文档介绍：东南大学
硕士学位论文
基于GIS和GA的道路平面线形优化研究
姓名:彭永辉
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:程建川
20080108
摘要下考虑到地形、土质状况、社会经济效应以及生态人文等因素。公路的平面线形的优劣直接统钠矫嬗呕P停帕κ迪植糠止こ谭延米魑S呕勘甑墓菲矫嬗呕现了导线法设计的思路,比较符合道路的设计程序;然后通过间的ǖ朗迪质莸亩换唬沟迷贏关键词:平面线形优化;遗传算法;地理信息系统;综合敏感性;公路设计道路高速发展的今天,已经不仅仅只是要求道路的使用功能,还对道路路线所经过的带状区域的环境提出了要求,而且道路对使用者产生的感受也得到关注,使现代道路设计更显人性化。所以现代道路设计任务主要是选择一条经济路线。而且还要在满足设计要素的条件决定了工程的总造价,平面优化对减少工程投资有着直接的影响,对沿线自然环境和人文环境的保护也具有重要意义。这使得拥有许多方案的设计任务变得复杂和费力而成为复杂的优化问题。在过去的四十年里,路线的优化吸引了众多研究人员的兴趣,也为此建立了不少的数学模型。但是,由于线形严格的几何特性和问题的复杂性,至今还没有模型能得到满意的结果,特别是三维线形的优化。论文从研究道路设计中主要的费用构成和重要的约束着手,回顾了道路线形优化的以往模型以及各种方法的优缺点,以及理想模型所必要的条件和数学理论基础,加深了对此问题的认识。论文通过对公路平面优化问题的分析,建立了基于遗传算法和地理信息系优化数学模型以计算部分工程费用作为优化目标,选择平面交点组合作为优化变量,体蚆械拇罅渴粜孕畔⒛芄槐程序调用,最后通过编程实现遗传算法,将计算后的结果返回到⒃贏邢允咀钪盏慕峁醪窖橹ち擞呕椒ǖ目尚行浴
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,实际上是很难用明确的数学模犁及数学公式给出唯一确定的解。现代数学和计算机技路满足各方面的要求,减少人为行为。地理信息系统梢越虻母绞粜畔⒈硐衷充分利现有算法程序。自编算法程序比较费时,而且很在乎对算法的理解,稍有不慎,。选线如果完成的不好,将影响后续设计的质蹙。与传统道路设计相比,现代道路设计不仅仅要求运行时间晟短、工程投资最省或者营运费用最少,而是要求~方面因投资而在运输方面获得良好的经济效益,另一方面则能有效地与其它社会和环境因索相协调而且技术含量较高。所以路线方案的选择,除综合考虑地形、地质、水文等自然条件外,还必须顾及交通母、工程投资及公路使用期内全部使用者费用、环境影响、以及国家、地方有关用地规划与政策。所有这些尤其是涉及环境影响与道路美学的种种术的发展,为道路路线优化提供了可能,进行公路平面线型优化,首先需要建立公路平面设计的数学模型,选择合适的数学算法,借用地理信息系统琈砑词迪侄目标的遗传算法来有效解决平面优化中存在的问题,这将是一个相当复杂巨大的研究课题。道路是一带状建筑物,需要经过不同的地区和不同地质条件的地区,这些地区在图中难以明确表示,但这又是道路设计自动化所必须的信息,只有这样,才能让设计出的道专题图上。从而轻易解决了这些在斜冉夏岩员泶锏男畔ⅰ道路设计自动化的关键是算法的选择,一般有两种选择:其一,自编算法程序;其二,出现错误,而利用现有算法则保证了算法的正确性和高效性。众所周知,是一款非常好的数值计算软件,其自带的算法非常丰富,完全有能力解决任何程问题。种多样,但是很多信息还是没有考虑进去,本文就想在这方面进行尝试,期望能有所收获。庋芯肯肿德国早在兴建勃兰登堡的械娜瞥枪肥保珿主要用于该项目中必需的环境协调研究及路线方案的规划。整个工作包括三个阶段;区域调查,不同路线方案的比选,最优方案的确定。美国在τ诠仿废叻桨赣叛≈醒芯勘冉瞎惴骸蚙昕7⒘艘惶