基于索长迭代的斜拉桥整体线形优化实用算法

针对密索体系斜拉桥整体线形优化问题,提出一种基于索长迭代的实用算法。该算法以无应力索长作为施调量,以主梁和主塔的位移值作为受调量,以锚点位移误差在斜拉索方向上的投影值作为修正值,代入索长-位移等代矩阵进行逐步逼近的正向迭代计算。首先,采用单索结构阐述算法原理,进行理论验证,并推广至密索结构;然后,进一步给出算法的具体实现方法并编制程序;最后,采用某无砟轨道斜拉桥进行应用验证。研究结果表明:算法收敛于理论解,收敛速度与梁索刚度比有关,当梁索刚度比k^(2)/k^(1)≤1.01时,迭代3~5次其误差降低至5%以内。随着迭代次数的增加,位移残差单调递减并逐渐稳定,索长调整量逐渐逼近于零位移法最小二乘解,证明了本文算法的收敛稳定性。当由混合梁、辅助墩等引起主梁刚度差异或局部变化时,本文解的均匀性优于零位移法最小二乘解。迭代18次,用时1.99 s即可得到一组合理的索长调整量,主梁及主塔线形偏差小于5.0 mm,线形平顺,索力均匀合理。本文算法可快速提供一系列接近零位移(或目标线形)的索长调整解,几何关系清晰,线形与索力均匀,实用性强,可应用于密索体系斜拉桥设计和施工控制中的线形优化调索。

城市道路平面几何线形优化设计研究

日益增加的城市道路交通和安全问题显示,对城市道路进行优化调整或者扩建是有必要的。在进行道路平面几何线形优化设计方面已有多种数学模型和优化技术,但多数侧重于某一特定目标。文章采用由切向线段和与过渡曲线适当连接的圆形曲线组成的水平道路线形优化的一般公式,对某案例进行优化设计。该模型公式由一个约束优化问题组成,其中目标函数由沿布局的线积分给出,被积函数是表示经过每个点的道路成本的函数,通过考虑不同的成本,可以在这个公式中包含广泛的问题,通过实例证明了该模型公式的有效性。

钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程的线形优化方法

针对南里渡特大桥钢管拱肋吊装的施工工艺 ,提出了模拟该过程的两阶段拱肋线形优化方法。通过对整个过程的模拟分析 。

基于运行速度的隧道进出口安全性评价及线形优化

为提高隧道进出口行车安全性,通过运行速度计算模型对隧道进出口车辆运行速度变化特征及相邻单元的ΔV85进行分析,分析不满足安全性要求的原因,找出存在的问题。根据计算原理,分析各指标对相邻单元速度差的影响程度,对路线平纵面线形进行优化调整,使运行速度协调性满足要求,并采取其他工程措施,以满足行车安全性的要求。

基于并行遗传算法的公路线形优化

传统的公路线形优化方法效率低下,不能满足实时交互选线。提出预先筛选和并行计算的优化效率算法。首先根据公路路线的垂直和水平拟合的要求,建立计算曲线的几何约束关系。在此基础上通过剔除违反水平和垂直公路线形设计约束减少种群数量,再将遗传算法中的关键步骤种群迁移、遗传操作等分解为多个并行执行过程,给出各自的并行计算模型,并在GPU上利用CUDA实现。实验表明,提出的方法在保证选线较优的情况下,预先筛选提高了算法执行时间,而并行执行算法执行速度提高显著。

城市快速通道匝道桥线形优化探讨

城市经济快速发展,车辆的增多给城市道路交通造成了极大的压力,在加速城市道路交通道路建设的同时,还需要对交通组织管理和一些控制措施进行优化和改进。本文主要针对快速路匝道桥的控制进行探讨和探讨,并提出合理的建议。

大跨径混凝土斜拉桥线形优化预测研究

大跨径混凝土斜拉桥施工工序复杂,施工过程中受到诸如拉索垂度、温度变化、混凝土收缩徐变效应等非线性因素影响,使立模标高的设定存在较大误差,理想的成桥状态难以实现。为使成桥线形准确,结构受力均衡,综合分析影响施工立模标高的因素,建立基于粒子群优化算法的BP神经网络立模标高修正参数的预测模型,对修正值进行预测。研究结果表明:所建模型性能稳定,具有较好的预测泛化能力。由预测结果得到的线形更接近理想成桥线形,主梁结构受力合理,能够实现较好的成桥状态,为斜拉桥主梁线形优化方法提供参考。

