CN116451972B - 一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法，包括以下步骤：建立研究区域内的地理模型；基于三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型得到线临协同空间模型；建立约束条件，从线临协同空间模型中筛选出满足约束条件的铁路线路与大临工程选址方案，即得到包含多个线临协同设计方案的铁路线路与大临工程选址方案集；建立线临协同设计方案协同度计算模型，对筛选出的各线临协同设计方案进行协同度计算；根据各线临协同设计方案的协同度对各线临协同设计方案进行评价。综合考虑铁路线路与大临工程的评价指标、权重等，适用于复杂山区环境下的铁路线路与大临工程选址评价，对铁路建设具有重要意义。

Description

一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法
技术领域
本发明涉及铁路设计技术领域，具体涉及一种适用于复杂山区环境下的铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法。
背景技术
铁路作为一个国家的重要基础设施，与国民经济的发展紧密联系，深刻影响着我国的经济和社会发展。合格的线路设计不仅要满足线路的安全、经济、舒适与环保要求，还应保证铁路工程的顺利建造与如期交付。因此，大型临时性工程（简称大临工程）作为保障铁路顺利建造的配套型服务设施，在铁路线路设计中也是非常重要的一个部分。
由于线路与大临工程天然的设计先后顺序，迄今为止，国内外铁路线路-大临工程（以下简称“线—临”）设计通常基于“串行分离式”思想，即先定“线”，再依据铁路线路方案，完成大临工程布设，此时，“线”支配“临”，“临”后置于“线”。
在平原、微丘等自然环境不复杂的地区，由于“线”、“临”均有充裕的选择空间和调整余地，这一方法尚能产出可行方案。然而在复杂山区环境下存在以下问题：1）不可避免地需要设计大量高桥长隧工程，导致与之配套的大临工程的施工难度大大提高；2）复杂山区环境中的现有铁路路网比较稀疏，这给大临工程施工过程中的物资人员调度带来了极大的困难；3）脆弱的生态环境也让大临工程的施工处处受限。
因此，在复杂山区环境下，大临工程的设计不能只考虑如何服务铁路线路的施工，必须考虑“线—临”的耦合性并进行协同设计，因此“线—临”选址方案的协同度评价对于如何实现优化“线—临”选址方案的同时降低施工难度、保护生态环境具有极其重要的指导作用，但目前国内外对“线—临”协同研究不足，现有的线临协同设计方案都是单独评价铁路线路设计方案或者单独评价大临工程设计方案，评价方法也仅涉及技术和经济指标，这种单因素单维度的评价方法，缺乏协同度评价指标，没有体现出协同的思想，故而不能用于“线—临”选址方案的协同度评价。
综上所述，急需一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法，具体技术方案如下：
一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法，包括：
S1：通过研究区域内的综合地理信息参数建立研究区域内的地理模型；构建三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型；基于三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型得到线临协同空间模型；
S2：基于地理模型和线临协同空间模型建立约束条件；从原始的铁路线路与大临工程选址方案集中筛选出满足约束条件的铁路线路与大临工程选址方案得到多个线临协同设计方案；
S3：建立线临协同设计方案协同度计算模型，对步骤S2筛选出的各线临协同设计方案进行协同度计算；根据各线临协同设计方案的协同度对各线临协同设计方案进行评价。
优选的，步骤S1具体包括：
建立研究区域内的地理模型具体是：将研究区域划为M×N个正方形单元格：
