基于GIS平台的公路线形优化设计

公路线形优化是一个多目标优化问题,而传统的优化算法难以有效地解决路线优化问题。为此建立了基于GIS平台和遗传算法的公路线形优化设计方法,提出了基于GIS平台空间数据挖掘模型和基于遗传算法的路线平面和纵断面的优化算法。     

公路路政管理站点规划和巡视路线优化研究

采用遗传算法建立了公路路政管理站点规划选址优化模型,研究了路网中规划选址优化的多变量算法不易收敛问题,应用受限P 中心问题以减少管理站的备择点数目,从而减少遗传算法中染色体的基因长度,并按不同策略进行初始群体和种群的选择,加快收敛速度,从而提高算法的运算效率。针对高速公路巡视路线优化中最大巡路长度问题,采用贪婪算法和邻域搜索算法的结合求解最佳巡视路线,给出了问题的多目标函数优化模型和算法。     

公路路线多目标遗传算法优化设计研究

公路路线设计是一个多目标的问题,传统将多目标转换为单目标优化方法存在目标统一准确性差的缺点,考虑多目标间的冲突性,提出采用多目标遗传算法进行路线优化。主要思想是通过建立多目标模型和路线线形模型,进行平面线形设计,经过纵断面优化后计算各目标函数值。采用快速非支配排序法对目标值进行排序,满足分布性的要求下构造非支配集,反复迭代计算后,输出满足终止条件的非劣解集。利用此算法进行实例验证,结果表明能在兼顾安全、经济、舒适、环保的目标下,给出一序列最优解,为路线方案决策提供直接依据。     

多目标优化方法在公路养护中的应用

针对如制定公路养护决策等多目标优化问题难以用单一的目标优化函数求解的特点,在分析了传统数学规划优化方法的不足及遗传算法的适用性等基础上,提出了利用NSGA-II遗传算法优化公路养护决策问题,以提高公路养护决策的制定质量,合理安排养护成本,使其与收益、质量达到最优的模式。通过模拟分析得出:NSGA-II算法能很好地找出一系列最优组合,供决策者参考采纳。因此,这种算法能很好地解决公路养护等多目标优化问题。     

基于GIS技术的公路路线方案决策支持系统开发初探

结合公路规划、设计、建设实际，针对现行公路路线CAD系统尚不足以解决公路可行性研究，路线方案选定这类多目标空间决策问题的现状，论述了引入地理信息系统的有关理论，方法和技术分析手段，建立基于GIS的公路路线方案决策支持系统的若干问题和系统开发构想。     

公路路线自动寻优的遗传算法实现

为了提高公路选线的效率和选线质量,最终实现智能选线,本文从控制公路路线质量的技术、经济及安全性指标出发,建立路线优化数学模型,以MATLAB为实验平台,基于遗传算法适应度函数和遗传操作编程,通过参数设定,最终实现公路选线方案的自动寻优.选线实例表明,基于遗传算法的公路智能选线方法,可在选线区域自动随机搜索公路路线交点,并自动完成公路路线优化,得到最佳公路路线方案.结果证明,将遗传算法应用到公路自动选线中可在一定程度上实现公路路线方案的自动寻优,提高公路选线效率和选线质量.     

基于GIS的公路应急资源调度最优路径分析模型

本文针对公路抗灾抢险时对实时动态网络最优运输路径查询的需求,提出了基于GIS的公路应急资源调度最优路径分析模型。该模型以公路路网基础数据和电子地图为基础,建立基于GIS的动态道路网络。同时,对于经典的Dijkstra算法无法求解出实时动态的网络地图的最优路径问题,提出结合交通流状况对道路通行的影响,加入最小通行阻抗这一概念对Dijkstra算法进行了改进和优化。优化后的Dijkstra算法能够更好地提供动态网络地图的最优运输路径分析功能并成功应用于此模型,为辅助应急资源的调度提供技术支撑。     