山区高速公路线形优化设计研究

为了提高山区高速建设水平,论文总结了山区高速公路的特点和路线设计影响因素,从平面线形、纵断面线形、平纵线形组合、避险车道线形等方面探讨了线形设计要点,提出了山区高速公路线形设计方案的评价指标体系和评价方法,研究成果可为类似的山区公路建设提供一定的理论指导。

基于行车安全与无人驾驶的线形优化

经过研究发现,传统的道路线形设计并不满足汽车重心行驶轨迹的曲率变化率连续这一条件,继而易引发驾驶员不舒适,严重的情况下甚至危及行车安全。为充分保证车辆在行驶时的安全感以及舒适性,并使道路线形更好地服务于无人驾驶技术,采用样条函数曲线对道路线形进行拟合设计,使之满足曲率变化率连续。本论述介绍借助EICAD构建道路线形,采取拟合点坐标,利用origin进行线路拟合,分析误差,论证拟合函数的可行性,得到拟合样条曲线,使其与现有的道路设计模式相结合,来运用于无人驾驶汽车行驶路径决策中。

非洲多跨悬索桥吊索更换后的桥面线形优化控制

莫桑比克SAVE河旧桥是一座长870 m(120 m+210 m×3+120 m)的四塔五跨悬索桥,已临近50年的设计使用寿命,产生了吊索系统疲劳和混凝土梁损坏等问题,同时桥体本身缺乏维修、车辆超载以及重载车辆不断增加使得在修复过程中更换吊索时发生了旧吊索索力失效、主塔横向支座错位等问题,线形难以控制。本文以该桥梁的修复为例,通过现场检测发现桥面线形有起伏、不匀顺、呈波浪状的现象,采取考虑操作平台自重进行计算、精确吊索下料长度和严控索夹滑移的措施,从而达到桥面线形的优化控制。

探讨线形优化下的维护费

介绍了公路设计优化模型,从基本建设费、维护费等方面分析了公路边坡、土类对费用的影响,以挖方断面为例对最优坡度进行了计算,国内外大量实例显示:土类及边坡对整个公路线形优化有着非常重要的影响。

基于遗传算法的山区高速公路平面线形优化设计方法

为了在山区高速公路选线中综合考虑其影响因素,建立起合理的选线优化模型,实现山区平面选线的智能化,本文针对针对山区高速公路平面线形布线特点,将平面选线中所要涉及到各种属性影响因素统一使用费用来进行表示说明,基于MATLAB平台运用遗传算法对高速公路平面交点坐标进行基因编码,进行选择、交叉、变异操作,以得到可行域范围内最优解。算法运算结果表明在满足山区高速公路平面线形指标的前提下,该优化方法对平面线形设计的质量有显著的提高,缩短了整个设计周期,减少其工程成本,从而验证了优化算法对山区高速公路平面优化设计的可行性。

微型计算机在公路路线设计中的应用——第五讲 公路线形优化设计

公路线形优化设计包括纵断面优化设计,平面优化设计和空间线形优化设计。此项研究工作在国外已进行廿余年,并已在生产中得到应用。国内也开展了七、八年。一些实际的设计表明,它能节省5％左右的工程费用。由于优化设计需要进行大量的迭代运算,占用机时很长,因此过去都是在大、中型计算机上进行。随着小型机和微型机的飞速发展,人们已开始把优化程序向小型机或微机上移植。

轻质FRP移动桥跨基于静力分析的线形优化

移动桥梁主要是为灵活快速地实现跨越,形成交通通道.高强轻质的纤维增强复合材料（FRP）用于移动桥梁可充分发挥其优势.本文通过应用ANSYS优化模块,对提出的FRP移动桥跨线形进行分析,以达到减重的效果.