，/>；
其中，和/>分别表示研究区域的长度与宽度；/>表示正方形单元格的宽度；
每一个正方形单元格的空间位置通过其中心坐标表示，并对每一个正方形单元格赋予研究区域内的综合地理信息参数；
三维铁路线路空间模型包括铁路线路和相应的桥梁、隧道和路基，铁路线路的线形包含直线、缓和曲线和圆曲线；
大临工程空间模型包括竖井/斜井和施工便道，将竖井与斜井简化为空间直线。
优选的，综合地理信息参数包括地理禁区、地物信息、地价信息、用地类型以及地形信息。
优选的，约束条件包括：
平面约束，包括最小曲线半径、最小曲线长度、最小缓和曲线长度以及最小夹直线长度；纵面约束，包括最大最小竖曲线半径、最大最小限制纵坡、最大最小坡段长度以及最大坡度差；竖井/斜井约束，包括平整度约束和水位约束；施工技术约束，包括最大桥长约束、最大桥高约束、最大隧道长度约束以及最大路基边坡高度约束；禁区约束，包括自然保护区约束、军事区以及不良地质区约束；既有结构物约束，包括既有建筑约束、既有铁路约束、既有道路约束以及既有河流约束。
优选的，步骤S3具体包括：
S3.1：构建复合系统协同度计算模型，所述复合系统由铁路线路与大临工程选址方案集中线临协同设计方案抽象而成，其包括若干子系统，所述子系统包括若干评价指标；
S3.2：计算各子系统内的评价指标；
S3.3、计算各子系统的协同度，具体是：对子系统进行汇总；对单个子系统的评价指标进行处理，具体包括：获取各评价指标的系统协同度；计算各评价指标的信息熵；计算各评价指标的权重；计算各线临协同设计方案在该子系统内所有评价指标下的子系统协同度；
S3.4：复合系统协同度计算，具体是：汇总步骤S3.3中各线临协同设计方案在该子系统内所有评价指标下的子系统协同度，得到复合系统的协同度矩阵；计算各子系统的权重；计算复合系统的协同度；
S3.5、通过步骤S3.4获得复合系统的协同度对相应线临协同设计方案进行评价。
优选的，所述子系统包括铁路线路子系统以及大临工程子系统。
优选的，所述铁路线路子系统的评价指标包括铁路施工造价、铁路通行效率以及铁路线路施工工期；
所述大临工程子系统的评价指标包括大临工程施工造价、施工便道运输时间、大临工程施工工期、临时工程施工工期比例以及临时工程投资比例。
优选的，步骤S3.3中对子系统进行汇总具体是：
汇总第个子系统的/>个评价指标，构建初始方案矩阵/>如下：
；
其中：表示第/>个线临协同设计方案中第/>个评价指标的取值；/>均表示线临协同设计方案编号，/>；/>表示评价指标编号，/>；/>表示子系统编号，，/>为子系统的总数量；
对单个子系统的评价指标进行处理，具体包括以下步骤：
步骤①、采用下式获取各评价指标的系统协同度：
；
其中：是初始方案矩阵/>的转换矩阵；
指标为正向指标时，；
指标为逆向指标时，；
步骤②、采用下式计算各评价指标的信息熵：
；
；
其中：表示第/>个评价指标的信息熵；/>表示第/>个评价指标在第/>个线临协同设计方案下的取值与第/>个评价指标在所有方案中取值之和的比值；
步骤③、采用下式计算各评价指标的权重：
；
其中：表示第/>个子系统中第/>个评价指标的权重；
步骤④、采用下式计算各线临协同设计方案中各子系统的协同度：
；
；
其中：表示第/>个线临协同设计方案中第/>个子系统的协同度。
优选的，步骤S3.4中复合系统的协同度矩阵为下式：
；
采用下式计算各子系统的权重：
；
其中：；
采用下式计算复合系统的协同度：
；
其中：；
其中，表示第/>个线临协同设计方案所对应的复合系统的协同度，/>表示第个线临协同设计方案中第/>子系统的协同度，/>表示第/>个线临协同设计方案所对应的协同度计算系数。
优选的，通过复合系统的协同度对相应的线临协同设计方案进行评价具体是：
