nghiên cứu lựa chọn hợp lý các thông số kỹ thuật cơ bản của tuyến đường sắt cao tốc

Header Page of 148 Bộ Giáo dục Đào tạo Trường Đại học Giao thông vận tải Phạm Sỹ Lợi Nghiên cứu lựa chọn hợp lý thông số kỹ thuật tuyến đường sắt cao tốc Và áP DụNG CHO TUYếN Đường sắt hà nội - vinh Luận án tiến sỹ kỹ thuật Hà Nội - 2015 Footer Page of 148 Header Page of 148 Bộ Giáo dục Đào tạo Trường Đại học Giao thông vận tải Phạm Sỹ Lợi Nghiên cứu lựa chọn hợp lý thông số kỹ thuật tuyến đường sắt cao tốc Và áP DụNG CHO TUYếN Đường sắt hà nội - vinh Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Chuyên ngành : Xây dựng Đường sắt Mã số : 62580205 Luận án tiến sỹ kỹ thuật Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Văn Ký TS Lê Hải Hà TS Đỗ Việt Hải Hà Nội - 2015 Footer Page of 148 Header Page of 148 CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM c lp - T -Hnh phỳc H Ni, ngy thỏng nm 2014 LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu, kt qu lun ỏn l trung thc v cha tng c cụng b bt k cụng trỡnh no khỏc Tỏc gi lun ỏn NCS Phm S Li Footer Page of 148 Header Page of 148 LI CM N hon thnh lun ỏn, tỏc gi xin trõn trng cm n cỏc c quan ó to mi iu kin giỳp : Khoa Cụng trỡnh, phũng o to Sau i hc, b mụn ng st thuc Trng i hc Giao thụng Vn ti Nghiờn cu sinh trõn trng cm n cỏc Giỏo s, Phú Giỏo s, Tin s v ngoi Trng i hc Giao thụng Vn ti ó tn tỡnh hng dn, giỳp sut quỏ trỡnh nghiờn cu lun ỏn Xin cm n cỏc Chuyờn gia v ngoi ngnh ó quan tõm, úng gúp ý kin i vi lun ỏn ny Tỏc gi lun ỏn NCS Phm S Li Footer Page of 148 Header Page of 148 MC LC M u Lý chn ti Mc ớch nghiờn cu ti i tng v phm vi nghiờn cu Phng phỏp nghiờn cu í ngha khoa hc v thc tin ca ti Chng 1: Tng quan v la chn cỏc thụng s k thut c bn (TSKTCB) ca tuyn ng st cao tc 1.1 Cỏc khỏi nim 1.1.1 ng st ph thụng 1.1.2 ng st cn cao tc 1.1.3 ng st cao tc 1.1.4 Thụng s k thut c bn ca tuyn ng st 1.2 Cỏc thụng s k thut c bn v cỏc quy nh chung 1.2.1 Thụng s k thut c bn ca ng st ph thụng 1.2.2 Thụng s k thut c bn ca tuyn ng st cao tc 1.2.2.1 C s xỏc nh cỏc TSKTCB ca tuyn ng st cao tc 1.2.2.2 Gii thiu quy nh v TSKTCB ca s nc 1.2.2.3 i vi Vit Nam 1.2.2.4 TSKTCB ca tuyn ng st cao tc 1.3 S cn thit phi la chn hp lý cỏc TSKT trờn tuyn ng st cao tc 11 1.4 La chn TSKTCB trờn tuyn ng st cao tc 11 1.4.1 Phng phỏp la chn riờng bit tng TSKTCB 11 1.4.1.1 Chn tc thit k (tc mc tiờu) 11 1.4.1.2 Bỏn kớnh ng cong trũn ti thiu (Rmin) 12 1.4.1.3 dc ti a ca chớnh tuyn 17 1.4.1.4 Khong cỏch gia hai tim tuyn 19 1.4.2 Phõn tớch ỏnh giỏ phng phỏp truyn thng la chn t hp cỏc TSKTCB v cỏc yu t tuyn ng 24 1.4.3 Phõn tớch nhng cụng trinh nghiờn cu nc liờn quan n chn TSKTCB ca tuyn ng st cao tc 26 Footer Page of 148 Header Page of 148 1.4.4 Nhng tn ti vic tỡm cỏc TSKTCB theo phng phỏp truyn thng 26 1.5 Mc tiờu ca lun ỏn 26 1.6 Ni dung v phng phỏp nghiờn cu 27 Chng 2: ng dng phng phỏp phõn tớch a ch tiờu la chn cỏc TSKTCB ca tuyn ng st cao tc 28 2.1 Gii thiu v phng phỏp phõn tớch a ch tiờu 28 2.1.1 Phõn tớch a ch tiờu 28 2.1.2 Cỏc khỏi nim ca phõn tớch a ch tiờu 28 2.1.3 Mụ hỡnh ỏnh giỏ a ch tiờu 29 2.1.4 Cỏc mụ hỡnh toỏn hc h tr phng phỏp