基于遗传算法与GIS的轨道交通线路优化

轨道交通线路的定线和车站选址是一项颇具挑战性的任务，因为选择方案很多，而要求和约束数量庞大，每个比选方案的评价也需要大量评价指标。此外计算评价指标需要许多各种各样的地理信息，比如需要居住区的空间数据来估算车站的可达性、到达车站所需时间，从而决定其对需求的影响；又比如说，需要既有街道网络、地形条件、地质情况的详细信息，用于计算建设成本，以及用地和土地价值的详细信息，用于估算用地费用。在本文中，我们采用遗传算法和地理信息系统对轨道交通线路进行优化。模型中考虑了两种类型费用：(1)运行商费用，包括轨道相关的建设费，车站建设费、用地费、土石方费和运营费：(2)用户费用，包括到达车站费用、途中时间费用和等待费用。该模型已用于马里兰州安妮阿伦德尔县既有轻轨线路上两个车站之间一段轻轨线路的重新优化，该线连接了格伦伯尼和巴尔迪摩华盛顿国际机场。给出的原型模型，依据设计标准的优化线路，并可使用更复杂和综合性的评价函数扩展它。文章还讨论了在更加复杂的模型中需要考虑的附加因素和费用。