基于道路設(shè)計與交通規(guī)劃的道路選線優(yōu)化模型

劉元元

摘 要：國內(nèi)交通設(shè)施，在各單位努力下逐步完善，相應(yīng)開展了道路網(wǎng)路化建設(shè)，交通工程整體的規(guī)劃設(shè)計效果，直接作用于道路設(shè)計的可行性，影響著交通便利性。因此，本文以道路交通規(guī)劃的整體視角，探索交通路線優(yōu)選方式，以全面掌握交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，提升道路選線優(yōu)化性，為相關(guān)單位交通管理提供便利條件。

關(guān)鍵詞：道路設(shè)計;遺傳算法;最優(yōu)線路

0 引言

在道路規(guī)劃期間，采取路線規(guī)劃形式，提升交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化性，減少施工資源浪費(fèi)，縮短路程時間，以保障交通工程運(yùn)作能效。因此，在優(yōu)選道路期間，采取模型設(shè)計方式，具有路線選擇的平穩(wěn)性，便于設(shè)計人員提升路線優(yōu)選效果，以期獲取最優(yōu)的線路方案，助力道路規(guī)劃、交通運(yùn)營各部門有序運(yùn)行，發(fā)揮路線優(yōu)選設(shè)計的積極作用。

1 道路路線優(yōu)選模型的使用必要性

1.1 工程路線設(shè)計需求

在道路工程各項工藝獲得成長的同時，顯著增強(qiáng)了建造工程效能。然而，在短時間內(nèi)增漲的工程材料使用量、工程成本，受到了工程資金、造價限額的制約，部分工程運(yùn)作會采取暫停方式，提升了道路工程施工發(fā)展不確定性，在增加工程運(yùn)作周期的同時，提升了工程建造所需成本[1]。因此確定了工程路線設(shè)計需求，以減少工程建造不利事件發(fā)生。

1.2 工程路線優(yōu)選的積極意義

在工程道路開展線路選擇時，側(cè)重于工程建造成本模型的操作結(jié)果，以獲取最優(yōu)線路為重點(diǎn)，確保線路設(shè)計的科學(xué)性，以減少工程使用成本，合理控制突發(fā)成本使用問題，維護(hù)工程所在環(huán)境的整體管理效果。在建模期間，開展道路規(guī)劃與選線設(shè)計，以發(fā)揮建筑資金使用效能，加強(qiáng)工程應(yīng)急防護(hù)能力，有效控制工程資金過大的問題，為工程造價高效管理提供科學(xué)依據(jù)。

1.3 選線優(yōu)化模型的使用價值

選線優(yōu)化模型的建立，對工程施工周期、工程推進(jìn)能效形成了一定積極作用，能夠合理提升模型使用的優(yōu)化性，加強(qiáng)工程資金使用有效性，合理控制工程成本，顯著提升工程效益。由此可知：在道路工程施工運(yùn)作時，應(yīng)提升選線優(yōu)化模型的使用效能，有助于交通造價管理工作有序進(jìn)行。在道路規(guī)劃設(shè)計期間，各部門應(yīng)建立交流溝通體系，合理發(fā)揮選線優(yōu)化模型的使用能效，有效控制工程方案，使用恰當(dāng)?shù)墓芾矸绞?，進(jìn)行造價管理，達(dá)成降本增效的工程管理目標(biāo)。

1.4 選線原則

1.4.1 技術(shù)性

在進(jìn)行道路選線時，應(yīng)充分利用先進(jìn)性技術(shù)，合理分析選線方案的設(shè)計合理性，以期提升方案完善性，保障選線方案設(shè)計的可操作性。

