在受到外界干擾時(shí)，生態(tài)敏感性越高的植物群落越容易產(chǎn)生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，因此生態(tài)敏感性越高成本值越高.杉木林、加楊林、楓楊林、板栗林等的成本值取9，紫葉李林、桂花林、馬尾松林等的成本值取7，灌叢、油茶、林竹林等的成本值取5，水生植物、旱作植被、水稻等成本值取3，無(wú)植物、忙草地、荒草地等的成本值取1.植物群落分級(jí)賦值如圖4(b)所示.

3)坡度按其大小進(jìn)行賦值.坡度越大，工程費(fèi)用越高，成本值越高.>20°成本值取9，15°～20°成本值取7，10°～15°成本值取5，5°～10°成本值取3，0°～5°成本值取1.坡度的分級(jí)賦值如圖4(c)所示.

4)文物古跡按緩沖區(qū)進(jìn)行賦值，在接近文物古跡等敏感地區(qū)修建鐵路，無(wú)論在施工還是運(yùn)營(yíng)階段，都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，因此越接近文物古跡等敏感地區(qū)成本值越高.0～200 m緩沖區(qū)成本值取9，200～300 m緩沖區(qū)成本值取7，300～350 m緩沖區(qū)成本值取5，350～400 m緩沖區(qū)成本值取3，>400 m緩沖區(qū)成本值取1.文物古跡分級(jí)賦值如圖4(d)所示.

5)土地利用按其對(duì)生態(tài)平衡的不同作用及對(duì)施工的干擾程度進(jìn)行賦值，溝渠、河流、濕地、灘涂、坑塘等成本值取9，林地、果園、灌木林地等成本值取7，水澆地、水田、旱地等成本值取5，草地、農(nóng)村宅基地等成本值取3，公路用地、農(nóng)村道路、工業(yè)用地等成本值取1.土地利用分組賦值如圖4(e)所示.

圖4 各因素分級(jí)賦值Fig.4 Factor grading assignment graphic

6)道路按緩沖區(qū)進(jìn)行賦值.越接近道路相互影響越嚴(yán)重，因此成本值越高.道路本身成本值取9，0～10 m緩沖區(qū)成本值取7，10～20 m緩沖區(qū)成本值取5，20～50 m緩沖區(qū)成本值取3，>50 m緩沖區(qū)成本值取1.道路分級(jí)賦值如圖4(f)所示.

7)建筑用地按緩沖區(qū)進(jìn)行賦值.越接近建筑視覺(jué)噪聲等干擾越嚴(yán)重，因此成本值越高.建筑本身成本值取9，0～20 m緩沖區(qū)成本值取7，20～40 m緩沖區(qū)成本值取5，40～60 m緩沖區(qū)成本值取3，>60 m緩沖區(qū)成本值取1.建筑用地分級(jí)賦值如圖4(g)所示.

8)坡向按植被光照情況進(jìn)行賦值，東南-西南(112.5°～247.5°)成本值取9，東-東北(22.5°～112.5°)成本值取7，北(337.5°～0°～22.5°)成本值取5，西-西北(247.5°～337.5°)成本值取3，平面成本值取1.坡向分級(jí)賦值如圖4(h)所示.

2.2 成本因子權(quán)重

采用德?tīng)柗普{(diào)查法，邀請(qǐng)5位相關(guān)專家對(duì)8個(gè)成本因子中每?jī)蓛梢蜃拥南鄬?duì)重要性做出評(píng)價(jià)，計(jì)算得出各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，如表2所示,并經(jīng)檢驗(yàn)確定其可以作為評(píng)價(jià)的權(quán)重使用.

權(quán)重確定后，對(duì)多目標(biāo)決策模型成本，因素進(jìn)行線性加權(quán)疊加運(yùn)算，計(jì)算出綜合成本.其計(jì)算式為

式中：i為各成本因素編號(hào)；k為成本因素分級(jí)賦值的編號(hào)；n為成本因素總數(shù)；Ci為第i個(gè)成本因素的綜合值；Sk為第k個(gè)成本因素的權(quán)重；Wik為第i個(gè)分級(jí)賦值單元的第k個(gè)成本因素的綜合值.

2.3 空間選線建模

首先，針對(duì)水域濕地、植物群落、坡向、坡度、建筑用地、土地利用、文物古跡和道路影響選線的8個(gè)影響因素，建立空間柵格數(shù)字圖層；然后，就各圖層中每個(gè)柵格對(duì)鐵路選線的成本進(jìn)行屬性賦值；再通過(guò)加權(quán)疊加，將各個(gè)因素的柵格屬性值進(jìn)行柵格運(yùn)算，得

表2 成本因素的分級(jí)、賦值與權(quán)重

出綜合成本空間柵格圖層.當(dāng)綜合成本建立后，就可以通過(guò)基于成本距離模型的最優(yōu)路徑分析技術(shù)，自動(dòng)生成連接起終點(diǎn)的最優(yōu)路徑.最后，可將自動(dòng)生成的最優(yōu)線路轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)，對(duì)線形進(jìn)行完善.圖5所示為GIS選線建模流程，圖6為模型選線結(jié)果.

