基于GIS和GA的道路平面線形優(yōu)化研究.pdf

1、道路高速發(fā)展的今天，已經(jīng)不僅僅只是要求道路的使用功能，還對(duì)道路路線所經(jīng)過的帶狀區(qū)域的環(huán)境提出了要求，而且道路對(duì)使用者產(chǎn)生的感受也得到關(guān)注，使現(xiàn)代道路設(shè)計(jì)更顯人性化。所以現(xiàn)代道路設(shè)計(jì)任務(wù)主要是選擇一條經(jīng)濟(jì)路線，而且還要在滿足設(shè)計(jì)要素的條件下考慮到地形、土質(zhì)狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)以及生態(tài)人文等因素。公路的平面線形的優(yōu)劣直接決定了工程的總造價(jià)，平面優(yōu)化對(duì)減少工程投資有著直接的影響，對(duì)沿線自然環(huán)境和人文環(huán)境的保護(hù)也具有重要意義。這使得擁有許多方案的

2、設(shè)計(jì)任務(wù)變得復(fù)雜和費(fèi)力而成為復(fù)雜的優(yōu)化問題。在過去的四十年里，路線的優(yōu)化吸引了眾多研究人員的興趣，也為此建立了不少的數(shù)學(xué)模型。但是，由于線形嚴(yán)格的幾何特性和問題的復(fù)雜性，至今還沒有模型能得到滿意的結(jié)果，特別是三維線形的優(yōu)化。 論文從研究道路設(shè)計(jì)中主要的費(fèi)用構(gòu)成和重要的約束著手，回顧了道路線形優(yōu)化的以往模型以及各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以及理想模型所必要的條件和數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，加深了對(duì)此問題的認(rèn)識(shí)。論文通過對(duì)公路平面優(yōu)化問題的分析，建立了基

3、于遺傳算法(GA)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的平面優(yōu)化模型，著力實(shí)現(xiàn)部分工程費(fèi)用作為優(yōu)化目標(biāo)的公路平面優(yōu)化。 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型以計(jì)算部分工程費(fèi)用作為優(yōu)化目標(biāo)，選擇平面交點(diǎn)組合作為優(yōu)化變量，體現(xiàn)了導(dǎo)線法設(shè)計(jì)的思路，比較符合道路的設(shè)計(jì)程序；然后通過Arcview GIS和MATLAB之間的DDE通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交換，使得在Arcview GIS中的大量屬性信息能夠被MATLAB程序調(diào)用，最后通過MATLAB編程實(shí)現(xiàn)遺傳算法，將計(jì)算后的結(jié)