基于遗传算法的公路纵断面优化

许金良; 王海君; 杨少伟

基于遗传算法的公路纵断面优化

长安大学公路学院, 陕西西安 710064

基金项目:

交通部教育司重点资助项目 95-04-06-11

详细信息

作者简介:
许金良(1966-), 男, 山东曹县人, 副教授, 博士, 从事公路选线自动化、公路CAD、系统仿真研究

中图分类号: U412.33
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出版历程
- 收稿日期: 2002-09-01
- 刊出日期: 2003-06-25

Optimization of highway profile based on genetic algorithms

School of Highway, Chang'an Unversity, Xi'an 710064, China

More Information

Author Bio:
XU Jin-liang(1966-), male, PhD, associate professor, 86-29-2334441, gl15@chd.edu.cn

摘要

摘要: 提出了一种基于遗传算法的纵断面优化方法, 这种方法可以在一个可行域中自动搜索一个最优或较优解。其基本思想是首先根据纵断面初始解建立一个可行域, 通过编码建立染色体与实际设计变量之间的一一对应关系, 然后对可行域中的可能解用一个评价函数(适应度)进行度量, 利用遗传算法在可行域中选择最优解。实践表明: 该方法具有全局解空间搜索能力, 从而实现了全局寻优的目的, 对道路优化设计是有效的, 可行的。
- 道路工程 /
- 遗传算法 /
- 公路 /
- 纵断面 /
- 优化设计
Abstract: This paper put forward a new optimization method for highway profile with genetic algorithm, which could be used to search the optimal solution in a feasible zone. It built a feasible zone according to the vertical section initial solution, and use genetic algorithms to choose the optimal solution in the feasible zone by developing chromosome concerns with the real one after another correspondence designed between the variables, to evaluae the probably solution in the feasible zone with an evaluation function(degree of suiting). The application shows that this method is capable of searching the entire solution space in order to find the global optimum; it is effective and feasible to road optimization design.
- road engineering /
- genetic algorithms /
- highway /
- profile /
- optimization design

HTML全文

表 1 采用遗传算法得到的设计结果

Table 1. Design result by genetic algorithms

序号	里程/m	高程/m	竖曲线半径/m	坡长/m	坡度/%	坡差	切线长/m	外距/m	直坡段长度/m
起点	0	382.34	0	0	0.00	0.000	0.00	0.00	0.00
1	180	385.38	3650	180	1.69	0.027	49.94	0.34	130.06
2	440	396.89	4120	260	4.42	-0.056	114.87	-1.60	95.18
3	670	394.25	3000	230	-1.15	0.044	66.10	0.73	49.03
4	890	401.41	4030	220	3.25	-0.055	109.83	-1.50	44.07
5	1120	396.37	3000	230	-2.20	0.035	52.79	0.46	67.37
6	1370	399.68	4500	250	1.32	-0.034	77.33	-0.66	119.88
7	1640	393.98	3000	270	-2.12	0.042	62.68	0.65	129.99
8	1960	400.59	4500	320	2.06	-0.043	96.78	-1.04	160.54
9	2390	390.99	3000	430	-2.24	0.039	58.91	0.58	274.30
10	3170	404.20	4500	780	1.69	-0.040	89.61	-0.89	631.47
11	3550	395.50	12500	380	-2.29	0.008	49.99	0.10	240.39
12	3860	390.88	3000	310	-1.49	0.040	60.18	0.60	199.83
13	4240	400.46	4500	380	2.52	-0.054	121.55	-1.64	198.28
14	4550	391.54	3000	310	-2.88	0.038	56.36	0.53	132.09
15	4910	394.69	4500	360	0.87	-0.026	59.57	-0.39	244.07
16	5300	387.79	3190	390	-1.78	0.031	50.02	0.39	280.41
17	5610	392.03	6700	310	1.36	0.015	49.97	-0.19	210.01
18	5940	391.61	9760	330	-0.13	0.010	49.98	0.13	230.05
19	6270	394.58	5540	330	0.89	0.018	50.02	0.23	230.00
20	6690	405.93	3290	420	2.70	-0.070	114.83	-2.00	255.15
终点	6920	396.10	0	230	-4.28	0.000	0.00	0	115.17
优化系数	0.963
最大纵坡/%	最小纵坡/%	最小半径/m	竖曲线最小长度/m		最小直坡段长度/m		每公里变坡点数
4.42	0.13	3000	99.88		44.07		3.03

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表 2 人工设计结果

Table 2. Manual design result

序号	里程/m	高程/m	竖曲线半径/m	坡长/m	坡度/%	坡差	切线长/m	外距/m	直坡段长度/m
起点	0	382.34	0	0	0.00	0.000	0.00	0.00	0.00
1	460	396.60	5000	460	3.09	-0.028	69.36	-0.48	390.64
2	890	398.00	15000	430	0.32	-0.007	54.42	-0.10	306.22
3	1640	395.00	6000	750	-0.40	0.022	64.50	0.35	631.08
4	1960	400.60	6000	320	1.75	-0.040	119.48	-1.19	136.02
5	2390	391.00	6000	430	-2.24	0.038	113.73	1.08	196.79
6	3160	403.00	6000	770	1.55	-0.032	94.84	-0.75	561.43
7	3840	392.10	6000	680	-1.61	0.027	81.25	0.55	503.91
8	4410	398.40	6000	570	1.10	-0.022	64.84	-0.35	423.91
9	5300	389.00	8000	890	-1.06	0.016	63.99	0.26	761.17
10	6220	394.00	8000	920	0.54	0.016	63.98	0.26	792.04
11	6710	404.50	4500	490	2.14	-0.061	138.23	-2.12	287.80
终点	6920	396.10	0	210	-4.01	0.000	0.00	0.00	71.77
优化系数	1.146485
最大纵坡/%	最小纵坡/%	最小半径/m	竖曲线最小长度/m		最小直坡段长度/m		每公里变坡点数
4	0.32	4500	108.84		71.77		1.73

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