1.4.2 安全性

選線方案旨在有效控制工程量，保障車輛交通運(yùn)輸狀態(tài)的安全性，以期最大化創(chuàng)造社會經(jīng)濟(jì)綜合效益。

1.4.3 農(nóng)田保護(hù)性

在道路選線設(shè)計期間，應(yīng)盡可能回避農(nóng)田用地問題，減少農(nóng)田占用，以提升環(huán)保工作執(zhí)行效果。

1.4.4 綜合考量環(huán)境因素

加強(qiáng)客觀環(huán)境因素考量，減少惡劣環(huán)境中進(jìn)行道路選線設(shè)計，比如沼澤、沙漠等，以維護(hù)選線的合理性，保障選線方案的最優(yōu)性。

2 使用選線模型確定空間最初位置

2.1 設(shè)計規(guī)劃模型的基礎(chǔ)信息

對道路開展的路線規(guī)劃工作，在交通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中具有較高適用性，便于準(zhǔn)確獲取最優(yōu)的空間位置。大多數(shù)道路規(guī)劃工作，以路線途徑位置為關(guān)鍵性控制項目，確定路線各位置的走向，以綜合分析路線整體規(guī)劃情況，比如路線走向、工程成本等。在工程運(yùn)作初期，開展了節(jié)點(diǎn)方位的確定工作，勘察項目包括：工程周邊環(huán)境、節(jié)點(diǎn)方向等，便于道路規(guī)劃獲得準(zhǔn)確的決策結(jié)果。同時將勘察結(jié)果，編輯在模型的基礎(chǔ)信息對應(yīng)項目中。

2.2 數(shù)字高程模型獲取最優(yōu)規(guī)劃方案

通常情況下，運(yùn)行數(shù)字高程模型，能夠準(zhǔn)確反饋地面高程各項工程參數(shù)。此模型在運(yùn)行期間，其網(wǎng)格形狀的形成，借助于其序數(shù)值陣列，用以完成地面地形信息的顯示，保障顯示結(jié)果的準(zhǔn)確性。然而，在構(gòu)建優(yōu)化模型期間，工作人員應(yīng)側(cè)重關(guān)注高程模型各項參數(shù)情況，比如數(shù)值、網(wǎng)格參數(shù)等，使用合理計算方式，保障參數(shù)確定的準(zhǔn)確性。優(yōu)化模型的使用，能夠獲取最優(yōu)規(guī)劃方案，提升道路設(shè)計合理性，控制成本使用量。在建模期間，較為關(guān)鍵的是融合算法。算法使用時，以遺傳算法為主，具有方案對比性，便于獲取最優(yōu)路線設(shè)計。

3 選線模型中遺傳算法的使用

3.1 遺傳算法介紹

在方案對比期間，使用遺傳算法能夠全面確定每個方案存在的利弊問題，對其進(jìn)行客觀性評價。遺傳算法在使用時，以計算模型為運(yùn)行平臺，以達(dá)爾文生物進(jìn)化為原理，開展高效搜索，模擬生物進(jìn)化演化路線，在模擬演算中獲得最優(yōu)答案。當(dāng)一個問題的解答方案有若干個，以具有代表性的解集，對其進(jìn)行編碼，形成答案種群，對答案種群進(jìn)行優(yōu)選的過程，即為遺傳算法。遺傳算法中，所繼承的是染色體，集合若干個基因后，以組合形式表現(xiàn)繼承物質(zhì)的特點(diǎn)，個體外觀形態(tài)能夠決定解集的外觀形態(tài)。

3.2 遺傳算法最優(yōu)解的獲取理念

比如黑色頭發(fā)所具有的染色體特性，其基因組合表現(xiàn)出抑制功能。因此，以編碼操作為方法，對計算主體進(jìn)行外觀特點(diǎn)與內(nèi)在規(guī)律的逐一對應(yīng)。由于基因編碼過程較為復(fù)雜，通常情況下采取編碼簡化形式，在第一代種群生成時，結(jié)合種群優(yōu)選理念，獲取相似的最優(yōu)解，逐一進(jìn)行最優(yōu)演化，由每代種群進(jìn)行問題確定，從中選擇具有適應(yīng)性的個體元素，借助組合交叉等形式，有序落實自然遺傳過程，獲取的最新解集具有較高代表性。在遺傳算法使用期間，能夠自然凈化種群新解，使其對環(huán)境具有更強(qiáng)的生存能力，最優(yōu)解將會在解碼完成時，成為問題的最優(yōu)解決方法[2]。

