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基于遗传算法的城轨线路纵断面优化研究
| 论文题名： | 基于遗传算法的城轨线路纵断面优化研究 |
| 关键词： | 列车运行;仿真分析;纵断面优化;遗传算法 |
| 摘要： | 伴随城市化建设的加快，城轨建设进入高峰时期。城轨设计过程中，在平面线形已经确定的情况下，纵断面线形的优劣直接影响着线路的工程及运营投资大小，根据城市轨道交通运营线路的能耗统计分析，列车运行的牵引用电约为总用电量的50％～60％。因此，进行城轨线路纵断面优化研究具有实际的社会经济效益。国内外的专家学者采用线性规划法、梯度投影法、动态规划法等对纵断面优化算法方面做了大量研究，能较好地满足实际工程的需要，但是在运营能耗费用方面考虑的较少。因此，本文通过对纵断面优化方法进行详细的对比分析，建立了综合考虑工程及运营费用的优化模型，并设计了遗传算法对模型进行求解，主要完成了以下工作: 1.建立了基于多质点模型和混合优化策略的牵引计算模型，以线路设计参数为条件，结合地铁列车的技术参数，完成了基于线路设计方案的列车运行仿真，绘制了V-S曲线图，为将列车运行仿真结论引入线路纵断面优化模型提供了必要条件。以此为基础，完成列车牵引能耗的计算。 2.对修正后的地面线进行平滑处理，以自动确定方案变坡点个数。利用均匀分布法、拟合法和正态分布法相结合的方式生成纵断面方案，在保证方案满足各种约束条件及种群多样性的前提下形成遗传算法的初始种群。 3.以变坡点里程及设计高程为优化设计变量，建立了能综合考虑工程及运营两方面的纵断面优化模型。依据对纵断面设计内涵的分析，构建了遗传算法的多目标适应度函数。提出在交叉算子中引入单坡段适应度函数，用以判断每个变坡点的移动方向;将变异算子的变异范围与方案自身的优劣程度相关联，以加快算法的寻优速度。 4.利用程序以某轻轨AK0+000-AK18+125.405段为例进行优化分析，验证了程序的有效性和实用性。 |
| 作者： | 余路 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 蒲浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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