基于蚁群算法的铁路纵断面优化算法研究

将蚁群算法应用于铁路纵断面优化设计，提出一种基于蚁群算法的铁路纵断面优化设计方法。即在初始纵断面方案的每个变坡点附近区域内划分网格并设置网格中心点之间的初始信息素；由计算机模拟出人工蚁，根据概率选择路径并更新所选路径上的信息素，在划分的网格范围内多次迭代优选变坡点位置；通过缩小范围、逐步求精的方法进一步优化，直至优化结果达到要求为止。结果表明，采用该设计方法，既能满足各项技术要求为止，又能使各种工程费用或运营费用达到最优，为改善平面位置提供依据。     

基于蚁群算法的铁路线路纵断面优化设计

将蚁群算法应用于铁路线路纵断面优化设计,提出了一种基于蚁群算法的铁路线路纵断面优化设计方法。首先在初始纵断面方案的每个变坡点附近区域内划分网格,并设置网格中心点之间的初始信息素;然后由计算机模拟出人工蚁,人工蚁根据概率选择路径并更新所选路径上的信息素,在划分的网格范围内多次迭代优选变坡点位置;通过缩小范围、逐步求精的方法进一步优化,直至优化结果达到要求。实践表明:该方法能快速、高效地得到优化方案,在铁路新线纵断面优化设计中是有效和可行的。     

巡航模式下地铁纵断面节能坡优化研究

地铁列车运行常采用巡航模式来保证运营的安全、舒适和准点,而人工纵断面线形设计较难契合列车的巡航状态、不适应设计条件的多变,无法做到有效节能。以变坡点里程和高程为变量,以列车双向运行牵引能耗为目标建立纵断面线形节能优化模型,采用差分进化算法进行模型求解。优化策略包括初始方案搜索和整正两个阶段,初始方案搜索阶段依据区间长度假定适当多的变坡点进行优化,方案整正阶段将删除初始方案上坡度代数差极小的变坡点得到优化方案。优化结果表明：巡航模式下,节能坡坡度值越大,中间坡度越缓,列车双向能耗越小。灵敏性分析表明：惰行距离较长时,宜设置较长的节能坡;车站高差增大时,宜缩小低位车站节能坡的长度和坡度值,增长高位车站节能坡的长度。     

高速铁路进站节能坡设计方法研究

在线路纵断面的设计中引入节能坡设计理念,对优化线路纵断面设计、降低牵引能耗值和节省运营支出具有重要意义。根据高速铁路的特点,提出高速铁路进站节能坡的设计方法和计算算法,给出计算流程,确定各影响参数的约束条件。开发进站节能坡设计程序模块,实现多参数化的进站节能坡设计。在此基础上,采用计算机仿真分析方法,对车站坡段坡度、车站中心至节能坡变坡点距离、动车组编组质量、进站制动力使用系数、节能坡进入初始速度5个主要影响因素进行计算和仿真分析,确定各因素对进站节能坡的影响程度,为进站节能坡的设计提供参考和依据。     

基于近似曲率的铁路既有线纵断面分段算法

纵断面线形的精确分段是后续铁路线路优化调整的基础。针对现有方法自动分段效果差且精度低的缺点,研究一种能够实现线形精确自动分段的算法。首先,在对比各种方法的基础上,提出一种基于测点近似曲率的线形自动分段算法,针对铁路竖曲线弧径比过小易导致的拟合病态问题,采用基于半径确定的最小二乘算法进行圆心精确定位,以提高分段点的精度。经实测数据验证该算法能自动化识别特征点位置,且具有更高的精度。     

基于遗传算法的铁路纵断面优化研究

针对铁路纵断面优化问题,基于遗传算法建立铁路纵断面优化模型。研究结论:在初始铁路纵断面方案基础上,基于遗传算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化结果;以变坡点里程及设计高程为优化设计变量,依据对纵断面设计内涵的分析,构建了遗传算法的多目标适应度函数;在种群多样性评价的基础上,确定选择、交叉和变异算子操作概率的自适应调整方法;在纵断面优化理论的研究基础上,利用VC.NET和ObjectARX2006编制了基于遗传算法的纵断面优化程序。     

