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基于GIS和GA的道路平面线形优化研究
| 论文题名： | 基于GIS和GA的道路平面线形优化研究 |
| 关键词： | 道路设计;平面线形;平面优化;三维线形;遗传算法;地理信息系统;数学模型 |
| 摘要： | 道路高速发展的今天，已经不仅仅只是要求道路的使用功能，还对道路路线所经过的带状区域的环境提出了要求，而且道路对使用者产生的感受也得到关注，使现代道路设计更显人性化。所以现代道路设计任务主要是选择一条经济路线，而且还要在满足设计要素的条件下考虑到地形、土质状况、社会经济效应以及生态人文等因素。公路的平面线形的优劣直接决定了工程的总造价，平面优化对减少工程投资有着直接的影响，对沿线自然环境和人文环境的保护也具有重要意义。这使得拥有许多方案的设计任务变得复杂和费力而成为复杂的优化问题。在过去的四十年里，路线的优化吸引了众多研究人员的兴趣，也为此建立了不少的数学模型。但是，由于线形严格的几何特性和问题的复杂性，至今还没有模型能得到满意的结果，特别是三维线形的优化。 论文从研究道路设计中主要的费用构成和重要的约束着手，回顾了道路线形优化的以往模型以及各种方法的优缺点，以及理想模型所必要的条件和数学理论基础，加深了对此问题的认识。论文通过对公路平面优化问题的分析，建立了基于遗传算法(GA)和地理信息系统(GIS)的平面优化模型，着力实现部分工程费用作为优化目标的公路平面优化。 优化数学模型以计算部分工程费用作为优化目标，选择平面交点组合作为优化变量，体现了导线法设计的思路，比较符合道路的设计程序；然后通过Arcview GIS和MATLAB之间的DDE通道实现数据的动态交换，使得在Arcview GIS中的大量属性信息能够被MATLAB程序调用，最后通过MATLAB编程实现遗传算法，将计算后的结果返回到ArcviewGIS，并在Arcview GIS中显示最终的结果，初步验证了优化方法的可行性。 |
| 作者： | 彭永辉 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 程建川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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