基于道路综合费用的平面选线模型优化方法的研究

根据道路平面路线方案布置特点,将选线中要考虑的各种因素均转化为费用进行考虑,因而道路平面路线方案也即转化为该模型费用最小化的优化问题,由于道路平面方案优选设计是复杂的多目标决策问题,方案模型的建立在很大程度上影响到项目的营运费用和建设费用,通过对研究遗传算法变异算子对模型影响的分析,设计了一种遗传算法对路线平面线形进行优化,该算法可以提高收敛速度和解的精度,并同时保持优良个体的进化稳定性,在一定程度上弥补了定常参数在克服早熟中缺乏普遍性的缺点。最后,进行了道路优化验证,实验结果表明,该算法无论从鲁棒性和有效性方面都超过了传统的优化算法,说明该算法在道路选线中有很高的应用价值。     

BIM+GIS技术在复杂山区公路选线中的应用研究

复杂山区公路路线设计方案受地形、地质条件影响较大。如何有效利用多源地理信息数据对关键节点进行合理布设是确保设计质量、控制工程造价的关键。文中以实际山区公路工程为例,提出基于BIM+GIS技术的地形、地质、环保选线方法。研究结果表明:①基于BIM+GIS三维地理信息模型可以更直观地审视路线方案,更准确地进行工程量统计校核;②BIM+GIS模型融入地形、地质、环保等控制因素可以更有效地进行设计方案优化比选,减少设计变更、提高设计质量。     

基于区间的车架不确定性多目标优化

采用区间数描述车架材料参数的不确定性,基于车架有限元模型构建了设计变量和不确定变量与目标函数之间的近似模型。采用双层嵌套的遗传算法,内层采用隔代遗传算法(IP-GA)在不确定域求解目标函数区间,外层采用加入精英保持策略和去除重复个体的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对车架应力和质量最小两个目标进行优化。与确定性多目标优化比较的结果显示了不确定性多目标优化的优越性。     

道路平面线形优化方法的研究及实现

将遗传算法应用于道路的平面线形优化设计,在一个可行域中自动搜索到一个最优或较优解,实现了全局寻优的目的。详细介绍了线路平面优化模型的建立,平面位置变动的具体原理,以及运用遗传算法优化线路平面位置的具体实现过程。研究表明,遗传算法运用于道路平面线形的优化设计是可行和有效的,能够实现全局寻优的目的,具有广阔的推广应用前景。采用动力有限元方法,研讨了基于FWD荷载作用下的水泥混凝土板下基础脱空与接缝传荷间的相互作用机理,以了解不同脱空尺寸和不同传荷能力对面板受力和路表各传感器弯沉盆曲线形状及弯沉盆参数的影响,为有效评定水泥混凝土路面地基脱空提供理论依据和参考。     

区域交通分流路网设计的双层优化模型及算法

针对区域路网交通分流技术中的分流路网优化与选择问题,分析了分流路网与基础路网的关系,确定了分流成本的构成与量化方法,在此基础上提出了以分流成本最小化为上层目标、以用户均衡为下层目标的区域交通分流路网设计的双层优化模型,进而给出了考虑路网拓扑结构完整性和反Braess假定的模型启发式求解方法,并对算法的效率进行了分析.最...     

Lane assignment problem using a genetic algorithm in the Automated Highway Systems

This paper deals with the lane assignment problem in the Automated Highway Systems (AHS). The purpose of lane assignment strategies is to increase throughput on multi-lane highways with many entry and exit points, based on the itineraries of vehicles using the highway (point of entry, time of entry and exit point) and the effects of maneuvers. Using partitioned lane assignment strategies, the lane assignment problem is formulated as an optimization problem to find the proper positions of partitions. Then the optimal problem is solved using a Genetic Algorithm (GA). The proposed algorithm has been validated by comparing its solution with that of an all-cases algorithm for a simple case. Moreover, a traffic simulator with a realistic car-following model as well as lane change logic has been developed. The simulation results show the efficiency of the proposed genetic algorithm, compared with random assignment algorithms.     