圖5 GIS建模流程Fig.5 Flowchart of GIS modeling

由圖6可以看出，選出的線路穿越地勢(shì)較平坦的地區(qū)，遠(yuǎn)離了陡坡、溝坎，降低了工程地質(zhì)的難度，提高了工程的安全系數(shù)；遠(yuǎn)離濕地和水域，減小了對(duì)濕地和水域的影響，保護(hù)了水域和濕地，同時(shí)減少了工程數(shù)量，降低了綜合成本；遠(yuǎn)離生態(tài)敏感性高的植物群落地區(qū)，保護(hù)了生態(tài)系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)草地、旱地等鐵路建設(shè)成本較低的地區(qū)，遠(yuǎn)離施工難及對(duì)生態(tài)平衡有重要影響的地塊；選擇對(duì)植被群落光照影響少的坡向，從而有利于生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)；與道路保持一定的距離，降低干擾；與文物古跡保持一定的距離，重視對(duì)歷史文物的保護(hù)；與其他建筑保持一定的距離，避免或降低了噪聲干擾.由分析可知，上述建模自動(dòng)生成的線路確實(shí)經(jīng)過(guò)了綜合成本值最低的區(qū)域，選線結(jié)果符合綜合經(jīng)濟(jì)成本最低的規(guī)劃目標(biāo).最后，將生成的最優(yōu)路徑轉(zhuǎn)為矢量要素文件，進(jìn)一步可轉(zhuǎn)換為CAD的DWG格式文件，可設(shè)計(jì)出既滿足綜合經(jīng)濟(jì)成本最低又符合工程設(shè)計(jì)線形要求的路線.

3 結(jié)論與討論

在GIS空間分析技術(shù)支持下，綜合考慮分析鐵路選線區(qū)域內(nèi)的地形、地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境影響，將坡度、坡向、土地利用、植物群落、水域和濕地、道路、文物古跡和建筑用地等8個(gè)影響因素，作為鐵路選線的單成本因子，以遼寧省康平-法庫(kù)區(qū)間鐵路線路選線為試驗(yàn)段，建立了以綜合成本最低為目標(biāo)、可以自動(dòng)生成最優(yōu)線路路徑的區(qū)間鐵路選線空間信息分析模型.康平-法庫(kù)區(qū)間鐵路選線GIS建模應(yīng)用表明，采用基于成本距離模型的最優(yōu)路徑技術(shù)，是解決鐵路選線多目標(biāo)約束條件下自動(dòng)進(jìn)行空間線路搜索決策的可行方法，可有效克服選線設(shè)計(jì)中方案有限、評(píng)價(jià)指標(biāo)少、選線效率低、決策周期長(zhǎng)以及對(duì)采用方案的科學(xué)性缺乏有效論證等問(wèn)題，具有工程實(shí)用性.建立的區(qū)間鐵路選線空間信息分析模型可以作為一個(gè)專門(mén)的空間選線工具模塊，以批處理工作流方式運(yùn)行，具有可移植、能高效自動(dòng)生成區(qū)間線路路徑的優(yōu)勢(shì).需要說(shuō)明的是：

1)本文工作是針對(duì)確定的相鄰兩點(diǎn)之間(可以是區(qū)間的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間，也可以是某兩個(gè)確定的區(qū)間控制點(diǎn)之間，還可以是某站點(diǎn)與近鄰的控制點(diǎn)之間)的最優(yōu)線路走向自動(dòng)確定并生成的方法.理論上，兩點(diǎn)之間的線路路徑有無(wú)數(shù)條，采取的方法是在這無(wú)數(shù)種可能的路徑(走向)中，按照設(shè)定的最小綜合費(fèi)用成本目標(biāo)來(lái)確定并生成最優(yōu)路徑.

2)地質(zhì)因素是選線重要的影響因子，特別在復(fù)雜不良地質(zhì)區(qū)域，線路選線需要重點(diǎn)考慮，進(jìn)行“地質(zhì)選線”.但是本研究主要考慮的是“非不良地質(zhì)區(qū)域”或“非復(fù)雜地質(zhì)條件”主控下的生態(tài)環(huán)保線路選線.即使在復(fù)雜地質(zhì)條件下，GIS空間分析建模線路優(yōu)選方法仍然可以參照應(yīng)用，只需把地質(zhì)因素因子作為關(guān)鍵成本因素增加到地理空間信息模型中，再按照上述方法和流程進(jìn)行應(yīng)用.本質(zhì)上，這里只是提供了一種“基于GIS空間分析建模的區(qū)間線路走向自動(dòng)生成方法”，在具體應(yīng)用中，成本因素的增加或減少需要結(jié)合具體工程案例的實(shí)際情況進(jìn)行.

3)“鐵路選線空間信息分析模型”是指這類基于GIS空間分析技術(shù)的鐵路選線方法模型，但具體如何實(shí)現(xiàn)有很多種途徑.“成本距離最優(yōu)路徑模型”是這類“鐵路選線空間信息分析模型”的一種具體的、在本文中應(yīng)用的方法模型，而Dijkstra算法(最優(yōu)路徑算法)是“成本距離最優(yōu)路徑模型”實(shí)現(xiàn)中的最短路徑求算解法.