铁路选线设计是铁路建设项目中最关键的工作之一,为了获得最优设计方案,常常要循环往复地进行平面、纵断面、横断面设计和工程数量计算。传统的工作方式很难达到上述目标,必须改革创新选线设计手段。为此本文对铁路选线设计的理论和关键技术进行了研究,主要研究内容及成果如下:(1)基于构建三角网数字地面模型的逐点插入算法,通过建立从点到方格到三角形的检索机制,本文在三角网快速构建、三角形快速定位、任意点高程插值等方面作了大量创新,该算法有助于选线设计效率的大幅度提高。(2)建立了新建铁路平面的通用模型,提出了“单元拼接法”进行线路平面辅助设计的新方法、缓和曲线参数方程的递推表达式及其计算误差的控制方法以及平面线间距和投影计算的高速迭代算法。基于这些方法的平面CAD软件适用范围广,运行稳健、速度快、精度高。(3)以平面通用模型为基础,克服以往路基CAD软件只考虑单基单面的缺点,用“逐步逼近法”解析各种路基形式,用“工点模板法”进行横断面设计。(4)线路方案比选伴随着各个设计阶段选线设计过程的始终,本文利用ObjectARX的响应器技术,开发了平纵横同步协同优化线路方案的设计方法;依据图论,开发了线路方案的自动比较和组合方法。通过这两种方法,加快了最优线路方案的决策进程,提高了设计质量,降低了工程造价。(5)针对常规CAD软件文件式存储数据的缺点,采用ADO数据库访问技术来存取数据,采用ActiveX自动化技术来输出设计成果。(6)利用上述理论和关键技术,设计和开发了“计算机辅助选线设计系统”,并在新线设计中成功应用。