基于遺傳算法與動態(tài)規(guī)劃法混合算法的鐵路縱斷面優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、鐵路選線設(shè)計(jì)是鐵路設(shè)計(jì)最為重要的的部分，線路設(shè)計(jì)是在符合規(guī)范的基礎(chǔ)上，以控制工程投資和工程量的大小為設(shè)計(jì)主要追求的目標(biāo)，這也是線路優(yōu)化目的所在。以最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，在平面線形既定的情況下，尋求基于工程量最小的縱斷面方案。
　　本文首先以縱斷面上變坡點(diǎn)里程和高程做為模型的設(shè)計(jì)變量，中線上的填挖方面積為目標(biāo)函數(shù)，綜合考慮各項(xiàng)約束影響，建立了鐵動態(tài)規(guī)劃法路縱斷面數(shù)學(xué)模型。初始縱斷面的生成首先要對原始地面線進(jìn)行平順處理，不同曲線半徑的平順

2、線相交形成反彎點(diǎn)，以反彎點(diǎn)兩側(cè)平順曲線對應(yīng)的最大崎嶇度點(diǎn)作為擬合區(qū)域。利用最小二乘法依次擬合坡度線，坡度線相交的點(diǎn)即為初始變坡點(diǎn)，經(jīng)過約束處理得到初始縱斷面方案。
　　文中以程序自動生成縱斷面和既有線縱斷面為最初的優(yōu)化方案，建立了基于遺傳算法、動態(tài)規(guī)劃法以及兩種算法結(jié)合的縱斷面優(yōu)化模型。對于遺傳算法優(yōu)化模型，文中為防止迭代結(jié)果過早收斂且保證方案的多樣性，采用了多算子和每次迭代完成后加入新的縱斷面方案的措施解決。動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化縱斷面

3、保證階段最優(yōu)的同時(shí)能兼顧全局最優(yōu)，為盡量保證填挖平衡，以前一次填挖量與當(dāng)前填挖方量的和為階段最優(yōu)值函數(shù)。
　　混合算法在鐵路線路的優(yōu)化中應(yīng)用不多。本文將兩種算法組合進(jìn)行縱斷面的優(yōu)化不僅能充分發(fā)揮單一算法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可互相彌補(bǔ)之間的不足。利用遺傳算法全局搜索特點(diǎn)和動態(tài)規(guī)劃法小范圍搜索及局部尋優(yōu)的特點(diǎn)在允許范圍內(nèi)尋找最優(yōu)方案。
　　本文運(yùn)用matlab軟件編寫了關(guān)于縱斷面的自動生成程序、遺傳算法優(yōu)化程序、動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化程序及組合