一种复杂山区铁路线路方案绿色度智能决策系统及方法与流程

本发明涉及铁路工程，特别涉及一种复杂山区铁路线路方案绿色度智能决策系统及方法。

背景技术：

1、目前铁路线路方案的评价和比选过程主要还是依赖工程师的个人经验与知识，方案比选工作反反复复、工作量大、劳动强度高。总体来看，已有的研究成果还存在以下不足：

2、1)目前对铁路线路方案评价和比选的具体操作仍基本停留在规划选线、经济选线、工程选线、地质选线、环保选线的技术经验层面，尚不满足新时代环境下复杂山区铁路绿色选线的需要。

3、2)目前的铁路线路软件，以智能选线、线路cad设计软件为主，缺乏对绿色程度的综合考虑，也不具备存储大量实际工程案例和评价比选结果的功能，还没有专门对复杂山区铁路线路方案的绿色程度进行智能化评价和比选的软件系统。

4、3)已有的铁路线路方案评价指标种类繁杂，指标体系过于庞大，导致可操作性和工程实用性较差，且未考虑到全寿命周期的节能减排、资源利用等绿色因素，未针对性的建立基于绿色度的评价方法及模型，难以适用于复杂山区铁路线路方案在绿色效果方面的评价和比选。

5、线路方案确定后，铁路全生命周期的绿色性能、可靠性、安全性、技术可行性、经济合理性以及社会接纳性等就已基本被定格。从选线设计的源头出发，仔细研究线路对环境的影响，注重环境保护、水土保持和节能减排，贯彻绿色选线理念，实行线路方案绿色评价和科学决策，对于贯彻落实国家和铁路行业高质量发展战略，实现铁路绿色可持续发展具有重要作用。但目前线路方案比选的决策过程仍缺乏适应复杂艰险山区环境特征的科学评价体系，因此，亟需研发智能人机交互式的铁路绿色选线方案评价和比选系统，进一步减少方案决策风险，以满足铁路建设不断向绿色化、智能化方向发展的现状。

6、专利文献cn202111375756.0公开了一种铁路选线评价系统及方法，主要用于解决现有技术在原始设计参数获取、路线方案选择、设计成果评价等方面无法为设计者提供适时决策支持的问题，但是该系统及方法相比本专利提出的技术还存在以下不足：

7、1)缺乏铁路线路方案的评级指标选择和绿色评价的考虑，不能对不同线路方案的绿色程度进行技术比选。

8、2)没有结果存储和工程案例数据库模块，缺乏实际工程应用案例数据库的支撑，且无法实现对评价比选结果进行实时存储和调用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种复杂山区铁路线路方案绿色度智能决策系统及方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种复杂山区铁路线路方案绿色度智能决策系统，包括：铁路基本信息输入模块、评价指标选择模块、指标权重计算模块、绿色评价模块、评价结果预警模块，所述铁路基本信息输入模块、所述评价指标选择模块、所述指标权重计算模块、所述绿色评价模块、所述评价结果预警模块之间依次通信连接；

4、所述铁路基本信息输入模块用于录入待评价铁路工程的主要技术标准和工程投资情况；

5、所述评价指标选择模块用于调取系统储存的指标体系数据库或工程案例数据库，并结合工程特点直接选择评价指标；

6、所述指标权重计算模块用于选择权重计算方法和确定指标权重；

7、所述绿色评价模块用于综合显示和操作全部线路比选方案的评价信息，以及进行基于绿色度的线路方案评价和比选，并输出方案评价结果；

8、所述评价结果预警模块用于对绿色评价结果未达标的线路方案进行预警提示。

9、进一步地，所述指标体系数据库存储有以往山区铁路方案比选时采用的所有不同类型的评价指标，所述评价指标分为若干级，包括定性和定量指标，并根据实际需要对所述定性指标和所述定量指标进行级别划分。

10、进一步地，所述对所述评价指标的取值进行计算包括：对所述评价指标进行规范化处理；

11、当所述评价指标的取值为精确数时，对于效益型指标规范化处理的表达式为：

12、

13、式中，bij为指标原始取值矩阵；sij为规范化后的矩阵；

14、对于成本型指标规范化处理的表达式为：

15、

16、进一步地，所述指标权重计算模块包括平均权重法、决策者调整法、g1法三种权重计算方法。

17、进一步地，所述绿色度的表达式为：

18、

19、式中，gj为评价结果取值，表示第j个线路方案的绿色度；wij为第j个线路方案第i个评价指标的权重，zij为第j个线路方案第i个评价指标规范化后的取值。

20、进一步地，还包括数据库管理模块，所述数据库管理模块与所述绿色评价模块通信连接；

21、所述数据库管理模块包括历史评价结果存储和展示数据库、指标最大值管理数据库；

22、所述历史评价结果存储和展示数据库用于调入历史评价记录、存储当前评价信息、导出历史评价记录、展示选中的评价记录信息、查询评价记录、删除选中评价记录；

23、所述指标最大值管理数据库用于调入指标最好取值记录、调整指标最好取值、更新指标最好取值记录、导出指标最好取值记录、查询指标最好取值记录。

24、进一步地，还包括评价结果预警模块，所述评价结果预警模块与所述绿色评价模块通信连接，并对绿色评价结果未达标的新路方案进行预警提示。

25、进一步地，还包括评价结果储存模块，所述评价结果存储模块与所述绿色评价模块通信连接，所述评价结果存储模块包括工程案例数据库，所述工程案例数据库用于存储历史线路方案比选案例，以及待评价铁路工程线路方案的评价与比选结果。

26、另一方面，公开了一种根据上述任意所述的复杂山区铁路线路方案绿色度智能决策系统的复杂山区铁路线路方案绿色度智能决策方法，包括以下步骤：

27、s1：输入待评价铁路工程的主要技术标准和工程投资情况；

28、s2：从指标体系数据库中选择并确定评价指标，或从工程案例数据库中查找类似项目的线路方案比选案例，套用所述类似项目采用的评价指标；

29、s3：对评价指标取值进行规范化处理，并计算每个评价指标的权重；

30、s4：计算不同线路方案的绿色度，确定最优线路方案，并将评价和比选结果存入工程案例数据库。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

32、1.本发明突出绿色可持续发展的理念，充分结合铁路工程经过的地形、地质、生态等复杂山区外部环境条件，提出了一种基于绿色度概念的线路方案评价模型，可以实现铁路线路方案绿色评价和比选决策。

33、2.本发明搭建了一种人机交互式的铁路线路方案绿色度的智能辅助决策支持软件系统，可在铁路选线设计阶段帮助决策者对线路方案的绿色程度进行科学、合理的比选，减少方案比选的时间，实现铁路线路方案绿色化、智能化决策。

34、3.本发明有效解决了现有技术中方案比选工作劳动强度大、决策周期长、研究方案有限、评价指标单一且缺乏绿色要素、推荐方案缺乏科学论证、智能决策水平低等方面的问题。