基于遺傳算法與動態(tài)規(guī)劃法混合算法的鐵路縱斷面優(yōu)化設計.pdf

1、鐵路選線設計是鐵路設計最為重要的的部分，線路設計是在符合規(guī)范的基礎上，以控制工程投資和工程量的大小為設計主要追求的目標，這也是線路優(yōu)化目的所在。以最優(yōu)化理論為基礎，在平面線形既定的情況下，尋求基于工程量最小的縱斷面方案。
　　本文首先以縱斷面上變坡點里程和高程做為模型的設計變量，中線上的填挖方面積為目標函數(shù)，綜合考慮各項約束影響，建立了鐵動態(tài)規(guī)劃法路縱斷面數(shù)學模型。初始縱斷面的生成首先要對原始地面線進行平順處理，不同曲線半徑的平順

2、線相交形成反彎點，以反彎點兩側平順曲線對應的最大崎嶇度點作為擬合區(qū)域。利用最小二乘法依次擬合坡度線，坡度線相交的點即為初始變坡點，經(jīng)過約束處理得到初始縱斷面方案。
　　文中以程序自動生成縱斷面和既有線縱斷面為最初的優(yōu)化方案，建立了基于遺傳算法、動態(tài)規(guī)劃法以及兩種算法結合的縱斷面優(yōu)化模型。對于遺傳算法優(yōu)化模型，文中為防止迭代結果過早收斂且保證方案的多樣性，采用了多算子和每次迭代完成后加入新的縱斷面方案的措施解決。動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化縱斷面

3、保證階段最優(yōu)的同時能兼顧全局最優(yōu)，為盡量保證填挖平衡，以前一次填挖量與當前填挖方量的和為階段最優(yōu)值函數(shù)。
　　混合算法在鐵路線路的優(yōu)化中應用不多。本文將兩種算法組合進行縱斷面的優(yōu)化不僅能充分發(fā)揮單一算法的優(yōu)點，同時可互相彌補之間的不足。利用遺傳算法全局搜索特點和動態(tài)規(guī)劃法小范圍搜索及局部尋優(yōu)的特點在允許范圍內尋找最優(yōu)方案。
　　本文運用matlab軟件編寫了關于縱斷面的自動生成程序、遺傳算法優(yōu)化程序、動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化程序及組合