[發(fā)明專利]鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210106256.1
• 申請(qǐng)日: 2012-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN102663192A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔國梁;李頂峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

1.一種鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，其特征在于該方法包括以下步驟：平順地面線(S₁)，對(duì)原始地面線進(jìn)行平順處理；擬合初始坡度(S₂)，對(duì)平順后的地面線擬合初始坡度；約束條件處理(S₃)，對(duì)初始坡度進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)約束條件處理，形成縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)坡度方案；設(shè)置優(yōu)化控制參數(shù)(S₄)，基于差異演化算法進(jìn)行縱斷面優(yōu)化設(shè)置優(yōu)化控制參數(shù)，優(yōu)化控制參數(shù)包括種群規(guī)模、變異縮放比例、交叉概率、最大進(jìn)化代數(shù)、進(jìn)化時(shí)間；初始化種群(S₅)，根據(jù)縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)坡度方案初始化種群；計(jì)算個(gè)體目標(biāo)函數(shù)值(S₆)，利用目標(biāo)函數(shù)作為縱斷面?zhèn)€體方案優(yōu)劣的評(píng)價(jià)，計(jì)算個(gè)體目標(biāo)函數(shù)值；種群差異演化(S₇)，利用變異操作、交叉操作、修復(fù)操作、設(shè)置橋隧、選擇操作在種群之中進(jìn)行差異演化，直到達(dá)到進(jìn)化終止條件；輸出縱斷面圖和規(guī)范檢查表(S₈)，輸出縱斷面圖是將最優(yōu)縱斷面方案、自動(dòng)設(shè)置的橋梁、隧道在CAD圖中生成，輸出縱斷面規(guī)范檢查表包括最小坡長、最大坡度、最大坡度代數(shù)差、豎緩重疊、高程控制點(diǎn)、站坪檢查結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，其特征在于，所述約束條件處理(S₃)是指以縱斷面方案總費(fèi)用最少為原則調(diào)整初始坡度，滿足鐵路縱斷面設(shè)計(jì)的三種要求：(a)規(guī)范要求：最小坡長、最大坡度、最大坡度代數(shù)差、豎緩重疊、坡度折減、站坪坡度的要求；(b)設(shè)計(jì)習(xí)慣：坡長取整、坡度取整、坡度合并的要求；(c)其它要求：高程控制點(diǎn)、路基填高、起終點(diǎn)接坡、坡段平順的要求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，其特征在于，所述初始化種群(S₅)是在滿足縱斷面設(shè)計(jì)要求的縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)坡度方案的基礎(chǔ)上實(shí)施的，不是僅由坡長坡度控制的隨機(jī)生成的初始種群。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，其特征在于，所述計(jì)算個(gè)體目標(biāo)函數(shù)值(S₆)，利用填方費(fèi)用、挖方費(fèi)用、橋梁工程費(fèi)用和隧道工程費(fèi)用構(gòu)成的總費(fèi)用作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)縱斷面?zhèn)€體方案的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，其特征在于，所述計(jì)算個(gè)體目標(biāo)函數(shù)值(S₆)的差異演化過程是基于單種群操作的，當(dāng)前種群中的方案經(jīng)過變異操作、交叉操作、修復(fù)操作、設(shè)置橋隧、選擇操作進(jìn)化之后，將生成的優(yōu)秀個(gè)體方案直接添加到當(dāng)前種群參與進(jìn)化，不設(shè)置中間種群。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路縱斷面自動(dòng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，其特征在于，所述種群差異演化(S₇)的變異操作是基于當(dāng)前最佳進(jìn)化方案和隨機(jī)選擇的父代方案進(jìn)行的，不是采用基本差異演化算法中僅基于隨機(jī)選擇的父代方案進(jìn)行的進(jìn)化操作。