phõn tớch a ch tiờu 30 2.1.4.1 Phng phỏp Conjunctive 30 2.1.4.2 Phng phỏp AHP 31 2.1.5 La chn nhng ngi tham gia vo quỏ trỡnh ỏnh giỏ a ch tiờu 35 2.1.5.1 Nhng ngi tham vo quỏ trỡnh ỏnh giỏ v quyt nh 37 2.1.5.2 Lónh o quỏ trỡnh ỏnh giỏ 37 2.1.5.3 Nhúm chuyờn gia phõn tớch 37 2.1.5.4 í kin ca cụng chỳng 37 2.1.6 Cỏc phng phỏp quyt nh quỏ trỡnh ỏnh giỏ a ch tiờu 38 2.1.6.1 Phng phỏp bu c 39 2.1.6.2 Phng phỏp b phiu 39 2.1.6.3 Phng phỏp tho lun trc tip 40 2.1.6.4 Phng phỏp Nominal Group 40 2.1.6.5 Phng phỏp Delphi 40 2.2 Gii thiu quy trỡnh ỏnh giỏ a ch tiờu 41 2.2.1 La chn nhng ngi tham gia vo quỏ trỡnh quyt nh 41 2.2.2 Xỏc nh cỏc ch tiờu ỏnh giỏ v thit lp s phõn tớch (cõy phõn tớch) 42 2.2.2.1 Xỏc nh cỏc ch tiờu ỏnh giỏ v thit lp s phõn tớch 42 2.2.2.2 Thit lp cỏc phng ỏn v loi b cỏc phng ỏn khụng th chp nhn 43 2.2.3 Xỏc nh tm quan trng tng i ca cỏc ch tiờu 43 2.2.4 Xỏc nh ln tng i ca cỏc ch tiờu 45 2.2.4.1 Xỏc nh ln tng i ca cỏc ch tiờu lng húa c 45 Footer Page of 148 Header Page of 148 2.2.4.2 Xỏc nh ln tng i ca cỏc ch tiờu khụng lng húa c 46 2.2.4.3 Thu thp ý kin chuyờn gia so sỏnh v xỏc nh ln cỏc ch tiờu 46 2.2.4.4 X lý s liu thu thp t ý kin chuyờn gia 47 2.2.5 Xỏc nh phng ỏn tt nht 47 2.2.5.1 Xỏc nh ln tng i ca cỏc ch tiờu ca phng ỏn 47 2.2.5.2 Phõn tớch nhy 48 2.2.6 Chng trỡnh Expert Choice 48 2.2.7 Tng hp s thc hin ỏnh giỏ a ch tiờu a chn phng ỏn 49 2.3 Cỏc c im v cỏc ng dng hin ca phõn tớch a ch tiờu 50 2.3.1 c im phõn tớch a ch tiờu 50 2.3.2.ng dng ca phõn tớch a ch tiờu hin 50 2.4 ng dng phng phỏp phõn tớch a ch tiờu la chn cỏc TSKTCB ca ng st cao tc 51 2.4.1 C s xut ng dng phng phỏp phõn tớch a ch tiờu la chn cỏc TSKTCB ca SCT 51 2.4.2 Cỏc bc thc hin phõn tớch a ch tiờu la chn cỏc TSKTCB ca SCT 52 2.4.2.1 Xõy dng bi toỏn v thit lp s phõn tớch 52 2.4.2.2 La chn chuyờn gia tham gia vo quỏ trỡnh quyt nh 53 2.4.2.3 Phõn tớch cỏc ch tiờu ỏnh giỏ 54 2.4.2.4 Thit lp phng ỏn v xỏc nh tm quan trng tng i ca cỏc ch tiờu 69 2.4.2.5 Tớnh toỏn, xỏc nh phng ỏn tt nht bng cỏch tớnh trng s R ca tng phng ỏn 70 2.4.2.6 Phõn tớch nhy, quyt nh la chn phng ỏn 71 2.5 Kt lun Chng 71 Chng 3: La chn cỏc TSKTCB ca tuyn ng st cao tc H Ni Vinh 73 3.1 Gii thiu ng st hin ti 73 3.2 Xỏc nh bi toỏn v thit lp s phõn tớch s liu u vo 74 3.2.1 Thit lp bi toỏn 74 3.2.2 S phõn tớch cỏc ch tiờu v s tớnh toỏn 74 3.2.3 Cỏc s liu ban u phc v vic phõn tớch 75 Footer Page of 148 Header Page of 148 3.3 La chn cỏc chuyờn gia ỏnh giỏ 76 3.4 Phõn tớch cỏc ch tiờu ỏnh giỏ la chn thc hin cho im so sỏnh cỏc ch tiờu 76 3.4.1 Phõn tớch, la chn cỏc tiờu chun k thut 76 3.4.2 Phõn tớch cỏc ch tiờu 76 3.5 Tng hp ý kin chuyờn gia tớnh toỏn cỏc trng s v thnh lp cỏc phng ỏn so sỏnh 78 3.5.1 T kt qu chm im so sỏnh ca cỏc chuyờn gia i vi tng ch tiờu, thc hin tng hp, s lý s liu a vo tớnh toỏn 78 3.5.2 Tớnh trng s cỏc ch tiờu tiờu chun 78 3.5.3 Tớnh trng s cỏc ch tiờu chi tit tng ch tiờu tiờu chun 79 3.5.3.1 Ch tiờu K thut - Cụng ngh 79 3.5.3.2 Ch tiờu Kinh t 80 3.5.3.3 Ch tiờu Mụi trng 81 3.5.3.4 Ch tiờu Xó hi 81 3.5.3.5 Ch tiờu cỏc D liu m 82 3.5.4 Thit lp phng ỏn 83 3.5.5 Tớnh toỏn, xỏc nh phng ỏn tt nht