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.     

三维GIS与公路CAD的集成

为促进三维GIS在公路规划、设计、建设与管理等各个阶段的应用,系统地研究了三维GIS与公路CAD的集成方法。首先,针对公路CAD中的路线三维模型与构造物实体模型,分析了三维GIS与公路CAD中数据的集成,进而研究了公路三维GIS的一体化数据组织管理;然后,从三维模型的简化入手,研究了海量数据情况下,公路三维GIS的实时动态可视化技术,并在此基础上,提出了公路三维GIS的体系结构模型;最后,探讨了公路三维GIS在公路路线设计和辅助决策管理等相关方面的应用前景。     

基于凸优化的燃料电池汽车节能驾驶研究

为实现燃料电池汽车在多信号灯场景下的节能驾驶，本文中提出一种基于分层凸优化的快速车速规划和能量管理方法。结合车辆静态氢耗图，运用动态规划获得车辆通过信号灯的最优绿灯窗口，并确定最优行驶路径的搜索区域。建立以车辆需求功率累计最小为优化目标求解车辆加速度的二次规划问题，并运用Matlab/OSQP求解器获取车辆最优行驶路径。根据最优行驶路径，采用基于交替方向乘子法的能量管理策略，实现各动力源输出功率的合理分配。针对9个信号灯场景的仿真结果表明，所提方法的电机工作点平均效率比智能驾驶员模型高10%，氢耗低45%。此外，该方法计算速度快，具备实时优化的潜力。     

公路路线智能优化方法研究

公路路线优化属于多目标优化问题。传统优化算法难以解决具有模糊性、不确定性的路线优化问题。建立了基于GIS和遗传算法的公路路线智能优化模型,提出了基于GIS空间数据挖掘技术的选线环境知识获取模型和基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ的路线优化算法,解决了GIS与遗传算法集成、目标函数确定、遗传算法设计等关键问题。最后通过算例,验证了模型的有效性和实用性。     

基于G IS技术的公路地质选线方法

鉴于传统依靠人工进行地质选线的作业量大、效率低、主观性大的缺点,以桂柳(桂林—柳州)高速公路改建项目选线为例,构建线路评价指标体系,并根据各影响因素对选线的影响程度,利用GIS(地理信息系统)技术建立影响因素栅格数据模型,根据基于栅格数据模型的最优路径算法自动选出最优路径.结果表明,利用GIS技术进行公路地质选线可达到...     

适用于机器学习的公路典型选线案例库构建方法与实践

为应对采用机器学习技术开展公路智能选线研究中对高质量案例数据的需求,研究了公路典型选线案例库构建方法。首先,采用文献调研、专家访谈的方法进行了选线案例数据整理和分析,明确了公路选线案例库构建面临的数据源分散、人工数据采集分析困难、算法模型接口需求多样及涉密数据安全性高等4个方面技术难点。提出了“以既有勘察设计及咨询项目成果数据为源头,案例数据预处理、标准化、后处理流程为核心,研发系列软件实现案例内容生成自动化”的选线案例库构建思路及实施技术路线;其次,通过梳理各项目管理系统中工程数据库、设计技术资源库等企业项目数据资源,甄选出了40个包括高速公路和其余各等级公路的选线设计代表性案例项目,并按制定的数据标准进行分类、数字化存储,制作了一套可供机器学习的案例库;最后,探讨了在实际公路选线设计工作中动态持续更新案例库的方法和实现路径,对构建更大规模高质量选线案例库和智能选线算法研究具有示范和参考价值。     

公路三维实时交互式可视化技术研究

基于分割-归并思想建立了公路路线三维模型,应用视锥截取、LoD技术实现了路线三维模型的视相关简化,在此基础上,应用真实感图形绘制技术,实现了公路三维场景的实时动态交互式浏览,并在高速公路建设管理中获得了成功应用.     