当时，表示相应的线临协同设计方案不协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案低度协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案中度协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案高度协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案极度协同。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
（1）本发明提供一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法，通过综合地理信息参数建立地理模型，并基于三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型得到线临协同空间模型，通过约束条件筛选满足约束条件的铁路线路与大临工程选址方案，建立线临协同设计方案协同度计算模型，获取筛选出的各线临协同设计方案的协同度，并根据各线临协同设计方案的协同度对各线临协同设计方案进行评价。综合考虑了铁路线路和大临工程的相关评价指标、权重等，适用于复杂山区环境下的铁路线路与大临工程选址评价，填补了国内外对“线—临”协同研究的空白，为指导铁路线路与大临工程选址提供了重要的参考。
（2）本发明综合考虑多个影响地理模型建立的综合地理信息参数，包括地理禁区、地物信息、地价信息、用地类型以及地形信息，并且通过这些综合地理信息参数的选择为后续约束条件的选择提供了来源。
（3）本发明设置了多种约束条件对通过多组铁路线路与大临工程选址方案在地理模型的基础上建立空间模型进行约束，筛选得到满足约束条件的选址方案，极大地减少了后续协同度计算过程。
（4）本发明通过构建特殊的复合系统协同度计算模型、计算各子系统内的评价指标、计算各子系统的协同度，最终实现复合系统协同度的计算，能客观地评价各线临协同设计方案，实用性强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例1地理模型示意图；
图2是铁路线路与大临工程选址方案空间线位示意图：(a) 铁路平面几何线形；(b)铁路纵面几何线形；(c)竖井/斜井起终点位置； (d)施工便道几何线形；
图3是平整度计算原理图；
图4是竖井/斜井几何线形约束示意图：(a) 代表竖井/斜井平面约束；(b) 代表竖井/斜井空间线型约束。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例：
参见图1，一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法，包括：
S1：通过研究区域内的综合地理信息参数建立研究区域内的地理模型；构建三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型；基于三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型得到线临协同空间模型。详情如下：
S1.1：通过研究区域内的综合地理信息参数建立研究区域内的地理模型，所述综合地理信息参数包括地理禁区（例如地质灾害易发区、自然环境保护区）、地物信息（例如居民区、既有道路）、地价信息（土石方、桥梁、隧道单价）、用地类型（例如农田、河流、建设用地）以及地形信息（例如地面高程、水位信息），将研究区域划为个正方形单元格，参见图1：
，/>；
其中，和/>分别表示研究区域的长度与宽度；/>表示正方形单元格的宽度；
每一个正方形单元格的空间位置通过其中心坐标表示，并对每一个正方形单元格赋予研究区域内的综合地理信息参数；
S1.2：构建三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型；基于三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型得到线临协同空间模型，具体是：