bng cỏch tớnh trng s R ca tng phng ỏn 84 3.5.5.1 Tớnh trng s R ca phng ỏn tc mc tiờu 300(km/h) theo phn mm Expert choice 84 3.5.5.2 Tớnh trng s R ca phng ỏn tc mc tiờu 300(km/h) theo phn mm VBA 86 3.5.5.3 Ra quyt nh la chn phng ỏn 109 3.5.6 So sỏnh vi kt qu nghiờn cu ca cỏc t chc quc t 109 Kt lun v kin ngh 111 Danh mc cỏc cụng trỡnh cụng b kt qu nghiờn cu ca ti, lun ỏn 113 Ti liu tham kho 114 Ph lc ớnh kốm Footer Page of 148 Header Page of 148 DANH MC CC CH VIT TT AGC : Hip hi ng st Chõu u ECE : Hi ng kinh t chõu u TSKTCB : Thụng s k thut c bn GTVT : Giao thụng ti SCT : ng st cao tc TGV : Cụng ngh ng lc trung EMU : Cụng ngh ng lc phõn tỏn MCA : Phng phỏp phõn tớch a ch tiờu Vmax : Tc mc tiờu Rmin : Bỏn kớnh ng cong ti thiu 10 Imax : dc dc ti a 11 D : Khong cỏch tim tuyn 12 Lsd : Chiu di ng ún gi tu 13 n : S ng 14 P : Ti trng bỏnh tnh trờn trc 15 H : Lc ngang gia bỏnh xe ray 16 h : Siờu cao 17 hq : Siờu cao thiu 18 Hg : Siờu cao thng 19 B : Chiu rng thõn toa xe 20 SPT : ng st ph thụng 21 TSKT : Thụng s k thut Footer Page of 148 Header Page 10 of 148 DANH MC CC BNG BIU Bng 1-1 Thng kờ TSKTCB ca mt s tuyn ng st cao tc trờn th gii Bng 1-2 Tr s siờu cao thiu, tha cho phộp (mm) [16], [7], [8] 17 Bng 1-3 Quan h tng thớch gia tc v dc vi cụng sut u mỏy 18 Bng 2-1 Bng cỏc giỏ tr ca ch s nht quỏn RI 35 Bng 2-2 Bng tng hp cỏc yu t nh hng n cỏc thụng s c bn 57 Bng 2-3 Bng tc v lc cn 61 Bng 2-4 Nng lc cnh tranh vi cỏc phng tin giao thụng khỏc 66 Bng 2-5 Din tớch t i vi tc thit k khỏc 66 Bng 2-6 Mc ting n ti a cho phộp khu vc cụng cng v dõn c 68 Bng 3-1 D bỏo nhu cu chuyn hnh khỏch tuyn H ni - Vinh 73 Bng 3-2 D bỏo nhu cu chuyn hng húa 74 Bng 3-3 Hin trng cỏc im hoỏ - lch s - mụi trng khu vc tuyn i qua cn lu gi 77 Bng 3-4 Hin trng cỏc khu vc bo tn mụi trng sng/loi sinh vt 77 Bng 3-5 Ma trn mc u tiờn ca ch tiờu tiờu chun 78 Bng 3-6 Bng chun húa ma trn mc u tiờn ca ch tiờu tiờu chun 79 Bng 3-7 Mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "K thut - Cụng ngh" 79 Bng 3-8 Chun húa ma trn mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "K thut - Cụng ngh" 80 Bng 3-9 Mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "Kinh t" 80 Bng 3-10 Chun húa ma trn mc u tiờn v trng sú cỏc tiờu ch tiờu "Kinh tờ" 80 Bng 3-11 Mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "Mụi trng" 81 Bng 3-12 Chun húa ma trn mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "Mụi trng" 81 Bng 3-13 Mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "Xó hi" 81 Bng 3-14 Chun húa ma trõn mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "Xó hi" 82 Bng 3-15 Mc u tiờn v trng s cỏc tiờu ch tiờu "D liu m" 82 Footer Page 10 of 148 Header Page 175 of 148 Chun húa ma trn phng ỏn tc mc tiờu 350(km/h) theo tiờu chớ"Bo tn di tớch lch s húa" Bo tn di tớchLSVH Ip=120/00 Ip=150/00 Ip=200/00 Ip=250/00 im Ip=120/00 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Ip=150/00 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Ip=200/00 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Ip=250/00 Tng CR = 0.25 1.00 0.25 1.00 0.25 1.00 0.25 1.00 0.25 max =4.00 CI = RI =0.9 1.00 CR