利用运行速度对某互通式立交匝道线形的优化

运用运行速度协调性对互通式立交匝道进行安全性评价是设计阶段一项重要的工作。本文通过运行速度对某互通式立交匝道进行了安全性评价,根据评价结果对匝道线形进行优化调整,并对引起匝道运行速度协调性不良的原因进行了总结。

简述辅助软件优化平面线形的设计

本文着重介绍老路改建项目中,根据老路实际现状,利用已开发的辅助设计软件优化平面线形,达到充分利用老路、避开重要建筑物、设计路段经济合理、技术可行、满足设计要求的目的。

城市路内停车设置规模非线性优化模型及其算法

为了达到路内与路外停车的合理匹配,减小停车成本,从路内停车带与路外停车场匹配关系入手,分析了车辆停放者选择停车场行为,分别量化了路内车辆停放者和路段车辆出行者的社会成本,综合考虑路内停车对道路交通流延误的影响、绕行距离、收费差额以及个体时间效益的基础上,提出了一种基于停车成本整体最小的路内停车带设置规模优化模型,设计了求解模型的内点法。实例计算结果表明,与设置路内停车带之前相比,优化后停车平均绕行距离减少了63.0%,停车综合成本下降了37.3%,可以看出路内停车带规模模型能够优化路内与路外停车之间匹配关系,使停车系统综合成本最小。

高速铁路拱塔斜拉桥拱塔轴线优化求解

为解决高速铁路斜拉桥以小角度跨越既有交通线路、河流等时塔墩布置难题,引入拱塔结构,并基于不动点迭代方法及有限元计算对拱塔轴线线形的优化求解问题进行了分析.在确定拱塔高度和跨度并拟定初始拱塔轴线的基础上,首先对拱塔结构进行受力平衡分析,建立拱塔线形优化非线性方程组;然后应用不动点迭代方法求解该非线性方程组,得到合理拱塔轴线的近似解,求解过程中通过有限元方法计算斜拉索的索力;最后以广汕铁路跨深汕高速拱塔斜拉桥为工程背景,分别优化得到恒载、恒载+单线列车竖向静活载、恒载+双线列车竖向静活载3种工况下合理拱塔轴线的近似解.结果表明:3种不同的荷载工况下,线形优化后的拱塔弯矩最不利值相对优化前弯矩降低89.8%~94.8%;主力、主力+附加力荷载组合下,拱塔弯矩降低幅度介于64.6%~92.2%,拱塔应力由-172.6~-179.5 MPa降低至-74.0~-6.2 MPa,拟合轴线下拱塔正负挠度分别降低51.0%、33.8%.

基于线形和限速的施工瓶颈路段通行能力改善方法

针对施工围挡对道路通行能力的严重影响,对改善围挡瓶颈路段通行能力的方法进行研究.通过视频数据采集和分析,获得瓶颈路段的车辆行驶轨迹,采用K-means算法聚类得到行车轨迹的质心,应用三次样条曲线拟合设计了围挡路段的车辆变道线形.为减少交通事故引发的延误,应用变道超车模型,计算出瓶颈路段车辆安全变道的限速值.最后运用Vissim软件,对围挡瓶颈路段应用车辆变道优化线形和车辆安全变道限速值措施进行了仿真评价.研究结果表明:本文设计的车辆变道优化线形和限速管理措施能够显著改善瓶颈路段行车效率,行车速度提高了8.75%,排队长度减少了29.14%.

基于MOGA/SOS的互连缓冲及线型优化算法

将互连延时、信号响应波形、布线面积作为互连优化的3个目标函数,把推导出的串扰下边界作为优化参量的限制条件,采用分布式RLC模型作为互连系统的近似解析模型,提出了一种基于单目标排序非支配集构造算法的多目标遗传算法,用于解决互连优化中的缓冲及线型优化问题.算法所得解为满足串扰限制条件且对信号延时、信号波形以及布线面积进行优化的折中解.测试结果表明所提算法对互连优化问题规模的适应性强,所得解的优化结果明显优于基于Elmore模型的优化结果,布线面积减少了30%,信号延时与串扰性能分别提高了25%和25.73%.