三维铁路线路空间模型包括铁路线路和相应的桥梁、隧道和路基。参见图2(a)、图2(b)所示，从几何角度来看，三维铁路线路的线形包括直线、缓和曲线和圆曲线，因此，其表征变量包括几何参数交点集(APIs)及其配套曲线集，本实施例中：几何参数交点集(APIs)由平面交点集(AHPI)和纵断面交点集(AVPI)组成，其中平面交点集(AHPI)包括平面交点坐标(XA_H、YA_H)以及圆曲线半径(RA_H)，纵断面交点集(AVPI)包括变坡点里程(KA_V)以及变坡点对应的设计标高(HA_V)。
大临工程空间模型由竖井/斜井和施工便道组成。在本实施例中，将竖井与斜井简化为空间直线，参见图2(c)所示，因此，将空间直线两个端点的位置坐标作为竖井与斜井的决策变量(记为集合DS)，具体表示为与铁路线路相连的起点三维坐标SPI(xS_S、yS_S、zS_S)与施工便道相连的终点三维坐标EPI(xS_E、yS_E、zS_E)；施工便道线形与铁路线路类似，参见图2(d)所示，所以施工便道线形的表征向量包括平面交点集(RHPIs)、纵面交点集(RVPIs)以及其配套曲线集，本实施例中即将表示竖井或斜井的空间直线的两个端点以及施工便道线形产生的平面交点集(RHPIs)、纵面交点集(RVPIs)以及其配套曲线集表示三维施工便道空间模型。
S2：基于地理模型和线临协同空间模型建立约束条件；从原始的铁路线路与大临工程选址方案集中筛选出满足约束条件的铁路线路与大临工程选址方案得到多个线临协同设计方案，具体如下：
根据《铁路线路设计规范》和具体施工项目勘察结果，将铁路线路和施工便道几何线形约束分为平纵两个角度：
平面约束，包括最小曲线半径、最小曲线长度、最小缓和曲线长度以及最小夹直线长度；
纵面约束，包括最大最小竖曲线半径、最大最小限制纵坡、最大最小坡段长度以及最大坡度差；
竖井/斜井约束，包括平整度约束和水位约束，具体是：
平整度约束：参见图3，以井口位置为中心，取边长为的正方形单元格为竖井斜井的施工面。获得施工面内间隔为的/>个点位，并取其第/>个点位的纵面高程/>，根据均方根高度法计算施工面粗糙度，粗糙度小于最大阈值/>即表明场地平整，满足平整度约束，表达式如下：
；
其中，表示点位的平均纵面高程，/>表示点位的总数量，/>表示施工面粗糙度，表示最大施工面的粗糙度，即粗糙度的最大阈值。
水位约束：竖井/斜井的井口位置高程必须高于洪水频率为1/100的水位至少0.5m；为了保证竖井/斜井的施工安全，同时也为了尽可能的节省施工成本，缩短施工工期，工点需满足几何线形约束。对满足地表形态约束的工点，参见图4所示（(a) 代表竖井/斜井平面约束；(b) 代表竖井/斜井空间线型约束），根据铁路线路方案进行竖井/斜井的几何线形约束检测，在第一筛工点备选池的基础上得到第二筛工点备选池，具体约束包括斜井最大坡度约束、斜井最小交叉角约束、竖井与隧道中心轴线的最小间隙约束、竖井最大长度约束、斜井最大长度约束、相邻竖井/斜井最小-最大间隔约束。
施工技术约束，包括最大桥长约束、最大桥高约束、最大隧道长度约束以及最大路基边坡高度约束；
禁区约束，包括自然保护区约束、军事区以及不良地质区约束，即所有处于自然保护区约束、军事区以及不良地质区内的单元格与铁路线路单元格集合、竖井/斜井单元格集合、施工便道单元格集合三者并集的交集应为空集；
既有结构物约束，包括既有建筑约束、既有铁路约束、既有道路约束以及既有河流约束，表达式如下：
；
其中，表示交叉点处既有结构物高程（既有铁路、既有建筑、既有道路、或既有河流）、/>表示铁路线路与大临工程选址方案的高程，/>表示交叉点处既有结构物的最小净空要求，不同既有结构物的数值不同，可根据相关设计规范选择。
本实施例中，从线临协同空间模型中筛选出满足约束条件的铁路线路与大临工程选址方案，即得到包含组线临协同设计方案的铁路线路与大临工程选址方案集。
S3：建立线临协同设计方案协同度计算模型，获取步骤S2筛选出的各线临协同设计方案的协同度；根据各线临协同设计方案的协同度对各线临协同设计方案进行评价。具体包括以下步骤：
