基于进化算法的大型场平土石方调配优化

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1、AGRICULTURALUNIVERSITYOFHEBEI全日制硕士专业学位（毕业）论文基于进化算法的大型场平土石方调配优化学位申请人：高盼盼指导教师：赵胜利教授乔永进高工学位名称：工程硕士研究领域：建筑与土木工程授予单位：河北农业大学答辩日期：二〇_五年五月三十一曰搴分类号：TU722单位代码：10086密级：公开学号：20139080539基于进化算法的大型场平土石方调配优化LargeFieldLevelingEarthworkOptimizationBasedOnEvolutionaryAlgorithm学位申请人：高盼盼指导教

2、师：赵胜利教授乔永进高工学位名称：工程硕士研究领域：建筑与土木工程授予单位：河北农业大学答辩日期：二〇一五年五月三十一日本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得河爿匕农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：

3、朗阴签字丨I期：>,r年6月1曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北农业

4、大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门（机构）送交论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅。本人授权河北农业大学可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库讲行检索,对以采用影印、缩印或扫描等方法加以保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：爲眯網导师签名:.签字日期：…年6月1日签字曰期：年6月1卜」学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址:邮编:摘要土石方调配是以调配费用最小为目标，在充分考虑施工场地实际情况下，确定土石方挖填的调配量以及运输方向。在大型土建施工时，土石方调

5、配费用对工程建设效益的高低起决定作用，影响着整个土建施工项目的费用、工期、质量、周边生态环境等。本文以进化算法为理论基础，结合土石方调配的原则和特点，根据土石方平衡调配的数学模型，提出并编制了一种适应于大型场平土石方调配方案的实值编码优化技术，并将提出的优化技术应用于工程实际，证明了该优化技术的可行性。本文主要研究内容如下：（1）根据土石方施工区域的挖方区、填方区、借方区、弃土区的功能，将借方区作为挖方区的一部分，弃土区作为填方区的一部分。以挖方区和填方区的平衡关系建立场平土石方调配数学模型，并参照数学模型进行进化算法的编写。（2）以

6、轮盘赌选择方法为基础，模拟自然界生物选择现象，以适应度为基数计算种群个体的累积概率，并将累积概率与轮盘赌随机给出的概率进行比较，对个体进行优胜劣汰选择。（3）将自适应遗传算法进行改进和扩充，引入EAEA法。考虑到交叉率过高会破坏种群的优良基因，交叉率过低会降低种群多样性；变异率过高会造成算法随机搜索，变异率过低会降低种群多样性，因此本文选用动态交叉、变异算子和自适应交叉变异算子混合使用的方法模拟生物界的随机性、无规律性和动态变化性。（4）根据数学模型的特点，采用线性重组的方法，使新产生的种群满足挖方区和填方区平衡的要求。对新产生的种群

7、进行变异操作，将进行变异的个体染色体进行排列，以列为单位进行变异，得到新种群，且满足问题约束要求。采用此方法进行交叉和变异操作，不再需要修复种群，为本算法对进化操作的创新，提高了算法的计算效率。（5）为避免父代优秀个体基因的丢失，在操作中引入最优保留策略，将父代最优个体与子代最劣个体进行比较和替换。将得到的新个体与父个体进行比较，选用跨世纪精英选择策略，选择出适应度大的个体作为新的种群。（6）将编写的算法与线性规划方法相比较，通过实例证明该算法的有效性与易操作性，并将该算法应用于工程实际。关键词：土石方调配；进化算法；费用最小；优化方

8、案LargeFieldLevelingEarthworkOptimizationBasedOnEvolutionaryAlgorithmAuthor：Gaopan-panTutor：ZhaoSheng-liMajor：EngineeringEngineeringAbstractEarthworkallocationisbasedonthegoaloftheminimumallocationcosts,withthefullconsiderationtotheactualsituationattheconstructionsite,to

9、determinetheallocationandthetransportdirectionoftheamountofearth-rockexcavation.Whenengaginginlarge-scalecivil