文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
基于遗传算法的道路选线优化方法研究
姓名:周林
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:赵建三
20090426
摘要率,优化道路选线结果,为道路设计工作者和相关领域的研究者提供新的思路和方法,以使在道路选线工作中能够更加高效、科学、准确地找纵断面线形。接着计算道路候选方案本身导致的各项费用,包括基本建函数费用值这三者设计为人口的适应度值。初始化种群人口,计算人口通过试验来检验模型,验证了该模型在道路选线中是有效的、可行的,本文从道路优化设计方面的理论出发,研究探讨道路选线问题,提出了一个基于费用的道路选线优化模型。本研究旨在提高道路选线的效寻到最优的新建道路空间线形方案。本论文研究的模型是在给定新建道路起、终点的条件下,将道路选线中需要考虑的各种因素转化为费用因素,确定一个以费用最小为最佳的道路空间线形方案的优化问题。该模型以地理信息系统为平台,将原始值匦瓮挤植阏魏蟮既隚⒀∠咔虻目占涫菘猓根据模型的数据需求对不同的图层添加不同的属性字段。在此基础上,采用遗传算法求解。在地理信息系统中,首先根据控制点的不同,随机生成新建道路空间线形优化方案的集合,并自动详细设计每一个候选方案的平面线形和设费用、土方工程费用、占地费用、桥梁隧道建设费用、养护费用;同时计算道路使用者的费用,包括出行时间成本费用和车辆驾驶费用;对道路穿过湿地和耕地时,施以一定的惩罚费用,使线路尽量避开这些高费用区域。将以上各部分费用累加求和作为候选方案的总费用,在自动化道路线形设计无法完全满足道路设计规范的所有限制,采用惩罚函数加以弥补。在遗传算法中,将候选方案作为种群人口,每个方案中的控制点作为人口染色体中的基因,将方案所产生的费用值、使用者费用值、惩罚的适应度值,经过遗传算法的选择、交叉和变异,逐代进化,达到终止条件,得到一个最佳的新建道路的空间线形方案。具有良好的应用价值。关键词:道路线形优化;地理信息系统;费用优化模型;遗传算法.
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作者签名:固彬作者签名:同林导师签名:弋丸至三日期:年岁日日期:叫年厂月⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤日期:知。曷拊律廊长沙理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭
第一章绪论引言论文研究的目的和意义我国公路水路交通“十一五⒄构婊氐闾岢觯辏腋咚俟吠七横豕乐鞲上撸辏窘ǔ晌鞑靠7条省际公路通道;重点建格相结合布局方案,由跏锥挤派湎摺条南北纵线和条东西横线组成,简称为“”网,总规模约万公里,其中主线万公里,地区环线、联络线露出不少的问题。比如过分强调路线线形高指标,忽视经济效益和环保因素;设思想指导下的公路规划和勘测设计中,除要考虑地形、地质、水文、交通量等常连续,仅要求该问题是可计算的;同时,它的搜索始终遍及整个解空间,能找到性,它在解的搜索中不需要了解问题的内在性质,可以处理任意形式的目标函数和约束,无论是线性的还是非线性的,离散的还是连续的,甚至混合的搜索空间。因而在道路选线优化方面具有广泛的应用价值骨架基本形成,国省干线公路技术等级进一步提高。至年年底,贯通“五纵设高速公路网规划中的“五射两纵七横趼废撸⒘φ昊竟通‘。截止年底,我国高速公路通车总里程达到了万公里。基本完成“五纵七横”条国道主干线的建设任务,国家高速公路网规划采用放射线与纵横网等其它路线约万公里。我国公路事业发展速度迅猛,通车总里程持续增长,但同时在发展过程中也暴计时重点考虑建设阶段的造价因素,而公路建成后运营阶段的养护费用和道路使用者费用考虑较少等。现代公路路线的最优设计已突破传统意义上的概念,不仅要求通行时间短、工程费用少,而且要与周围的社会、人文、自然环境协调。在这种可持续发展战略规因素,还要考虑沿线的经济、人文自然景观、生态环境等因素。因此公路路线方案比选是一个考虑社会、经济、工程、环境等因素的多目标空间决策问题。近几年发展起来的遗传算法,是一种模拟生物进化的自适应