S3.1：根据协同学的序参量原理和役使原理，构建复合系统协同度计算模型，所述复合系统由铁路线路与大临工程选址方案集中线临协同设计方案抽象而成。
其复合系统表示为：/>，/>表示/>的第/>个子系统。
子系统的序参量表示为：/>，其中，/>表示第/>个子系统的第/>个评价指标，/>；/>。
通过对实际施工过程中所需要考虑的多项复杂影响因素进行分析与总结，得到各个子系统的评价指标，如下表所示：
表1 子系统评价指标统计表
S3.2：计算各子系统内的评价指标，具体是：
铁路线路子系统的评价指标计算：
铁路施工造价：包括桥梁造价/>、隧道造价/>、轨道造价/>、线路土方工程造价/>与路权费/>：
；
其中，桥梁造价通过桥梁长度与桥梁每延米造价相乘得到，隧道造价通过隧道长度与隧道每延米造价相乘得到，轨道造价/>通过轨道长度与轨道每延米造价相乘得到，线路土方工程造价/>通过土方算量长度与土方每方施工成本相乘得到，路权费/>由单位体积路权费与铁路线路所占空间体积乘积得到。
铁路通行效率：在运营条件不变的情况下，其表达式如下：
；
其中，（单位为：分钟）表示日均综合维修天窗时间；/>（单位为：分钟）表示同向列车连发间隔时间；/>表示普通货物列车站间单方向走行时分。
铁路线路施工工期：主要取决于桥梁施工工期、隧道施工工期、轨道铺设以及安装通信设备，计算公式如下：
；
其中，和/>分别表示所有桥梁的最大施工工期和所有隧道的最大施工工期；表示经验系数，根据《铁路工程建设组织设计规范》，多取0.85~0.90；/>表示铺设轨道和安装沿线通信设备的额外施工时间，根据工作经验，多取3~5个月。
大临工程子系统评价指标计算：
大临工程施工造价：包括竖井/斜井施工造价/>以及施工便道施工造价，表达式如下：
；
其中，为竖井/斜井总数；/>（单位为：元/米）和/>（单位为：米）分别表示第/>个竖井/斜井的单位成本和长度；/>为施工便道总个数；/>（单位为：元）和/>（单位为：元）分别表示第/>条施工便道的土石方造价和小桥造价（长度<100m）；/>（单位为：元/米）和/>（单位为：米）分别表示第/>条施工便道的单位成本和长度。
施工便道运输时间：
；
其中，（单位为：千米）和/>（千米每小时）分别表示施工便道第/>个坡段长度和该坡段的运行速度；/>和/>分别代表该施工便道双向通行的往返速度；/>可以根据最大行驶速度和纵坡坡度进行修正，其中/>表示纵坡坡度，/>，详见下表：
表2坡段的运行速度修正表
大临工程施工工期：根据实际工程中的施工顺序，包括施工便道开挖所需时间/>和竖井/斜井开挖所需时间/>：
；
其中，表示铁路线路全线所需施工便道数量；施工便道开挖所需时间/>和竖井/斜井开挖所需时间/>根据实际经验取值。值得注意的是，当施工便道与隧道洞门或者桥梁桥台直接相连时，取/>为0。
临时工程施工工期比例：指大临工程施工工期与线—临工程总施工工期的比值，其中线—临工程总施工工期包括铁路线路施工工期与大临工程施工工期，其比值的计算表达式如下：
；
其中，表示大临工程施工工期，/>表示铁路线路施工工期。
临时工程投资比例：指大临工程投资与工程总投资的比值，其中大临工程投资包括竖井/斜井施工造价/>与大临工程施工造价/>，工程总投资在大临工程投资的基础上加上铁路施工造价/>，临时工程投资比例的计算表达式如下：
；
S3.3：子系统协同度计算，包括：
（1）、子系统方案汇总。拿第个子系统举例说明，其余子系统同理可得。汇总第/>个子系统的/>个评价指标，构建初始方案矩阵/>：
；
其中，表示第/>个线临协同设计方案中第/>个评价指标的取值；/>均表示线临协同设计方案编号，/>；/>表示评价指标编号，/>，/>表示子系统编号，/>。
（2）、对单个子系统的评价指标进行处理，具体包括以下步骤：
步骤①、子系统的个评价指标分为正向和逆向两个种类，对于正向指标而言，其值越大，系统的协同度越高；反之，对逆向指标而言，其值越大，系统的协同度越低。需要对个线临协同设计方案的两类指标值进行适当转换，并用/>表示。使/>满足其值越大，系统协同度越高的条件，汇总后得到转换矩阵/>，正向指标、逆向指标以及转换矩阵的表达式如下：
