基于改進遺傳算法的鐵路縱斷面優(yōu)化研究.pdf

1、鐵路設計過程中,縱斷面線形的優(yōu)劣直接影響著線路的工程及運營投資大小。因此,進行縱斷面優(yōu)化研究具有實際的社會經(jīng)濟效益。隨著研究的深入,國內(nèi)外研究者對縱斷面優(yōu)化模型及算法提出了許多改進方法,以使其能更好地滿足實際工程的需要。本文通過對縱斷面優(yōu)化的各種求解方法進行詳細分析對比,建立了基于滿意度原理的優(yōu)化模型,并設計了改進遺傳算法對模型進行求解。主要完成了以下工作:
　　 (1)利用最大限坡所確定的初步可行解區(qū)域?qū)ζ鸱鼊×业目v斷面地面線

2、進行修正,以便正確地引導坡度走勢。再對修正后的地面線進行平滑處理,以自動確定方案變坡點個數(shù)。利用均勻分布法、擬合法和正態(tài)分布法相結(jié)合的方式生成縱斷面方案,在保證方案滿足各種約束條件及種群多樣性的前提下形成遺傳算法的初始種群。
　　 (2)以變坡點里程及設計高程為優(yōu)化設計變量,引入滿意度原理建立了能綜合考慮工程及運營兩方面的縱斷面優(yōu)化模型。依據(jù)對縱斷面設計內(nèi)涵的分析,構(gòu)建了遺傳算法的多目標適應度函數(shù)。提出在交叉算子中引入單坡段適應

3、度函數(shù),用以判斷每個變坡點的移動方向;將變異算子的變異范圍與方案自身的優(yōu)劣程度相關(guān)聯(lián),以加快算法的尋優(yōu)速度。
　　 (3)本文在縱斷面優(yōu)化理論的研究基礎上,利用VC.NET和ObiectARX2006編制了將滿意度理論與改進遺傳算法相結(jié)合的縱斷面優(yōu)化程序。對優(yōu)化算法中的并行關(guān)系采用多線程技術(shù)進行處理,有效地縮短了縱斷面優(yōu)化所需時間。設計了簡明、友好的數(shù)據(jù)錄入界面,并完善了程序的容錯性。
　　 (4)利用程序?qū)Σ煌瑮l件下的