基于改进遗传算法的公路三维空间自动选线方法研究

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随着计算机及人工智能方法的应用,公路选线工作也由最初的人工选线,到人机交互设计,最终将向智能寻优的方向发展,公路选线实现智能寻优,将会极大地推动公路自动选线的发展,为公路选线提供新的发展方向。
  目前,较为成熟的道路设计方法还是以CAD为辅助的人机交互设计。这种方法虽然在设计效率和设计质量上较人工设计都有较大的提高,但由于对设计人员经验和技术水平等严重依赖,很难保证所选线形在安全条件下,实现全局最优。为此,开展公路自动选线研究,保证公路在三维空间自动选线安全高效,实现全局最优,显得尤为重要。也是道路专业同仁多年来的研究热点方向。
  论文结合现有的研究基础,以MATLAB作为自动选线运行平台,提出了基于改进遗传算法的公路三维空间自动选线方法。该方法相较于前人的研究成果,主要有两个方面的突破:一是构建了运行速度预测模型,提高了公路安全性设计水平;二是实现了公路平面交点可以在选线区域的全局随机选择的可能,保证了所选公路路线方案的全局域最优。具体表现在以下几个方面:
  (1)提出了基于改进遗传算法的公路三维空间自动选线的思路、方法和主要流程;
  (3)基于遗传算法的公路自动选线优化模型,克服了路线交点只能在给定断面寻优的不足,实现了路线方案在拟定区域全局的自动寻优,确定了新的公路路线自动选线和优化思路;
  (2)以运行速度差为最小做为安全性评价指标,并以工程经济性能作为主要判定依据,构建了运行速度预测模型。实现公路路线的自动选择和优化;
  (4)基于遗传算法的基本原理和方法,选择了合适的编码方法、遗传算子,以及终止准则等,实现了公路路线的自动选择和优化,提高了公路选线的工作效率。
  (5)工程实例表明:基于遗传算法的公路自动选线方法,在考虑路线安全性条件下,可以同时保证路线交点在拟定的选线区域全局进行自动搜索,验证了基于遗传算法的公路自动选线方法的可行性,具有重要实际意义。
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