作为国家的重大基础设施项目,铁路建设一直以其考虑因素多、涉及专业广、安全舒适标准高等特点而倍受关注。实现铁路选线的智能化、一体化、模块化设计是铁路选线科研人员多年的梦想,是实现智能铁路建设的关键环节。其中,选线设计的智能化则需要计算机能够模仿专家思想,从众多设计案例中寻求相似信息,借助相关算法,实现选线设计的各阶段工作。因此,利用现代信息技术,尤其是3S技术,有效获取和管理海量选线数据和案例,研究采用多维空间相似理论,设计基于案例学习的选线智能决策方法,实现铁路选线智能化设计模式,是铁路选线设计技术发展的必然趋势。为此,论文根据影响选线设计的经济、社会、技术等诸多因素,设计多维空间相似理论决策指标体系及相应算法,从路网的时空扩张规律、线路走向决策、线路主要技术标准等方面开展相应的研究工作。主要研究内容包括以下几个方面:(1)适用于智能选线的多维空间相似理论决策指标体系及算法设计根据铁路选线设计的基本要求,分析各阶段的主要考虑因素及其相互影响作用,构建基于多维空间相似理论的选线智能决策指标体系,并设计相应的相似度计算方法,实现线路方案之间的相似度量化计算。(2)铁路路网扩张的时空相似性研究以“一带一路”节点省份甘肃省为研究区域,利用GIS相关功能模块,进行铁路路网扩张与GDP、人口的时空关系分析,建立铁路路网建设需求模型,并预测铁路建设规模与经济、社会发展的耦合关系。对不同时间节点的甘肃省铁路路网与区域经济的空间耦合关系进行研究,分析铁路路网对区域经济发展的相互作用,研究一定时间段内甘肃省路网扩张的一般规律。(3)基于多维空间相似理论的线路走向方案比选根据多维空间相似理论和线路走向选择要点,提取走向选定需要考虑的主影响因子,结合相似度计算方法构建线路走向决策模型。基于GIS建立拟选线区域的地理环境数据库,利用其空间分析、数据处理功能实现模型中影响因子的指标值量化和数据统计。在兰州张掖城际铁路选线中应用决策模型,并推荐合理的线路走向方案。(4)基于多维空间相似理论的线路主要技术标准选定收集大量的既有选线实例,分析线路主要技术标准的影响因素及机理,将各类主要影响因素划分为属性单元,由属性单元与主要技术标准之间的关系设计入库规则,建立基于GIS的线路主要技术标准案例库。借助于案例库的分析功能和筛选算法,寻求与新建项目相似度最高的既有实例,作为主要技术标准设计决策的重要依据。