基于遺傳算法的城軌線路縱斷面優(yōu)化研究.pdf

1、伴隨城市化建設(shè)的加快，城軌建設(shè)進(jìn)入高峰時期。城軌設(shè)計過程中，在平面線形已經(jīng)確定的情況下，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，根據(jù)城市軌道交通運(yùn)營線路的能耗統(tǒng)計分析，列車運(yùn)行的牽引用電約為總用電量的50％～60％。因此，進(jìn)行城軌線路縱斷面優(yōu)化研究具有實際的社會經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)外的專家學(xué)者采用線性規(guī)劃法、梯度投影法、動態(tài)規(guī)劃法等對縱斷面優(yōu)化算法方面做了大量研究，能較好地滿足實際工程的需要，但是在運(yùn)營能耗費(fèi)用方面考慮的較少。因此

2、，本文通過對縱斷面優(yōu)化方法進(jìn)行詳細(xì)的對比分析，建立了綜合考慮工程及運(yùn)營費(fèi)用的優(yōu)化模型，并設(shè)計了遺傳算法對模型進(jìn)行求解，主要完成了以下工作:
　　1.建立了基于多質(zhì)點模型和混合優(yōu)化策略的牽引計算模型，以線路設(shè)計參數(shù)為條件，結(jié)合地鐵列車的技術(shù)參數(shù)，完成了基于線路設(shè)計方案的列車運(yùn)行仿真，繪制了V-S曲線圖，為將列車運(yùn)行仿真結(jié)論引入線路縱斷面優(yōu)化模型提供了必要條件。以此為基礎(chǔ)，完成列車牽引能耗的計算。
　　2.對修正后的地面線進(jìn)行平

3、滑處理，以自動確定方案變坡點個數(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。
　　3.以變坡點里程及設(shè)計高程為優(yōu)化設(shè)計變量，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)對縱斷面設(shè)計內(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)，用以判斷每個變坡點的移動方向;將變異算子的變異范圍與方案自身的優(yōu)劣程度