文档名：基于粒子群算法的复杂山区铁路土方调配与取弃土场选址协同优化
摘要：复杂山区铁路线路土方调配及取弃土场选址对铁路项目的成本、工期、安全性、环境影响程度等产生长久深远影响,二者之间存在着复杂关联耦合关系.然而,既有方法忽略了上述联系,难以实现铁路线路土方调配与取弃土场选址协同优化.对于复杂山区铁路线路,构建了融合调配段落划分点、土方调配量、取弃土场的统一自变量集合,考虑了土方调配、取弃土场选址复杂约束,以土方调配成本、取弃土场建设成本及便道建设成本的综合费用为目标函数,集成综合基础信息子系统、土方调配优化子系统与取弃土场选址优化子系统,建立了土方调配与取弃土场选址的协同优化模型.为求解此协同优化模型,提出一种基于粒子群算法的累进求解策略.首先根据线路划分土方调配段落,进入土方调配优化子系统求得土方调配解,借助移动窗口法构建取弃土场备选池,进入取弃土场选址优化子系统求得取弃土场址解;其次,基于粒子群算法通过更新线路土方调配段落划分来累进迭代寻求最优解.以某复杂山区铁路为例,对铁路线路土方调配及取弃土场选址协同优化模型进行案例验证,与人工方案相比,最终机选最优方案可节省13.77%的综合费用.测试结果表明本方法的有效性,可提高铁路土方调配与取弃土场选址求解效率,为设计人员提供参考.
Abstract：Theearthworkallocationandtheborrow/wastesiteselectionofcomplexmountainrailwayalignmentshavealong-termandfar-reachingimpactonthecost,duration,safety,environmentalimpactofrailwayprojects,andthereisacomplexcoupledrelationshipbetweenthem.However,existingmethodsoverlooktheaboverelationship,andrarelyrelievetheconcurrentoptimizationofearthworkallocationandtheborrow/wastesiteselection.Forcomplexmountainrailwayalignments,firstly,aunifiedsetofindependentvariableswasconstructedthatintegratedthedivisionpointsoftheallocationsection,thevolumeofearthworkallocation,andtheborrow/wastesiteselection.Takingintoaccountthecomplexconstraintsofearthworkallocationandtheborrow/wastesiteselection.Theobjectivefunctionwasthecomprehensivecostofearthworkallocationcost,thesiteconstructioncost,andtheaccessroadsconstructioncost.Thecomprehensivebasicinformationsubsystem,earthworkallocationoptimizationsubsystem,andtheborrow/wastesiteselectionoptimizationsubsystemwereintegrated.Theconcurrentoptimizationmodelofearthworkallocationandborrow/wastesiteselectionwasestablished.Tosolvethisconcurrentoptimizationmodel,aprogressivesolutionstrategybasedonparticleswarmoptimizationalgorithmwasproposed.Firstly,dividetheearthworkallocationsectionsbasedontheroute,entertheearthworkallocationoptimizationsubsystemtoobtaintheearthworkallocationsolution,usethemovingwindowmethodtoconstructanalternativepoolfortheborrow/wastesite,andentertheborrow/wastesiteselectionoptimizationsubsystemtoobtainthesolutionfortheborrow/wastesite.Secondly,basedonparticleswarmoptimizationalgorithm,progressivelysearchtheoptimalsolutionbyupdatingthesectiondivisionoftherailwayearthworkallocation.Takingacomplexmountainrailwayasanexample,acasestudyisconductedtovalidatetheconcurrentoptimizationmodelofearthworkallocationandtheborrow/wastesiteselection.Comparedwithmanualsolutions,thefinalmachineselectedoptimalsolutioncansave13.77%ofthecomprehensivecost.Theresultsindicatetheeffectivenessofthismethod,whichcanimprovetheefficiencyofsolvingearthworkallocationandtheborrow/wastesiteselectionproblemsandprovidereferencevaluefordesigners.
作者：吕春妍 蒲浩 宋陶然 李伟 彭利辉 钟晶 徐占军 Author：LüChunyan PUHao SONGTaoran LIWei PENGLihui ZHONGJing XUZhanjun
作者单位：中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;高速铁路建造技术国家工程研究中心,湖南长沙410075中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;高速铁路建造技术国家工程研究中心,湖南长沙410075;中国中铁股份有限公司,北京100039中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉430063湖南中大设计院有限公司,湖南长沙410018
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(3)
分类号：U215.2
关键词：铁路线路 土方调配 取弃土场选址 协同优化 累进求解算法
Keywords：railwayalignments earthworkallocation borrow/wastesiteselection concurrentoptimization progressivesolutionalgorithm
机标分类号：U212.3U463.3TP181
在线出版日期：2024年4月12日
基金项目：国家自然科学基金，国家十四五重点研发计划项目，中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目，中南大学—湖南中大设计院有限公司工程建设设计信息化技术研发中心开放课题基于粒子群算法的复杂山区铁路土方调配与取弃土场选址协同优化[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(3)吕春妍 蒲浩 宋陶然 李伟 彭利辉 钟晶 徐占军复杂山区铁路线路土方调配及取弃土场选址对铁路项目的成本、工期、安全性、环境影响程度等产生长久深远影响,二者之间存在着复杂关联耦合关系.然而,既有方法忽略了上述联系,难以实现铁路线路土方调配与取弃土场选址协同优...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
基于粒子群算法的复杂山区铁路土方调配与取弃土场选址协同优化 Concurrent optimization of earthwork allocation and borrow/waste site selection of complex mountain railway alignments based on particle swarm optimization algorithm
基于粒子群算法的复杂山区铁路土方调配与取弃土场选址协同优化.pdf
- 文件大小:
- 4.18 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
|
