基于遺傳算法的道路選線(xiàn)優(yōu)化方法研究.pdf

1、本文從道路優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的理論出發(fā)，研究探討道路選線(xiàn)問(wèn)題，提出了一個(gè)基于費(fèi)用的道路選線(xiàn)優(yōu)化模型。本研究旨在提高道路選線(xiàn)的效率，優(yōu)化道路選線(xiàn)結(jié)果，為道路設(shè)計(jì)工作者和相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供新的思路和方法，以使在道路選線(xiàn)工作中能夠更加高效、科學(xué)、準(zhǔn)確地找尋到最優(yōu)的新建道路空間線(xiàn)形方案。 本論文研究的模型是在給定新建道路起、終點(diǎn)的條件下，將道路選線(xiàn)中需要考慮的各種因素轉(zhuǎn)化為費(fèi)用因素，確定一個(gè)以費(fèi)用最小為最佳的道路空間線(xiàn)形方案的優(yōu)化問(wèn)題。該模

2、型以地理信息系統(tǒng)為平臺(tái)，將原始CAD數(shù)字地形圖分層整飾后導(dǎo)入GIS，建立選線(xiàn)區(qū)域的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)模型的數(shù)據(jù)需求對(duì)不同的圖層添加不同的屬性字段。在此基礎(chǔ)上，采用遺傳算法求解。 在地理信息系統(tǒng)中，首先根據(jù)控制點(diǎn)的不同，隨機(jī)生成新建道路空間線(xiàn)形優(yōu)化方案的集合，并自動(dòng)詳細(xì)設(shè)計(jì)每一個(gè)候選方案的平面線(xiàn)形和縱斷面線(xiàn)形。接著計(jì)算道路候選方案本身導(dǎo)致的各項(xiàng)費(fèi)用，包括基本建設(shè)費(fèi)用、土方工程費(fèi)用、占地費(fèi)用、橋梁隧道建設(shè)費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；同時(shí)計(jì)算道路

3、使用者的費(fèi)用，包括出行時(shí)間成本費(fèi)用和車(chē)輛駕駛費(fèi)用；對(duì)道路穿過(guò)濕地和耕地時(shí)，施以一定的懲罰費(fèi)用，使線(xiàn)路盡量避開(kāi)這些高費(fèi)用區(qū)域。將以上各部分費(fèi)用累加求和作為候選方案的總費(fèi)用，在GIS中自動(dòng)化道路線(xiàn)形設(shè)計(jì)無(wú)法完全滿(mǎn)足道路設(shè)計(jì)規(guī)范的所有限制，采用懲罰函數(shù)加以彌補(bǔ)。 在遺傳算法中，將候選方案作為種群人口，每個(gè)方案中的控制點(diǎn)作為人口染色體中的基因，將方案所產(chǎn)生的費(fèi)用值、使用者費(fèi)用值、懲罰函數(shù)費(fèi)用值這三者設(shè)計(jì)為人口的適應(yīng)度值。初始化種群人口，