由于“一带一路”发展方针的实施及广大山区的发展需要,山区地形高速公路选线优化设计的需求日益增加。山区高速公路选线是多目标问题,需要考虑环保、经济以及复杂的自然条件等影响因素,如何协调这些影响因素,快速有效的寻求总体目标最优的路线方案一直是公路设计工作人员的难题。受到设计手段和计算模型的限制,传统的公路设计方法和路线设计系统难以协调多目标间的关系,往往由专家经验决定,主观性强。因此,本文结合计算机技术和数学技术的发展成果,以解决上述问题为目标,对山区高速公路线形优化设计进行深入研究。论文深入分析了山区高速公路选线过程中的影响因素,详细阐述了在山区地形中高速公路的选择原则,根据山区路线线形影响因素和目标函数的分类,引入了对应的费用函数模型,建立了路线线形要素和费用函数之间的相互关系,确定山区高速公路线形优化的总体目标函数和优化目标定位。通过确定路线区域起终点的位置,划定出该区域的路线走廊带,构建路线平面线形和纵断面线形的优化模型。在现有的研究基础上,运用了全局寻优快和操作性强的遗传算法,介绍了遗传算法的基本原理和其相应的进化机制,结合国内山区高速公路线形设计专家经验分析遗传算法在山区平面线形优化、纵断面优化以及他们之间组合方式优化中的应用,对其平面及纵断面的主要信息要素的求解过程作出分析,并依据规范制定山区技术指标约束,建立了外部惩罚函数对其进行约束处理,以确保产生的新路线满足公路工程的相关技术标准。论文采用浮点数基因编码来表达路线中交点的信息,通过伪随机数原理在各个平面交点处产生平曲线,与此同时在各交点处确定其变坡高程值,并布置竖曲线,以此得到平纵组合线形,并计算出该路线的目标函数值和适应度值,之后按照所设计的选择算子、交叉算子、变异算子依次进行遗传操作得出新的路线方案。论文在已构建的优化模型和遗传算法的基础上,与实际工程案例相结合,在MATLAB平台上编写适用于山区高速公路选线优化的程序。并且对实际工程的地形勘测数据进行离散化处理分析,借助笔者自己所编写的程序,运算出其路线线形信息要素,之后将路线线形信息要素输入纬地软件中实现优化后路线线形的可视化,对其结果进行分析验证了程序计算的准确性以及文中优化算法及模型的可行性。本文提出的优化方法可为传统山区人工选线节约部分精力和财力,为山区高速公路选线提供了参考。