货运列车通过变坡点时纵向性能研究

根据列车纵向动力学原理,用计算机语言编制列车纵向动力学仿真程序。用该程序对列车在通过变坡点时紧急制动和常用制动缓解工况的纵向性能进行研究。以列车在平直道上的紧急制动和常用制动缓解工况的纵向冲动计算值作为基准值,将列车在凹形线路纵断面的紧急制动纵向冲动计算结果和凸形线路纵断面的常用制动缓解纵向冲动计算结果与基准值比较,用以确定列车通过变坡点时最不利的变换工况位置。从而对列车运行的优化操纵有一定的指导作用。     

既有线改建CAD系统纵断面开发与研究

首先阐述了既有轨面坡重构中利用差商法辨别直线点、直线拟合一求交、坡段整饰三步循环法自动识别变坡点以及利用最小二乘拟合竖曲线。在此基础上采用VS．NET和ARX2006编程工具，在AutoCAD2006平台上实现了纵断面设计的人机交互功能。然后介绍了既有线数据的管理，最后说明了纵断面模块的总体结构。     

铁路线路纵断面设计自动分坡方法的研究

介绍铁路线路纵断面计算机设计的自动分坡方法。首先采用平滑原理将不规则地面线处理为分段光滑的曲线。再用差商原理找出各分段曲线的曲率突变点，作为待选变坡点位置。最后加上平面曲线位置和工程位置综合考虑，按《规范》确定变坡点里程，并与链式坡高程联系，作为初始值进入最优化设计。     

铺轨前线路平纵断面优化设计方法研究

铺轨前线路平纵断面调整优化设计是一项十分繁琐的综合性工作,总体计算量大,人工设计效率极低,设计质量不高。综合采用自动调整和智能优化设计方法进行平纵断面优化设计,算法先进,自动化和智能化程度高,实用性强,能显著提高优化速度和设计质量,满足设计进度和铺轨施工要求,并保证线路车辆运营安全。     

基于区间填挖平衡的线路纵断面快速评估模型

线路工程设计在确立平面走向之后,确立线路的起伏走势是保障工程线路科学合理的另一个重要方面.通过自动桥、隧构件分拆,以区域分割为单元统计土方数量,评估区间的土方填挖平衡及工程的总土方量、概算造价,初步建立了快速的工程线路评估模型,用于量化线位纵断面设计的合理性,为实时的、自动的、智能的纵断面拉坡设计提供了敏捷评估方法.为了优化算法效率,从自动设置桥隧和横断面简化地面线这两种措施实现了评估的高效性,并采用工程实例将人工拉坡与自动设计的纵断面进行检验与比较,为评估工程自动化设计优劣提供依据.     

地铁调线调坡中双边线形约束方法的研究

分析地铁线路平纵断面设计与地铁调线调坡设计间的关系,将地铁线路设计CAD技术应用到地铁调线调坡设计中,提出"双边线形约束"优化算法理论,系统介绍双边线形约束的基本特性和目标函数及约束条件;并提出地铁调线调坡设计中基于距离法和面积法的优化算法。将该理论和算法应用于地铁调线调坡优化设计软件中,并给出地铁调线调坡优化设计系统的构成模块:数据编辑模块、平面设计模块、纵断面设计模块和图表输出模块等。结合设计实例,说明地铁调线调坡优化设计的具体操纵过程。     

铁路纵断面自动设计与优化方法研究

研究目的:铁路纵断面设计是一项复杂的系统工作,人工设计效率低,易出差错。研究掌握铁路纵断面自动设计与优化方法,可以提高纵断面设计效率和质量,为铁路线路平纵断面方案的优化调整、纵断面技术标准的确定提供快速的参考和指导,为平纵横联动设计奠定坚实的基础。研究结论:应用实例表明:(1)采用坡度模拟、多种约束条件处理的方法进行铁路纵断面自动设计,可以快速获得具有较高价值的纵断面初始方案,为平纵断面方案设计或优化提供快速参考;(2)在自动设计的成果基础上,基于差异演化算法进行纵断面自动优化,可以提高优化速度和优化效果;(3)自动设计、自动优化和自动规范检查,可以显著提高纵断面的设计效率和质量。     

