基于遗传算法的交通公路网络规划分析-控制工程专业论文.docx

武汉理工大学工程硕士学位论文摘要 武汉理工大学工程硕士学位论文 摘要 经济的发展促进了公路网络建设的发展。交通公路网络规划 就是要解决公路选线问题，即要决定在什么时间、什么走向、修 建什么技术标准的等级公路，满足交通流量增长趋势、对环境影 响小、成本低等多个方面的约束。 一般情况下，公路设计单位在接受设计委托后，要开始收集 项目影响区经济、交通发展资料和地质水文普查资料、各种比例 的地形图等资料，然后在此基础上，对单个条件进行研究，再就 可能的方案总体对比，才编制出该工程的线路规划方案。这种传 统的设计方法不能从整体和全局考虑问题，得出的线路规划方案 不具备科学性。 遗传算法GA(GenetiC Algorithms)是一种模仿生物界自 然选择原理和自然遗传机制的随机搜索最优算法。其特点是：群 体搜索策略和群体之间的信息交换、搜索不依赖于问题本身的信 息，非常适合问题规模很大时全局寻优的问题，并且算法给出多 个优化结果，为决地折迁等方面的资料，对路线的各种可行方案 进行现场踏策者进行决策选择提供了可能。 本文基于遗传算法，针对具有两个或多个约束条件的情况， 提出线路的最优或次优解决方案，为决策者进行决策提供了依 据。本文主要在以下几个方面进行了研究。 1．基于最短路径(SPH)和Greedy算法，使用路径相似性 原理和遗传算法的变异操作，提出了寻找满足1个或2个约束条 件的多路径启发式算法(称为k—SPH算法)。 2．将遗传算法应用到交通公路网络规划，寻找满足多个约 束条件的多路径方案。 本文提出的解决约束问题的两种方法的实验结果都令人满 意。其中k-SPH算法使用了遗传算法的变异操作而不是遗传算法 本身，可以解决遗传算法运行时间长的问题。 本文组织如下，第一章对目前选择线路的方法进行了概述， 并对选线涉及的因素进行了分析；第二章给出了要解决问题的数 学模型和定义，简述了无约束条件下解决问题的方法，介绍了遗 武汉理工大学工程硕士学位论文传算法的基本思想；第三章和第四章提出了解决两个约束条件问 武汉理工大学工程硕士学位论文 传算法的基本思想；第三章和第四章提出了解决两个约束条件问 题的解决方法，即启发式算法和遗传算法，并实现了本文提出的 两种算法；第五章使用遗传算法对多个约束条件的选线问题进行 了研究。第六章是全文总结。 关键词：成本约束 交通网络优化交通公路网络公路网络规划 遗传算法 II 武汉理工大学工程硕士学位论文Abstraet 武汉理工大学工程硕士学位论文 Abstraet The development of the economy speeds the construction of highway Networks．The layout of the traffic networks resolves the path selection problem，and selects suitable time，direction and certain level to construct speedway．Its goals is to satisfy trends of traffic，have low affect on environment，and decrease constructing cost and other constraints． In general，a firm begins collecting all kind of materials about economy development and environment after accepting a assignment，and then studying a feasible path based on one of these materials individually． These suitable paths will be compared and outline a final solution． This traditional method cannot take into consideration global point of views．The solution has no attribution of science． Genetic Algorithms derives inspiration from the natural optimization process．The“survival of fittest”is applied to the population．They operate on encoded representations of the solution，equiva