基于遗传算法的公路平面优化

提出了一种基于遗传算法的公路平面线形优化方法,将遗传算法应用于公路平面优化设计,更好地解决了目前传统算法难于处理的一些问题。首先根据平面初始解建立一个可行域,利用浮点编码选择平面坐标作为染色体,然后对可行域中的可能解用一个评价函数(适应度)来度量,利用交叉、变异算子在可行域中选择最优解。实践表明:该方法具有全局解空间搜索能力,从而实现了全局寻优的目的,对公路平面优化设计是有效、可行的。     

某高速公路K112+500~K119+500段线路优化设计

通过对某高速公路K112+500~K119+500长达7km的线路设计情况的深入分析,提出了改线优化设计方案,由原设计的4座大桥、1座中桥、4座隧道及3.1km路基、2次跨越河流和国道、“三左两右”5段平曲线,优化为2座大桥、3座隧道及1.0km路基、“一左一右”2段平曲线、避开国道和河流,路线长度减少1.0km。隧道增长1711.5双延米,桥梁缩短1079双延米,路基缩短约1.6km。然后从技术、环保、经济、工期及运营方面进行了详细论述,技术上将“曲线取直”,并满足纵坡要求;环保上以“隧代路桥”,减少占用农田20.5hm2;经济上降低工程造价1650.6万元;降低了施工难度和施工干扰,工期可缩短;隧道长度虽略有增加,但线路长度减短、线形更好,利于运营。     

基于提取PMP控制规则的FCHEV能量管理策略

针对FCHEV的能量管理问题,提出一种基于提取PMP控制规则的FCHEV能量管理策略.利用PMP优化算法解出的车辆在CHTC_C工况下离线最优控制序列,从最优控制序列中提取控制规则,实现能量管理策略的在线化.在MATLAB/Simulink上建立车辆模型,对所提能量管理策略进行仿真验证.仿真结果表明:所提能量管理策略能...     

三维空间路线连续性衰退对公路安全性影响分析

为深入分析公路三维空间线形连续性衰退对事故频数的影响,采集广东省内3条高等级公路243 km道路设计资料,共1 768条有效事故数据,利用Tobit回归模型分析三维空间路线连续性衰退对公路安全性的影响。应用微分几何空间的基本理论,提出公路线形连续性衰退表征参数,利用Tobit回归模型对数据样本中单元内总曲率差（TCD）、总挠率差（TTD）、平均曲率（AC）、平均挠率（AT）,相邻单元间平均曲率差（ACD）、平均挠率差（ATD）共6个连续性衰退变量与单元路段年均事故频数进行分析,该模型能有效分析正值上大致连续分布但包含一部分以正概率取值为0的结果变量。研究分析结果表明：单元内总曲率差、相邻单元间平均曲率差对公路安全性存在显著影响,从根本上反映了公路线形连续性衰退与行车安全的密切相关性,可作为三维空间路线连续性衰退有效的表征参数;通过ANOVA分析得出单元内平均曲率在单元内总曲率差、相邻单元间平均曲率差对公路安全性无影响的路段与安全性存在显著的相关性,其主要原因为平纵曲线半径影响公路行车安全。在此基础上,有针对性地提出线形连续性衰退表征参数评价标准作为参考。研究结论可为后续三维空间条件下公路线形安全性评价、线形设计优化与改善提供参考。     

铁路集装箱空箱动态优化调度模型及求解算法

根据铁路集装箱空箱调度的业务优先原则,以最大限度地提高区域内空箱的利用率和减小空箱调度的成本为目标,建立了在一个计划期内的铁路集装箱空箱动态优化调度模型.综合运用优先等级法和遗传算法对模型进行求解,解决了在一个计划期内,如何最优化地对每个工作日的空箱进行区域性调度的问题.通过计算机仿真实验,并与现行的调度方法进行比较,证明了模型和算法的有效性.     

基于PARETO最优解的重型汽车传动系速比优化

针对某重型汽车动力传动系统匹配设计中遇到的参数反求问题,提出了基于PARETO最优解的重型汽车传动系统参数优化方法.建立了某算例车型的CRUISE仿真模型的近似模型,并将其作为多目标优化的代理模型.利用Matlab遗传算法工具箱对该优化问题进行了求解,得到了算例车型传动系参数的1组PARETO最优解集.结果表明,计算所得PARETO解集能为工程人员提供多种可选方案,方便其选择合适的传动系统参数.