客货共线运行铁路线路纵断面设计标准的制订

阐述《铁路线路设计规范》修订中,旅客列车最高设计行车速度提高到160 km/h,客货共线运行铁路线路纵断面设计中竖曲线半径的、计算公式和计算方法,竖曲线及变坡点的设置条件。最小坡段长度的确定原则。     

二分查找法在连续梁作图中的巧用

在计算机成图的应用程序设计中，连续梁钢筋图的钢筋编号标注需要快速准确定位。二分查找算法是查找效率极高的经典算法，但是现成的二分算法返回的查找结果与实际需要不符。文章利用现成的二分查找技术，对既有二分算法进行局部改造，设计出符合实际需要的二分查找算法，使钢筋编号的定位问题得到了较好的解决。     

驼峰平纵断面条件对脱轨安全性影响及整治方案研究

在综合考虑驼峰平纵断面、道岔特征基础上,建立驼峰溜放区车辆线路动力学模型,研究驼峰线路条件对脱轨安全性的影响。研究结果表明:为保证直圆点或变坡点造成的冲击和抬升量不与尖轨冲击相互叠加,驼峰曲线与第一分路道岔间夹直线长度及变坡点距尖轨长度宜大于轴距;尖轨区域重点控制轨距不平顺,为满足安全性,需保证轨距变化率不大于2‰;通过调整线路平纵断面参数改善驼峰线路条件的整治措施,可有效提高车辆溜放安全性,降低安全风险。     

遗传算法在道路纵断面设计优化中的应用探索

在道路纵断面设计过程中,传统人工拉坡方式具有较强的主观性,受经验、精力、时间所限,即使反复地试坡、调整、核对,也无法保证结果最优。探索研究运用遗传算法,通过精细化参数控制、优化进化策略,可有效减小解算规模,能够实现纵断面设计优化的目的。采用Visual LISP语言,开发编制纵断面优化设计软件,模拟构建适应度函数,并设计了特殊的选择、杂交和变异机制。通过工程实例应用测试,验证了遗传算法在道路纵断面设计优化中的有效性。     

线路纵断面设计中碎小坡段的编程处理

碎小坡段是铁路线路纵断面设计中常见的问题,实践证明,将纵断面中的碎小坡段与其相邻坡段进行合理调整,可以消除线路纵断面设计中出现的一部分碎小坡段,但需要很多次的试验。为了高效消除纵断面设计过程中出现的碎小坡段,本文应用计算机编程技术,建立FORTRAN语言程序,通过不同的算法,合理地计算调整坡度和坡段长度,得出解决碎小坡段的备选方案。     

基于车体加速度的超大跨度桥上线路纵断面优化方法

合理的线路纵断面是高速列车安全平稳通行的必要条件。超大跨度铁路桥梁成桥线形较设计线形易出现较大偏差,由于线路调整能力有限,桥上线路纵断面难以达到设计高程,故需在成桥线形基础上变更线路纵断面设计。在满足道床厚度要求的前提下,变更后的纵断面线形难以满足线路设计规范要求,严重影响了工程验收及列车达速运营。为此,以实测桥梁线形为基准,充分考虑道床厚度及线路衔接,依据傅里叶级数原理建立线路线形频域特征与车体加速度的关联关系,进而构建纵断面目标优化模型,提出一种适用于超大跨度铁路桥上线路纵断面的优化方法。以某超大跨度悬索桥为例,研究结果表明：该方法可使线路纵断面的最小波长远离车体加速度敏感波长,降低车体振动加速度;优化后的线路纵断面车体加速度响应最大值为0.15 m/s²,优于工程实际中所采用的多坡段纵断面;优化后的线路纵断面具有良好的平顺性及适应性。本方法可直观反映优化后线路纵断面的频域特性,并从波长的角度实现了纵断面优化与高速列车行车性能的关联,可用于指导桥上线路纵断面设计及优化。     

基于节能运营的城轨交通纵断面优化设计

城市轨道交通工程建成投入运营后,节能运营就成为运行、维护和管理的重点。因此,在设计阶段就应考虑线路纵断面设计对今后节能运营的影响。此文在以工程造价最低线路纵断面设计的基础上,论述节能运营的线路纵断面二次优化设计,把列车运行能耗作为目标函数,对纵断面内的变坡点在约束范围内进行必要的的调整,使运营能耗极小化,达到节能的目的...