基于改進(jìn)遺傳算法的鐵路縱斷面優(yōu)化研究.pdf

1、鐵路設(shè)計(jì)過(guò)程中,縱斷面線(xiàn)形的優(yōu)劣直接影響著線(xiàn)路的工程及運(yùn)營(yíng)投資大小。因此,進(jìn)行縱斷面優(yōu)化研究具有實(shí)際的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。隨著研究的深入,國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)縱斷面優(yōu)化模型及算法提出了許多改進(jìn)方法,以使其能更好地滿(mǎn)足實(shí)際工程的需要。本文通過(guò)對(duì)縱斷面優(yōu)化的各種求解方法進(jìn)行詳細(xì)分析對(duì)比,建立了基于滿(mǎn)意度原理的優(yōu)化模型,并設(shè)計(jì)了改進(jìn)遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解。主要完成了以下工作:
　　 (1)利用最大限坡所確定的初步可行解區(qū)域?qū)ζ鸱鼊×业目v斷面地面線(xiàn)

2、進(jìn)行修正,以便正確地引導(dǎo)坡度走勢(shì)。再對(duì)修正后的地面線(xiàn)進(jìn)行平滑處理,以自動(dòng)確定方案變坡點(diǎn)個(gè)數(shù)。利用均勻分布法、擬合法和正態(tài)分布法相結(jié)合的方式生成縱斷面方案,在保證方案滿(mǎn)足各種約束條件及種群多樣性的前提下形成遺傳算法的初始種群。
　　 (2)以變坡點(diǎn)里程及設(shè)計(jì)高程為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量,引入滿(mǎn)意度原理建立了能綜合考慮工程及運(yùn)營(yíng)兩方面的縱斷面優(yōu)化模型。依據(jù)對(duì)縱斷面設(shè)計(jì)內(nèi)涵的分析,構(gòu)建了遺傳算法的多目標(biāo)適應(yīng)度函數(shù)。提出在交叉算子中引入單坡段適應(yīng)

3、度函數(shù),用以判斷每個(gè)變坡點(diǎn)的移動(dòng)方向;將變異算子的變異范圍與方案自身的優(yōu)劣程度相關(guān)聯(lián),以加快算法的尋優(yōu)速度。
　　 (3)本文在縱斷面優(yōu)化理論的研究基礎(chǔ)上,利用VC.NET和ObiectARX2006編制了將滿(mǎn)意度理論與改進(jìn)遺傳算法相結(jié)合的縱斷面優(yōu)化程序。對(duì)優(yōu)化算法中的并行關(guān)系采用多線(xiàn)程技術(shù)進(jìn)行處理,有效地縮短了縱斷面優(yōu)化所需時(shí)間。設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)明、友好的數(shù)據(jù)錄入界面,并完善了程序的容錯(cuò)性。
　　 (4)利用程序?qū)Σ煌瑮l件下的