基于遗传算法的高速公路纵断面节能设计.pdf

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1、第28卷第6期2011年6月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVoL28No．6Jun．20ll文章编号：1002—0268(2011)06-0051—06基于遗传算法的高速公路纵断面节能设计周方明1，罗志明2(1．交通运输部公路科学研究所ITS中心，北京100088；2．中国交通建设股份有限公司中交投资有限公司，北京100088)摘要：为综合考虑高速公路构造成本和运营成本，详细分析了土石方成本和燃油消耗成本的影响因素，描述了土石方量和燃油

2、消耗量的计算过程，以两者之和构造了适应度函数。然后对等距划分纵断面的变坡点进行二进制编码，基于遗传算法建立了一般情况下高速公路线路纵断面节能设计的模型与算法，致使线路设计的着眼点不再局限于强调工程造价的构造阶段，而是延展至高速公路运营阶段。仿真案例表明：本模型具有良好的全局寻优能力，能快速给出高速公路纵断面设计的初始优化方案，若在此基础上辅以人工调整，优化效果更趋明显。关键词：道路工程；高速公路；纵断面；遗传算法；节能中图分类号：U412．33文献标识码：AEnergy-savingDesignofFreewayVertica

3、lProfileBasedonGeneticAlgorithmZHOUFangrnin91，LUOZhimin92(1．NationalITSCenter，ResearchInstituteofHighwayMinistryofTransport，Beijing100088，China；2．CCCCInvestmentCo．，Ltd．，ChinaCommunicationsConstructionCo．，Ltd，Beijing100088，China)Abstract：Withcomprehensiveconsideratio

4、nofbothearthworkcostandfuelconsumptioncost，theinfluencingfactorsandthecalculationproceduresrelatedtothemwereanalyzedanddescribed，andthesumofthecostsw嬲definedasthefitnessfunction．Subsequently．slopechangingpointsarrangeduniformlyinlocationwerebinaryencoded幽achromosome

5、．hencethemodelandalgorithmoffreeway’Senergy-savingverticalprofileingeneralcasewasproposedbasedongeneticalgorithm(GA)，whichleadtothedesignerfocusingnotonlyontheconstructionstagebutalsoontheoperationalstageoffreeways．Thesimulationresultshowsthatthemodelhasglobaloptimi

6、zationcapabilityandcancalculatetheinitialoptimalverticalprofileoffreewayquicklyandefficiently．Iffurtherrefinedbymanualadjustment，thismodelwillgetmoreevidentoptimizationeffect．Keywords：roadengineering；freeway；verticalprofile；geneticalgorithm；energy—saving0引言交通运输是能源消耗

7、巨大的行业，近年来，铁路运输‘1‘21与公路运输都在制定节能减排的相关政策和积极开展有关的技术研究。在此背景下，节能理念和应用业已贯穿到公路交通运输的规划、设计、建设和运营整个过程，而且还涉及到排水、道路照明、道路绿化、交通工程等附属工程，涉及范围很广。本文仅从降低汽车行驶燃油消耗的角度来审视高速公路的纵断面设计过程，避免产生不节能的线形设计方案。公路线形设计受到诸多因素的约束，如社会经济，生态环境，土地利用，环境影响，交通量，地理环境及地质条件等，从不同的视角和层面出发，收稿13期：2010—08—01基金项目：国家自然科学

8、基金项目(70631001，70971010)；北京市教委北京交通发展研究中心产学研联合博士生培养基地建设项目(BJ2009—04)作者简介：周方明(1979一)，男，湖南祁东人，博士．(05121186@bjtILedtrCrl)52公路交通科技第28卷国内外已有大量的研究