尼日利亚Abuja-Ajakuta铁路Abaji-Itakpe段可行性分析和数字化线路设计
作者单位：中南大学
学位级别：硕士
导师姓名：李伟
授予年度：2023年
学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程]
主 题：交通运输 尼日利亚 铁路数字化线路设计 可行性分析 计算机辅助软件 Vizrail软件 成本效益分析
摘 要：交通运输是一个基础行业,对政治、经济发展以及货物和人员的安全高效运输至关重要。在各种运输方式中,铁路在国民经济发展的过程中扮演着非常关键的角色,其具有低能耗、高运输能力、安全可靠、环保的特点,并且可以适应气候条件。它既是实现经济发展的战略手段,也是各国青睐的大规模运输方式。随着经济增长,路网的货运需求也随之增大,单位车厢需要承载更多的货物来提高铁路系统的效率,以实现更快的运输。从本质上讲,高效的交通系统推动了各国的商业和经济活动。本文首先对尼日利亚阿布贾至阿贾库塔铁路进行了可行性研究,然后对所选区间进行了数字化铁路线路设计,最后利用了Object ARX2020开发了线路平面计算和绘图插件,实现了一键绘图、拖动修改图形并将线路设计数据保存至Access数据库等功能,可进行方案优化。随着尼日利亚的人口增长和经济活动的日益频繁,缺乏有效的交通系统来满足日益增长的需求,这影响了社会和商业活动,道路基础设施不堪重负,易引发交通事故,造成交通堵塞,人们的出行也随之增加。因此,有必要对尼日利亚铁路进行扩建。目前,尼日利亚既有铁路全长3744公里,呈H型路网分布,其中窄轨的单线铁路有3557公里。尼日利亚铁路主要由东北至西南的2条干线和7条支线组成。东部干线从哈科特港到迈杜古里,长约1443公里,西部干线从拉各斯到卡诺,长约1136公里。主要干线之间有联络线。为了满足尼日利亚日益增长的交通基础设施需求,制定了一个二十五年实现路网现代化的战略计划;该计划于2012年再次修订并获批,旨在修复既有铁路,并将其过渡成高运力的标准轨,然后通过新的路网连接36个主要州和经济枢纽。尼日利亚交通基础设施不完善一直是其工业发展和出口的主要经济瓶颈,因为高昂的运输成本降低了本国商品的竞争力。新的枢纽也会将投资和移民吸引到以前欠发达的地区。拉各斯-卡诺西部走廊的开发不仅有利于提高尼日利亚北部的运输效率,还会比公路运输更加安全。联邦政府会在交通领域实施25年战略计划,这是社会经济转型的关键。该战略计划包括修复全部的既有窄轨铁路、建设新的标准轨铁路并在全国进行运营和维护,这需要很多资源,其中大部分预计将通过私营部门投资获得,该计划会让尼日利亚人民拥有一个可与全球相媲美的现代化交通系统。该战略计划的唯一目的是连接36个州和阿布贾FCT,并通过铁路连接该国机场和河港码头,从而减轻尼日利亚公路路网的压力,目前公路运输仍承担着80%以上的客运和货运。如果缺乏一条功能齐全的铁路,会极大地减小公路路网的使用寿命,并对国家财政产生了负面影响。铁路系统的缺失或与其他辖区的运输方式的连接不当,会导致尼日利亚运输成本急剧增加。拟议的铁路系统会促进尼日利亚联邦共和国和尼日尔共和国之间的社会经济活动。交通基础设施的完善会持续促进尼日利亚的可持续发展。可行性分析报告显示,在尼日利亚的阿布贾至阿贾库塔铁路与其他线路相连后,它将成为该国最重要的线路之一,具有很大潜力,能够显著加强核心路网,带动沿线地区的经济增长,促进民族团结,减少贫困,并通过提供就业、教育和医疗服务来促进繁荣,同时将商品和服务带入市场,推动经济增长。Abuja到Ajakuta地区人口密集,沿线商业活动频繁,每日估计客流量达一万人次,运行时间为4-5个小时。拟建线路旨在将运行时间减少30%。在众多铁路相关专业中,铁路线路的设计与规划是铁路建设总揽全局的核心工作。在对设计区段进行可行性分析后,初步确定铁路线路的走向是至关重要的,它不仅对铁路建设的工程投资、实施的难易程度和运营的安全与效率、乘坐的舒适性具有决定性作用,并且对铁路沿线的政治、经济、文化以及环境等因素都会产生长久而深远的影响。它是铁路设计中最重要的部分,从本质上讲,铁路线路设计与规划就是在一个高维耦合且动态变化的环境中去寻找一些安全、经济、环保、舒适综合最优的线路方案。传统方法决策一条符合设计标准且满足各类约束条件的铁路线路方案需要耗费大量的人力成本和时间成本,设计人员在实际设计过程中还可能忽略潜在的可行方案,选线设计仍面临着诸多挑战,迫切需要借助先进的技术来提高设计的效率和质量。近年来,随着地理信息系统、计算机辅助设计软件的快速发展和新兴勘察技术的不断涌现,勘察和设计的技术已进入现代化的新阶段。可在很大程度上缩短选线的设计周期,大大减轻设计人员的工作负担,对于提高铁路选线设计的工作质量和效率具有重要的科研与工程意义。本项目正处于前期规划阶段,尚无精准的测绘地理信息数据,这是铁路线路方案设计与评价的必要基础。对此的研究充分利用公共的地理信息资源,综合运用91卫图、Global Mapper、Auto CAD等信息化工具生成了选线设计必须的地理环境数据。首先通过91卫图软件定位起终点,从91卫图软件下载地形数据时,选择坐标定位用于添加终点站的坐标。输入Abaji的坐标然后保
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