公路三维动态视距研究

在分析国内外公路视距研究现状的基础上,本论文提出了公路三维动态视距及其计算思路,详细阐述了公路三维动态视距的定义、基本原理、关键技术、基本特征以及计算模型中必需的假设及约定。由于三次B样条曲线具有2阶连续性、局部性、灵活性等特征,本论文利用三次B样条曲线表征公路线形,为计算三维动态视距奠定基础的同时也为由GPS数据反算公路几何要素提供了方法。三维动态视距是在三维空间中利用空间几何向量关系进行视距计算,在计算中考虑了平纵线形、驾驶员动态视野和夜晚时车前灯照射范围的制约等因素,为更客观地评价线形连续性提供了新的思路和方法。     

自动驾驶仿真多逻辑场景综合评价方法

基于场景的仿真测试方法已成为解决自动驾驶汽车性能验证的核心思路,该方法将车辆连续驾驶过程进行分割获取非重复的独立场景片段,并在仿真环境中进行测试。与测试过程相贴合,本文提出了一种自动驾驶仿真多逻辑场景综合评价方法。首先建立自动驾驶汽车多逻辑场景综合评价方法,明确兼顾场景自身特征信息及仿真过程信息的场景权重分析流程;通过暴露度、失控度、危害度建立逻辑场景自身特征信息权重;建立包含仿真精度信息、要素种类信息、参数空间信息、离散步长信息的仿真过程信息权重;基于HighD数据集抽取前车制动、前车左侧切入、前车右侧切入场景信息,并基于本文提出的方法及基准算法测试结果计算场景权重,最终获取两种被测算法在多逻辑场景中的综合评价结果。     

集成GIS/BIM的公路隧道数字化管理研究及应用

为解决公路隧道建设过程中产生的海量工程数据缺乏存储规则与管理效率低下等问题,依托云南省老营隧道工程,采用GIS/BIM数据集成方法开展公路隧道数字化管理研究。首先,对公路隧道海量工程数据进行分类并形成数据字典,提出统一的数据存储标准;其次,通过CAD到ArcGIS的数据转换,以主题图的形式在地理场景中表达二维图形,生成工程底图和数字化对象;再次,分离三维BIM模型单元的属性与几何信息,在Unity软件中实现几何模型的拼接、渲染与添加脚本,发布成Unity3D文件;最后,提出工程数据与GIS、BIM集成的技术方案,并利用开发的公路隧道数字化管理系统实现GIS/BIM一体化联动、数据实时录入与资料在线查询等功能。     

基于LiDAR场景建模的智能车路径规划

针对智能车路径规划问题,研究了基于激光雷达(LiDAR)数据的智能车驾驶场景建模方法,采集待建模场景的三维激光雷达点云数据,通过点云分割处理,去除车辆行驶道路上的点云,然后将三维点云进行俯视投影,实现二维栅格地图建模;从搜索邻域和搜索方向2个方面对传统A*算法进行改进:根据当前节点附近障碍物的分布情况,自适应地选择4邻域或8邻域搜索策略,在此基础上研究了一种自适应搜索方向A*算法,所提出的算法将搜索方向缩小至3个,根据路径规划终点相对起点的方向,确定算法的搜索方向.仿真实验表明,相较于传统A*算法(4邻域搜索),所提出的算法在规划的路径长度方面降低了约15.5%,在计算时间上降低约38.2%;对比传统A*算法(8邻域搜索),所提出的算法在计算时间上降低约47.2%,在规划路径长度和计算时间上,所提出的算法明显优于传统算法.      

