复杂艰险山区线路总体设计工作是一项复杂的系统工程。因为线路方案选定是一件具有总体性的工作,同时具有综合性强和牵涉面广的特点,事关铁路建设全局,而且在选线作业中会涉及到多学科的综合,本身工作就十分复杂;另一方面复杂艰险山区中地质灾害频发,成因复杂多变又相互作用,为选线作业增添了巨大的难度。目前选线设计人员对总体设计的认识和执行仍依赖于传统经验和定性条例,没有形成一个较为清晰的工作步骤。本文结合已有的研究成果并吸取其他学科总体设计的成功经验,从系统分析的角度进行总体设计,提出了系统三阶段的设计流程:子系统划分、子系统优化和系统综合评价,规范了复杂艰险山区线路总体设计的作业程式,并根据线路工程的特点,针对系统设计的各阶段提出了相应的定量化研究方法。在进行子系统划分时,首先介绍了传统线路工程子系统划分的方法,然后通过结构模型解析法对新建铁路工程项目影响因素进行分析比较,得出了影响新建铁路项目主要因素的层次结构图,便于理清元素之间相互联系科学地决策。子系统优化阶段,选取泥石流沟拦挡坝参数设计作为案例分析,建立了离散变量优化和随机模拟相结合的参数优化设计模型,最后通过实例对该方法原理和计算程式进行了说明,该工程的优化设计案例可为子系统优化设计提供参考。在系统综合评价阶段,通过建立了网络搜索模型,得以快速计算不同权重的方案网络权值和及其排序,有利于分析在不同偏好下各方案可能的后果和影响,为选线设计提供辅助决策信息。以上这些定量化研究方法将传统总体设计中的定性分析提升为可操作性更高的定量化研究,推动了线路总体设计由理念倡导向精确化科学迈进。