19362.基于arcgis和rpso的鐵(公)路三維空間智能選線系統(tǒng)的研發(fā)

1、分類號(hào)UDC碩士學(xué)位論文密級(jí)基于ArcGIS和RPSO的鐵(公)路三維空間智能選線系統(tǒng)的研發(fā)ResearchandDevelopmentof3DRailway(Highway)AlignmentOptimizationSystembasedonArcGISandRPSO作者姓名：楊柏林學(xué)科專業(yè)：交通運(yùn)輸工程(道路與鐵道工程)學(xué)院(系、所)：土木工程學(xué)院指導(dǎo)教師：繆鶚副教授論文答辯日期邂蘭：生沖答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)2012年11月摘要選

2、線設(shè)計(jì)是一個(gè)需要綜合考慮投資、運(yùn)營(yíng)、社會(huì)和環(huán)境等各方面因素的復(fù)雜過程，因此在人工操作過程中會(huì)由于設(shè)計(jì)人員主觀因素而遺漏掉諸多有價(jià)值的方案。為解決這一問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多理論與方案，并已經(jīng)取得了初步成果，如將美國(guó)的HAO模型與遺傳算法和地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，能在小范圍內(nèi)得到滿意的線路方案，但由于該問題的復(fù)雜性，其解決大范圍內(nèi)高維、多約束的線形優(yōu)化問題還有一定的距離。為此，本文在消化吸收國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了該領(lǐng)域相關(guān)研究的優(yōu)點(diǎn)

3、和存在的問題，提出了一種結(jié)合改進(jìn)HAO模型與PSO算法的三維空間智能選線方法，并由此方法開發(fā)了基于ArcGIS地理信息系統(tǒng)的三維空間智能選線系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用本系統(tǒng)能有效地選擇出滿足設(shè)定目標(biāo)及相關(guān)約束條件的最優(yōu)三維線路，并能較好地適應(yīng)地形變化，合理繞避障礙物。該系統(tǒng)將智能選線分為三維空間導(dǎo)向線的搜索和線形優(yōu)化兩個(gè)階段，主要研究成果如下：(1)提出了三維空間導(dǎo)向線搜索的方法，即在基本HAO模型的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，利用改進(jìn)后的HAO模型

4、和粒子群算法(RPSO)搜索最優(yōu)線路導(dǎo)向線。建立了選線區(qū)域內(nèi)的改進(jìn)HAO模型，并結(jié)合RPSO搜索出滿足約束條件的線路導(dǎo)向線方案組，為三維線形優(yōu)化提供初始方案。(2)提出了三維空間線形優(yōu)化的方法，建立了線形優(yōu)化模型，并確定了模型的決策變量、適應(yīng)度函數(shù)以及平縱約束條件，然后利用ArcGIS強(qiáng)大的空間分析能力，結(jié)合RPSO算法在選定的導(dǎo)向線方案附近對(duì)線形的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行同時(shí)優(yōu)化，完成線路三維空間的智能選線，最終獲得滿足條件的最優(yōu)線路方案。本文利