3.3 遺傳算法在道路選線中的應(yīng)用

遺傳算法使用期間，較為關(guān)鍵的是數(shù)字串處理期間，對道路空間最初位置具有一定依賴性，在遺傳算法的操作基礎(chǔ)上，能夠獲取最新位置，繼而對最初位置進(jìn)行循環(huán)處理。選擇具有較高適應(yīng)性的函數(shù)，對遺傳算法的使用產(chǎn)生積極作用，比如收斂表現(xiàn)、最優(yōu)路線等。由于計算演化發(fā)展程序中，遺傳算法并未使用計算主體外在客觀表現(xiàn)信息，由適應(yīng)度函數(shù)確定為遺傳計算理論依據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)確定時，合理使用了種群適應(yīng)度理論。遺傳算法獲取最優(yōu)解，表現(xiàn)出計算的復(fù)雜性特點(diǎn)。因此，應(yīng)采取簡化設(shè)計方法，提升適應(yīng)度函數(shù)的運(yùn)行能力，以控制時間復(fù)雜性。

4 使用選線模型中道路規(guī)劃方法

在地理信息程序中，模型對于新建道路給出了多種表示方法，比如平曲線，能夠使用其圓曲線中的折點(diǎn)，進(jìn)行新建道路的標(biāo)記。對于圓弧曲線的模型表示方法，設(shè)計時對其進(jìn)行直連連接處理。在模型表示最新開發(fā)的道路時，使用相鄰兩個控制節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行線路設(shè)計。以數(shù)學(xué)關(guān)系視角，建立切線與半徑關(guān)系表達(dá)式，以獲取圓曲線半徑對應(yīng)結(jié)果，便于進(jìn)行交通規(guī)劃。在地理信息程序中，開展選線設(shè)計時，使用中豎曲線，能夠確定縱斷面的有效控制節(jié)點(diǎn)，以豎曲線設(shè)計為方向，截取相鄰較短線路，確定二次拋物線為切線長。

在道路設(shè)計中，平曲線、豎曲線的確定方法：

（1）兩線應(yīng)相互重合，同時平曲線應(yīng)大于豎曲線。在道路設(shè)計等級較高情況下，可選擇此種組合形式，相應(yīng)增加兩個曲線半徑，提升線路設(shè)計的協(xié)調(diào)性，在凹型豎曲線位置，可設(shè)計較高車速。

（2）保持兩線大小均衡性。依據(jù)德國算法可知，如若平曲線半徑處于1千米范圍內(nèi)，豎曲線半徑=平曲線×a，a∈[10，20]，以達(dá)成兩線平衡性的道路設(shè)計目標(biāo)。

5 結(jié)論

綜上所述，以地區(qū)道路交通為視角，對其建設(shè)交通網(wǎng)絡(luò)，提升其路線優(yōu)選效果，有助于提升道路規(guī)劃有效性。在深入分析路線優(yōu)選時，采取建模分析形式，以期獲取較為合理的道路規(guī)劃方案，完善路網(wǎng)服務(wù)功能。因此，在后續(xù)設(shè)計人員優(yōu)化路線設(shè)計時，應(yīng)以建模形式，獲得最優(yōu)路線方案，提升城市交通規(guī)劃的合理性，便于集中解決諸多道路規(guī)劃問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴旭東.基于道路設(shè)計與交通規(guī)劃的道路選線優(yōu)化模型[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2020，18（8）：221.

[2]李軍.基于道路設(shè)計與交通規(guī)劃的道路選線優(yōu)化模型[J].居業(yè)，2020（8）：22-23.