指标为正向指标时，；
指标为逆向指标时，；采用下式获取各评价指标的系统协同度/>：/>
；
其中，是初始方案矩阵/>的转换矩阵；
步骤②：计算各评价指标的信息熵。对于/>个待线临协同设计方案，第/>个评价指标的信息熵的计算表达式如下：
；
；
其中：表示第/>个评价指标的信息熵；/>表示第/>个评价指标在第/>个线临协同设计方案下的取值与第/>个评价指标在所有方案中取值之和的比值。值得注意的是，当为0时，取/>为0。
步骤③：计算各个评价指标对应权重，具体采用下式进行计算：；
其中，表示第/>个子系统中第/>个评价指标的权重。
步骤④：采用下式计算各线临协同设计方案中各子系统的协同度，如计算第个线临协同设计方案在/>个评价指标作用下的子系统协同度/>，表达式如下：；
其中，；/>表示第/>个线临协同设计方案中第/>个子系统的协同度；
S3.4：复合系统协同度计算，具体是：汇总步骤S3.3中各线临协同设计方案在该子系统内所有评价指标下的子系统协同度，得到复合系统的协同度矩阵；计算各子系统的权重；计算复合系统的协同度。如下：
复合系统的协同度矩阵的表达式如下：
；
计算各个子系统权重，表达式如下：
；
其中：；
计算得到复合系统的协同度，表达式如下：
；
其中：；
表示第/>个线临协同设计方案复合系统的协同度，/>表示第/>个线临协同设计方案中第/>子系统的协同度，/>表示第/>个线临协同设计方案所对应的协同度计算系数。
S3.5、通过步骤S3.4获得复合系统的协同度对相应线临协同设计方案进行评价，具体是：当时，表示相应的线临协同设计方案不协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案低度协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案中度协同；当时，表示相应的线临协同设计方案高度协同；当/>时，表示相应的线临协同设计方案极度协同。
除此之外，还可以通过比较复合系统的协同度的最大值，来获取协同度最高的线临协同设计方案，如下：
；
其中：表示协同度最高的复合系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铁路线路与大临工程选址方案的协同度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过研究区域内的综合地理信息参数建立研究区域内的地理模型；构建三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型；基于三维铁路线路空间模型和大临工程空间模型得到线临协同空间模型；
S2：基于地理模型和线临协同空间模型建立约束条件；从原始的铁路线路与大临工程选址方案集中筛选出满足约束条件的铁路线路与大临工程选址方案得到多个线临协同设计方案；
S3：建立线临协同设计方案协同度计算模型，获取步骤S2筛选出的各线临协同设计方案的协同度；根据各线临协同设计方案的协同度对各线临协同设计方案进行评价；具体包括：
S3.1：构建复合系统协同度计算模型，所述复合系统由铁路线路与大临工程选址方案集中线临协同设计方案抽象而成，其包括若干子系统，所述子系统包括若干评价指标；
S3.2：计算各子系统内的评价指标；
S3.3、计算各子系统的协同度，具体是：对子系统进行汇总；对单个子系统的评价指标进行处理，具体包括：获取各评价指标的系统协同度；计算各评价指标的信息熵；计算各评价指标的权重；计算各线临协同设计方案在该子系统内所有评价指标下的子系统协同度；
S3.4：复合系统协同度计算，具体是：汇总步骤S3.3中各线临协同设计方案在该子系统内所有评价指标下的子系统协同度，得到复合系统的协同度矩阵；计算各子系统的权重；计算复合系统的协同度；
S3.5、通过步骤S3.4获得复合系统的协同度对相应线临协同设计方案进行评价。
