基于maklink图多节点链路的高铁路径规划设计的方法技术

本发明专利技术涉及铁路径规划技术领域，达到了能够根据不同的复杂地理环境建模，通过灵活增加链路节点数目增加次优化路径数目，并选取合适的智能优化算法进行融合，提高最优路径的优化精度，最大程度的节约高铁线路建设能源与成本的目的。本发明专利技术通过在maklink图论规划中，dijkstra算法的节点数目单一会降低次优化路径的精度，但随着节点数目的增加会加大算法的迭代计算量和冗余性，因此可根据实际的障碍区域之间的链路线长度，自动的配置合适的节点数目，均衡的规划次优化路径，提高其精度并兼顾优化效率，再对高精度的次优化路径通过算法融合后进行智能优化，确定高铁线路建设的最优建设路径，最大化的降低高铁线路的建设资源与成本。

High-speed Railway Path Planning and Design Method Based on Maklink Graph Multi-node Links

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u94c1\u8def\u5f84\u89c4\u5212\u6280\u672f\u9886\u57df\uff0c\u8fbe\u5230\u4e86\u80fd\u591f\u6839\u636e\u4e0d\u540c\u7684\u590d\u6742\u5730\u7406\u73af\u5883\u5efa\u6a21\uff0c\u901a\u8fc7\u7075\u6d3b\u589e\u52a0\u94fe\u8def\u8282\u70b9\u6570\u76ee\u589e\u52a0\u6b21\u4f18\u5316\u8def\u5f84\u6570\u76ee\uff0c\u5e76\u9009\u53d6\u5408\u9002\u7684\u667a\u80fd\u4f18\u5316\u7b97\u6cd5\u8fdb\u884c\u878d\u5408\uff0c\u63d0\u9ad8\u6700\u4f18\u8def\u5f84\u7684\u4f18\u5316\u7cbe\u5ea6\uff0c\u6700\u5927\u7a0b\u5ea6\u7684\u8282\u7ea6\u9ad8\u94c1\u7ebf\u8def\u5efa\u8bbe\u80fd\u6e90\u4e0e\u6210\u672c\u7684\u76ee\u7684\u3002 In the MAKLINK graph theory planning, the single number of nodes in the Dijkstra algorithm can reduce the accuracy of sub-optimal path, but with the increase of the number of nodes, the iteration calculation and redundancy of the algorithm will be increased. Therefore, according to the link line length between the actual obstacle areas, the appropriate number of nodes can be automatically allocated, and the balanced sub-optimal path can be planned to improve its accuracy and merger. Considering the efficiency of optimization, the intelligent optimization of high-precision sub-optimal path is carried out after algorithm fusion to determine the optimal construction path of high-speed rail line construction, so as to minimize the construction resources and costs of high-speed rail line.

【技术实现步骤摘要】
基于maklink图多节点链路的高铁路径规划设计的方法
本专利技术涉及铁路径规划
，具体为一种基于maklink图多节点链路的高铁路径规划设计的方法。
技术介绍
高铁建设在城镇的交通枢纽中起到了非常重要的作用，而高铁线路的建设成本很高，需要消耗大量的人力和物力，特别是在多山脉区域的高铁线路建设中，受地理环境因素的影响，成本与耗资会进一步扩大。因此，在城镇之间选择一条最优的线路建设路径，不仅可以提高线路建设的安全性与时效性，而且可以节约大量成本，具有非常重要的意义。目前常用的路径规划建模方法主要有可视图法、栅格法、人工势场法、随机树法和链接图(maklink)法。可视图法算法灵活，规划方法简单，但对障碍物形状有一定的要求，但每次搜索需要重新构建视图模型，处理时间较长；栅格法是研究较为广泛的方法之一，常用于机器人路径寻优，但计算复杂，同时要兼顾栅格分辨率、环境信息存储量及规划时间等因素；人工势场法实时性较好，但易陷于锁死状态；随机树法存在搜索空间大、效率低等问题；maklink法优点是建模的障碍物固定后，连通图位置随之固定，但连通图构建复杂，并与障碍物的数量及形状有关。maklin本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于maklink图多节点链路的高铁路径规划设计的方法，其特征在于包括以下步骤：1)MAKLINK图的可行路径构建①构造MAKLINK图首先设置障碍物，障碍物的形状和数量可自行设置，将障碍物的某一顶点与其他顶点或空间边界点相连形成链路线，要求链路线不得穿过障碍物，在每条链路线上设置节点，根据MAKLINK图的实际情况确定节点与节点间连线未穿过障碍物的为可行线段，并形成可行线段集合；②通常设置的每条链路线的节点为单节点，即改链路线的中点，在本方案中每条链路线上设置3个节点，为该链路线的三等分点，基本MAKLINK图的可行路径如图1所示；③多节点链路的MAKLINK图可行路径如图2所示，可...

【技术特征摘要】
1.一种基于maklink图多节点链路的高铁路径规划设计的方法，其特征在于包括以下步骤：1)MAKLINK图的可行路径构建①构造MAKLINK图首先设置障碍物，障碍物的形状和数量可自行设置，将障碍物的某一顶点与其他顶点或空间边界点相连形成链路线，要求链路线不得穿过障碍物，在每条链路线上设置节点，根据MAKLINK图的实际情况确定节点与节点间连线未穿过障碍物的为可行线段，并形成可行线段集合；②通常设置的每条链路线的节点为单节点，即改链路线的中点，在本方案中每条链路线上设置3个节点，为该链路线的三等分点，基本MAKLINK图的可行路径如图1所示；③多节点链路的MAKLINK图可行路径如图2所示，可见，随着节点数的增加，可行性线段数量越多，可行路径的选择越广泛，但MAKLINK图的可行路径设计越为复杂；2)dijkstra算法①dijkstra算法功能是在众多的可行路径中搜寻一条距离最短的次优化路径，并将次优化路径所经过的节点序列号记录下来，作为蚁群优化的一个初始条件，dijkstra算法流程如图3所示；②通过dijkstra算法先对各节点间距离进行计算，并将数据存到指定变量中，然后根据计算的数据对可行节点间路径的最小值进行全局搜寻，并更新和存储节点号，到达终点后结束搜索，并输出最小路径节点的序列号，部分计算数据如图4所示，数据为1000代表节点间路径不可行，其它数据为可行路径各节点间的距离数据；3)蚁群算法的路径优化①通过蚁群算法对dijkstra算法得到的次优化路径进行进一步优化，所获得的路径为MAKLINK图的最短路径，蚁群初始化参数主要包括能见度参数、信息素挥发系数、信息素增强系数及蚂蚁个数等，在节点与的路径上释放的信息素浓度启发信息素信息后，蚂蚁开始依次在每条链路上搜索最佳路径，当蚂蚁搜索到终点后，更新信息素信息，并判断是否满足终止条件，若满足则输出最优化路径信息，否则重新搜索，优化流程图如图5所示；②蚁群初始化参数主要包括能见度参数、信息素挥发系数、信息素增强系数及蚂蚁个数等,设在t时刻的信息素强度为τij(t)，则：其中ρ为...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙培刚，张全禹，刘彦辉，
申请(专利权)人：绥化学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23