學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：xx大學(xué)
學(xué)位年度： 2010年
鐵路設(shè)計(jì)過程中，縱斷面線形的優(yōu)劣直接影響著線路的工程及運(yùn)營投資大小。因此，進(jìn)行縱斷面優(yōu)化研究具有實(shí)際的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
隨著研究的深入，國內(nèi)外研究者對(duì)縱斷面優(yōu)化模型及算法提出了許多改進(jìn)方法，以使其能更好地滿足實(shí)際工程的需要。本文通過對(duì)縱斷面優(yōu)化的各種求解方法進(jìn)行詳細(xì)分析對(duì)比，建立了基于滿意度原理的優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)了改進(jìn)遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解，主要完成了以下工作：
(1)利用最大限坡所確定的初步可行解區(qū)域?qū)ζ鸱鼊×业目v斷面地面線進(jìn)行修正，以便正確地引導(dǎo)坡度走勢(shì)。再對(duì)修正后的地面線進(jìn)行平滑處理，以自動(dòng)確定方案變坡點(diǎn)個(gè)數(shù)。利用均勻分布法、擬合法和正態(tài)分布法相結(jié)合的方式生成縱斷面方案，在保證方案滿足各種約束條件及種群多樣性的前提下形成遺傳算法的初始種群。
(2)以變坡點(diǎn)里程及設(shè)計(jì)高程為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量，引入滿意度原理建立了能綜合考慮工程及運(yùn)營兩方面的縱斷面優(yōu)化模型。依據(jù)對(duì)縱斷面設(shè)計(jì)內(nèi)涵的分析，構(gòu)建了遺傳算法的多目標(biāo)適應(yīng)度函數(shù)。提出在交叉算子中引入單坡段適應(yīng)度函數(shù)，用以判斷每個(gè)變坡點(diǎn)的移動(dòng)方向；
將變異算子的變異范圍與方案自身的優(yōu)劣程度相關(guān)聯(lián)，以加快算法的尋優(yōu)速度。
(3)本文在縱斷面優(yōu)化理論的研究基礎(chǔ)上，利用VC．NET和ObjectARX2006編制了將滿意度理論與改進(jìn)遺傳算法相結(jié)合的縱斷面優(yōu)化程序。對(duì)優(yōu)化算法中的并行關(guān)系采用多線程技術(shù)進(jìn)行處理，有效地縮短了縱斷面優(yōu)化所需時(shí)間。設(shè)計(jì)了簡明、友好的數(shù)據(jù)錄入界面，并完善了程序的容錯(cuò)性。
(4)利用程序?qū)Σ煌瑮l件下的工程實(shí)例進(jìn)行優(yōu)化分析，驗(yàn)證了程序的有效性和實(shí)用性。