基于MapGIS的数模建立方法及其在路线CAD中的应用

针对公路勘测设计一体化的特点与要求,论述应用GIS技术采集公路地面数据和建立数字地面模型的方法;研究MapGIS系统在公路选线和CAD中的应用。在分析地理信息系统与公路勘测设计关系的基础上,根据我国公路路线设计CAD发展的实际情况,提出基于MapGIS平台进行公路路线设计应用软件开发的建议。     

基于Entropy-FAHP综合定权法的山区公路路线方案优选研究

针对山区公路选线评价主观分析多、定量少的问题,为综合量化评价比选方案状况,建立了三维度多指标的山区公路路线评价体系,并将Entropy法与FAHP法进行有机结合,构建了山区公路路线多方案综合评价方法,采用该方法对定西市某公路K线和A线2个方案进行评价,计算各方案综合权重下的得分,得到了贴近工程实际的优选方案。     

基于安全场改进RRT*算法的智能汽车路径规划方法

快速搜索随机树(rapidly-exploring random tree, RRT)算法是智能汽车路径规划的常用方法,但传统RRT和RRT~*算法存在路径抖动大、易陷入局部区域和计算效率低等缺点。针对这些问题,本文中结合实车数据提出了一种基于安全场改进RRT~*算法的智能汽车路径规划方法。首先,建立了基于安全距离模型的安全场,通过驾驶数据采集试验对模型关键参数进行了提取;在此基础上,提出了具备安全场引导和角度约束等策略的改进RRT~*算法;最后,通过仿真对算法进行了验证。结果表明,本文提出的路径规划方法能计算出满足车辆轨迹曲率约束的有效路径,同时具有较快的搜索速度和更高的成功率。     

改进的AHP-FUZZY法在公路选线中的应用

针对公路选线方案中影响因素繁多且关系复杂的特点,论文引入了一种基于改进AHP法的公路选线方案综合评价模型。首先结合路线方案的各项指标及相互关系,构建包含最主要信息指标的框架分析图;运用AHP法确定影响线路方案评价指标的权重系数,初步确定合理方案;然后建立以FUZZY模糊数学为基础的评价体系,通过权重系数及模糊数学评价方法对AHP法中评价体系的合理性做出评定,为公路选线方案比选提供指导。     

基于机载激光扫描的山区高速公路环保选线研究

针对山区高速公路线形设计制约因素多、工程难度大的实际问题,提出一种基于机载激光扫描的山区高速公路环保选线方法。在高精度机载三维激光扫描基础上,通过公路地质灾害遥感识别与分析、生态环境影响分析和公路纵、横断面设计,实现山区高速公路环保选线选址研究。贵州省都匀至安顺公路的应用结果表明:该方法科学、合理地确定了工程方案,将公路建设对生态环境的影响程度降至最小,为山区绿色公路建设提供了技术支撑。     

串并联式机电耦合系统方案设计及寻优分析

针对串并联混合动力系统,构建考虑动力性、经济性与成本的三维度方案评价体系,建立基于动态规划算法的寻优模型,评估不同挡位、速比及电机参数的串并联混合动力方案的经济性,同时针对动态寻优仿真时间长、模式切换次数多、发动机起停频繁、工作点离散的问题,建立模式切换惩罚矩阵,缩短了寻优时间并提高了计算效率。最终,针对某目标车型与发动机万有特性,获得了最优挡位数、速比值及电机参数。     

基于设计数据的道路三维动态建模

针对传统道路设计方法无法快速展示道路三维效果的缺点,本文研究了一种利用道路设计数据快速动态建立三维道路模型的方法,并通过OpenGL实现了道路三维动态建模的过程.该方法可以将设计成果从二维的图纸空间升入三维空间立体,对道路设计和辅助决策等具有重要的意义.     

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...     

公路路线多方案评价中的模糊一致矩阵方法

层次分析方法是方案决策的重要方法，它的理论、模型和方法都是以相对隶属度和隶属度函数为基础的。基于GIS技术的公路路线多方案分析这类定性因素与定量因素并存、正相关与负相关系数混杂的多因素、多层次评价中准确地确定隶属度但是十分困难的。应用模糊一致矩阵的概念建立多因素、多层次决策方案的优选，利用优先关系系数来描述方案间的优劣，在大量定性因素与定量因素并存的决策中成功地避开了隶属度确定问题。文中对基于GIS技术的公路选线实例方案进行优选，取得理想效果。