2.根据权利要求1所述的协同度评价方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
建立研究区域内的地理模型具体是：将研究区域划为M×N个正方形单元格：
M＝[L/d]，N＝[W/d]；
其中，L和W分别表示研究区域的长度与宽度；d表示正方形单元格的宽度；
每一个正方形单元格的空间位置通过其中心坐标表示，并对每一个正方形单元格赋予研究区域内的综合地理信息参数；
三维铁路线路空间模型包括铁路线路和相应的桥梁、隧道和路基，铁路线路的线形包含直线、缓和曲线以及圆曲线；
大临工程空间模型包括竖井/斜井和施工便道，将竖井与斜井简化为空间直线。
3.根据权利要求2所述的协同度评价方法，其特征在于，综合地理信息参数包括地理禁区、地物信息、地价信息、用地类型以及地形信息。
4.根据权利要求1所述的协同度评价方法，其特征在于，步骤S2中约束条件包括：
平面约束，包括最小曲线半径、最小曲线长度、最小缓和曲线长度以及最小夹直线长度；纵面约束，包括最大最小竖曲线半径、最大最小限制纵坡、最大最小坡段长度以及最大坡度差；竖井/斜井约束，包括平整度约束和水位约束；施工技术约束，包括最大桥长约束、最大桥高约束、最大隧道长度约束以及最大路基边坡高度约束；禁区约束，包括自然保护区约束、军事区以及不良地质区约束；既有结构物约束，包括既有建筑约束、既有铁路约束、既有道路约束以及既有河流约束。
5.根据权利要求1所述的协同度评价方法，其特征在于，所述子系统包括铁路线路子系统以及大临工程子系统。
6.根据权利要求5所述的协同度评价方法，其特征在于，所述铁路线路子系统的评价指标包括铁路施工造价、铁路通行效率以及铁路线路施工工期；
所述大临工程子系统的评价指标包括大临工程施工造价、施工便道运输时间、大临工程施工工期、临时工程施工工期比例以及临时工程投资比例。
7.根据权利要求1所述的协同度评价方法，其特征在于，步骤S3.3中对子系统进行汇总具体是：
汇总第k个子系统的nk个评价指标，构建初始方案矩阵Vk如下：
其中：vji表示第j个线临协同设计方案中第i个评价指标的取值；j均表示线临协同设计方案编号，j＝1,2,3,...,m；i表示评价指标编号，i＝1,2,3,...,nk；k表示子系统编号，k＝1,2,3...,K，K为子系统的总数量；
对单个子系统的评价指标进行处理，具体包括以下步骤：
步骤①、采用下式获取各评价指标的系统协同度：
其中：v′k是初始方案矩阵Vk的转换矩阵；
指标为正向指标时，
指标为逆向指标时，
步骤②、采用下式计算各评价指标的信息熵：
其中：ei表示第i个评价指标的信息熵；Pji表示第i个评价指标在第j个线临协同设计方案下的取值与第i个评价指标在所有方案中取值之和的比值；
步骤③、采用下式计算各评价指标的权重：
其中：表示第k个子系统中第i个评价指标的权重；
步骤④、采用下式计算各线临协同设计方案中各子系统的协同度：
其中：表示第j个线临协同设计方案中第k个子系统的协同度。
8.根据权利要求7所述的协同度评价方法，其特征在于，步骤S3.4中复合系统的协同度矩阵φ为下式：
采用下式计算各子系统的权重：
其中：
采用下式计算复合系统的协同度：
其中：
其中，Dj表示第j个线临协同设计方案所对应的复合系统的协同度，表示第j+1个线临协同设计方案中第k子系统的协同度，εj表示第j个线临协同设计方案所对应的协同度计算系数。
9.根据权利要求1所述的协同度评价方法，其特征在于，通过复合系统的协同度对相应的线临协同设计方案进行评价具体是：
当Dj∈[-1,0]时，表示相应的线临协同设计方案不协同；当Dj∈(0,0.3]时，表示相应的线临协同设计方案低度协同；当Dj∈(0.3,0.5]时，表示相应的线临协同设计方案中度协同；当Dj∈(0.5,0.8]时，表示相应的线临协同设计方案高度协同；当Dj∈(0.8,1]时，表示相应的线临协同设计方案极度协同，其中，Dj表示第j个线临协同设计方案所对应的复合系统的协同度。
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