公路智能選線與決策支持系統(tǒng)研究及開發(fā).pdf

1、公路選線是一個(gè)多目標(biāo)決策問題,需要考慮環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)、安全、交通質(zhì)量和功能等諸多因素和目標(biāo),這些目標(biāo)有時(shí)是矛盾和沖突的,如何協(xié)調(diào)、平衡處理這些目標(biāo)之間的關(guān)系,尋求總體目標(biāo)最優(yōu)的路線方案是長期以來一直困擾公路工作者的重要問題。受設(shè)計(jì)手段和計(jì)算模型的限制,傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)方法和路線設(shè)計(jì)系統(tǒng)難以協(xié)調(diào)多目標(biāo)間的關(guān)系,存在拘泥于專家經(jīng)驗(yàn)、主觀性強(qiáng)、過分注重某個(gè)目標(biāo)而忽視其它目標(biāo)等缺陷?；诖?本文結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果,以解決上述問題為

2、目標(biāo),對公路多目標(biāo)智能選線及其決策支持系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。
　　 論文深入分析了公路選線方法、方案評價(jià)和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,提出了公路智能選線與決策的研究思路。闡述了公路多目標(biāo)智能選線定義,界定了公路選線與決策的主要內(nèi)容和研究目標(biāo),建立了公路選線的過程模型。結(jié)合公路選線各階段特點(diǎn),根據(jù)目前公路路線設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀,確定了以構(gòu)建以路線方案多目標(biāo)智能優(yōu)化為核心、多屬性智能決策為重點(diǎn)、屬性分析與計(jì)算為輔助的系統(tǒng)總體框架,并詳細(xì)分

3、析了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求和功能需求。
　　 針對公路選線中涉及到的海量地理數(shù)據(jù)、屬性信息以及線形資料,考慮設(shè)計(jì)決策的多目標(biāo)性等特點(diǎn),提出了基于 GIS和多目標(biāo)遺傳算法的公路路線方案優(yōu)化方法。建立了公路路線平、縱方案優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型和多目標(biāo)優(yōu)化模型；研究了路線編碼和初始方案產(chǎn)生方法,分別建立了經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保三個(gè)目標(biāo)函數(shù),解決了路線方案生成和評價(jià)中對安全和環(huán)保目標(biāo)的量化問題。結(jié)合路線平、縱面優(yōu)化的特點(diǎn),分別對其進(jìn)行了遺傳算法的設(shè)計(jì),對傳統(tǒng)

4、的遺傳算法流程進(jìn)行了優(yōu)化,構(gòu)建了適于公路選線特點(diǎn)的路線方案多目標(biāo)遺傳算法流程,編制了以終止條件下非劣解集的方案作為設(shè)計(jì)初始方案的優(yōu)化程序,解決了公路選線自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù),為實(shí)現(xiàn)公路選線的智能化奠定了基礎(chǔ)。
　　 在深入分析路線與地質(zhì)、水文、地形等環(huán)境信息的關(guān)系的基礎(chǔ)上,提出了空間環(huán)境特征與路線信息的數(shù)據(jù)挖掘方法,建立了適宜于計(jì)算機(jī)處理的路線優(yōu)化模型的數(shù)據(jù)表達(dá)模式。建立了“標(biāo)準(zhǔn)”、“規(guī)范”規(guī)則、基礎(chǔ)理論規(guī)則、專家經(jīng)驗(yàn)規(guī)則和評價(jià)分析

5、規(guī)則及其控制機(jī)制和設(shè)計(jì)模型庫。
　　 深入分析了路線方案多屬性決策特點(diǎn),提出了基于 GIS的全壽命費(fèi)用分析與計(jì)算方法；深入研究了環(huán)境和安全對路線方案的影響,提出了基于 GIS的環(huán)境影響評價(jià)和公路線形安全性評價(jià)方法,建立了路線方案的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全屬性值的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算模型。提出了無偏好信息情況下基于信息熵的多屬性決策方法、有部分偏好信息情況下基于方案綜合度和達(dá)成度的多屬性決策方法以及偏好信息完全已知情況下基于線性目標(biāo)規(guī)劃模型的多屬性