導向線

鐵路選線設計工作在鐵路建設中起著舉足輕重的作用，它決定了工程造價的大小，運營條件的好壞，為線路建成后的經濟效益提供有力的保證。而且，設計結果很大程度決定了鐵道建築系統與環境的長期相互作用行為。隨著勘測技術和計算機技術的發展，勘測設計一體化、自動化已經成為可能。然而，選線設計中需考慮的眾多因素具有矛盾性、不確定性和隨機性等特點，這些特點造成的複雜性給設計自動化的實現帶來很大的難度。改變傳統定線方法，用新的思維方式處理複雜問題是實現自動化設計的有效方法。

新線鐵路選線設計時，按傳統手工定線方法，設計者依地面平均自然坡度與規定的最大坡度的大小關係，把地形分為緊坡地段和緩坡地段。定線時按此劃分採用不同的方法。緩坡地段由於地形平緩，較易處理。緊坡地段地面坡較陡、起伏大，定線時還要考慮地質、水文、生態和人文等環境及工程量大小和運營條件的好壞等錯綜複雜的因素，一般可以結合實際經驗，採用導向線法定線。導向線定線法實際是以地形為主要考慮因素，應用時有很大局限性。改進傳統導向線，提出廣義導向線定線法，並依據其思想，建立定線元胞自動機模型，以此實現自動化定線。

我國的鐵路選線設計從一開始的單一隻考慮適應地形，減小工程造價，發展為地形條件和地質因素相結合的選線理論。近年來，自然環境保護和可持續發展問題已經成為全球性問題，鐵路選線設計也要從以前僅為降低工程造價的思維方式，轉變成使鐵路建設與環境保護全面協調的全新思維方式，即從經濟選線發展到從可持續發展的角度進行選線。這樣，選線的複雜程度就更高，對於設計自動化的實現就更困難。

傳統的導向線定線法是以地形為主要考慮因素，每前進一步都盡量保證既用足最大坡度，又儘可能小的工程量，同時兼顧對某些障礙的繞避和創造較好的運營條件。這僅僅是地形和地質選線的思想，很多複雜因素未考慮進去。

廣義導向線定線法是從可持續發展的角度考慮，使導向線不只起到經濟選線的導向作用，還具有鐵路系統環境的保護導向目的。依據土地的交通建設適宜性評價思想，設一適合定線地塊的綜合評定指標，既包括地形、地質、水文等自然障礙和道路、村鎮等社會障礙因素，又包括人文、生態、礦產和水土保持等環保價值和社會價值因素。為方便實用，可不做精確計算，能夠定性地分出等級即可。一般地塊的環保價值和社會價值越高，相對定線的適宜程度就越低。將價值分為高、中、低和無四個等級，相對的定線適宜度分別為-1，0，1，2；對於障礙因素，可以將其要求線路繞避的相對強烈程度分為強、一般、弱和無四個等級，對應地塊對定線的適宜度分別為-1，0，1，2。這樣，取適宜定線的地塊綜合評定指標為所有因素的定線適宜度之和；特殊的，對於含有某因素的適宜度為-1的地塊，其綜合評定指標直接取為-1，即要求線路必須繞避。對線路將行經區域按綜合指標進行評價，綜合評定指標值越大的地塊越適合定線。根據評價結果劃分不同適宜定線程度等級的地塊，依此決定線路的位置。具體方法可以結合元胞自動機的特點，建立模型執行。

廣義導向線與傳統導向線有著本質區別。傳統的導向線是每段等長，轉點落在等高線上，縱斷面坡度為定值的等坡度折線；而且只能用於緊坡地段定線。它僅考慮了地形因素，按定線坡度選取合適位置作為導向點。廣義導向線的各段可以不等長，轉點不一定落在等高線上，而且坡度大小不同，但都是在滿足定線坡度限制前提下，較理想的前進方向，能起到更好的導向作用；並且對緊坡地段和緩坡地段均適用，即不必按地形分類而採用不同的原則和方法。

繪製導向線時，應注意以下幾點：

1.導向線應繞避不良地質地段，並使導向線趨向前方的控制點(或車站)。

2.如果兩腳規開度(定線步距) Δl小於等高線平距，表示定線坡度大於局部地面自然坡度，線路不受高程式控制制，即可根據線路短直方向引線。遇到等高線平距小於Δl的地段，再繼續繪製下一地段的導向線。

3.線路跨越溝谷需要設置橋涵，故導向線不必降至溝底，可直接向對岸引線。

4.導向線是一條折線，僅能表示線路的概略走向，為了定出線路平面，須以導向線為基礎，藉助鐵路曲線板和三角板，在符合線路規範有關規定的前提下，圓滑、順直地繪出線路平面