基于粒子群算法的改建道路纵断面自动设计研究

为改变现有改建道路纵断面设计软件拉坡设计人工耗时长、随意性大、主观性强、设计方案参差不齐的状况，本文首次提出了基于粒子群算法的改建道路纵断面自动设计，以提高设计效率、减少工程投资。文章在满足相关规范、路面改造方案前提下，以改造纵断面填挖方高度总和最小为目标函数，以纵坡长度、纵向坡度、竖曲线半径为约束条件，以变坡点的里程、高程为变量，利用粒子群算法原理，构建了基于粒子群算法的改建道路纵断面自动设计模型。研究结果表明：该设计模型达到了改建道路纵断面自动适应贴合现状道路高程、路面改造工程量最小的目的，当粒子群算法迭代次数达到400多次时，粒子适应度函数趋于收敛，当迭代次数设为500次时，可以获得满意的成果。实例验证表明：与传统的人工设计相比，算法自动设计的效率更高，自动设计过程仅需2~3s，拟合原地面线的效果更好，能节省近一半的路面加铺工程量，优化设计效果显著。基于粒子群算法的改建道路纵断面自动设计，可为道路改造设计及设计咨询提供了理论基础与技术支持。