【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及公路选址，具体涉及基于演化计算的公路选线规划方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、现有技术中对于路径规划，一般是基于多条可直接确定的路线计算适应度（或成本）的方式进行优化，但对于公路建设规划而言，没有任何可直接确定的路线，而要追求成本最低，目前只能通过手动规划多条线路并预算成本进行对比的方式，选取其中的最优方案，工作量较大且容易出偏差。
技术实现思路
1、根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供基于演化计算的公路选线规划方法、装置、设备及介质，对于预修建公路，基于起点、终点及周边缓冲区生成原始路径、标准路径和随机路径，采用遗传算法对原始路径、标准路径和随机路径进行进化，得到成本最低的路径，不需要手动规划，就能选取最优方案，且工作量较小不容易出现偏差。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于演化计算的公路选线规划方法，包括以下步骤：
4、对预修建公路以起点和终点的直线路径作为原始路径，选取原始路径两侧一定范围的区域，获取区域内的缓冲区；
5、以设在起点和终点之间且经过缓冲区的折线路径作为标准路径，同时以设在起点和终点之间且随机生成的折线路径作为随机路径；
6、基于遗传算法对原始路径、标准路径、随机路径进行更新得到新路径；
7、获取原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本，基于成本获取各个路径的适应度，选取适应度最高的路径作为最终选择路径。
8、进一步地
9、获取区域内以及区域边缘的高成本地块；
10、对于每一高成本地块，获取构成高成本地块的高成本地块折线；
11、获取高成本地块折线的最小外接矩形；
12、对最小外接矩形进行扩展，得到缓冲区。
13、进一步地，以设在起点和终点之间且经过周边的缓冲区的路径作为标准路径的方法为：
14、设定待选点的数量n，获取各个缓冲区对标准路径弯折的贡献度权重：
15、
16、式中：为贡献度权重，为各个缓冲区的单位长度建设成本，为该缓冲区质心到原始路径的距离，为该缓冲区的面积；
17、对所有缓冲区的贡献度权重进行归一化处理得到所有缓冲区的权重；
18、基于所有缓冲区的贡献度权重和待选点的数量得到各个待选点在各个缓冲区的分布情况；
19、基于待选点在每一缓冲区的分布情况，随机选择待选点所在的缓冲区中的一个点作为待选点；
20、依次连接起点、各个待选点和终点，得到标准路径。
21、进一步地，以设在起点和终点之间且随机生成的折线路径作为随机路径的方法为：
22、在区域内随机选择n个待选点，依次连接起点、各个待选点和终点，生成随机路径。
23、进一步地，获取原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本的方法为：
24、切割步骤：对于每一路径，获取该路径在各个缓冲区内的第一线段和该路径与各个缓冲区相交的第二线段，第一线段包括两端均在一个缓冲区中的情况和一端在一个缓冲区的边缘，另一端在该缓冲区中的情况，第二线段的两端分别在两个缓冲区边缘；
25、第一线段成本获取步骤：将每一第一线段的长度乘以该第一线段所在缓冲区的单位长度建设成本得到该第一线段的成本；
26、第二线段成本获取步骤：将每一第二线段的长度乘以非缓冲区的单位长度建设成本得到该第二线段的成本；
27、路径成本获取步骤：将所有第一线段的成本和所有第二线段的成本加和得到该路径的成本；
28、重复切割步骤到路径成本获取步骤，直到获取所有原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本。
29、进一步地，将原始路径、标准路径、随机路径基于遗传算法采用交叉算子和/或变异算子进行更新得到新路径的方法为：
30、采用位置编码标注起点、终点和待选点，基于起点、终点和待选点的位置编码生成各个原始路径、标准路径和随机路径对应的位置编码；
31、对于每条路径，将该条路径上的每个待选点的位置编码作为一个基因，对各个基因采用实数编码成染色体，使每条路径形成一条染色体；
32、采用交叉算子和/或变异算子对染色体进行更新，得到新的染色体，基于新的染色体获取新的路径。
33、进一步地，基于成本获取适应度的表达式为：
34、
35、式中：为路径的建设成本，为设定的常数。
36、一种基于演化计算的公路选线规划装置，包括：
37、原始路径获取模块，用于对预修建公路以起点和终点的直线路径作为原始路径，选取原始路径两侧一定范围的区域，获取区域内的缓冲区；
38、标准路径和随机路径获取模块，对于以设在起点和终点之间且经过缓冲区的折线路径作为标准路径，同时以设在起点和终点之间且随机生成的折线路径作为随机路径；
39、新路径获取模块，用于基于遗传算法对原始路径、标准路径、随机路径进行更新得到新路径；
40、最终选择路径获取模块，用于获取原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本，基于成本获取各个路径的适应度，选取适应度最高的路径作为最终选择路径。
41、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述基于演化计算的公路选线规划方法。
42、一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于演化计算的公路选线规划方法。
43、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
44、本专利技术设置原始路径、标准路径和随机路径，原始路径以起点和终点的直线路径生成，标准路径以设在起点和终点之间且经过周边的缓冲区的折线路径生成，随机路径以设在起点和终点之间且随机生成的折线路径生成，加入标准路径代表一种启发式初始化，会在前期收敛地更快，否则就是完全随机初始化，收敛慢且难以得到最优路径；加入原始路径能够确保收敛到最优解，全局搜索能力强，本专利技术将原始路径、标准路径、随机路径基于遗传算法进行更新得到新路径，且获取原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本，基于成本获取各个路径的适应度，选取适应度最高的路径作为最终选择路径，相对于现有技术而言，使得公路建设选线规划能得以自动实现，并得到成本相对最低的路线方案，整体成本大幅降低、效率大幅提升，计算量易控，自动化程度高，运行效果佳。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，获取区域内的缓冲区的方法为：
3.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，以设在起点和终点之间且经过周边的缓冲区的路径作为标准路径的方法为：
4.根据权利要求3所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，以设在起点和终点之间且随机生成的折线路径作为随机路径的方法为：
5.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，获取原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本的方法为：
6.根据权利要求3所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，将原始路径、标准路径、随机路径基于遗传算法采用交叉算子和/或变异算子进行更新得到新路径的方法为：
7.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于：
8.一种基于演化计算的公路选线规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于演化计算的公路选线规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，获取区域内的缓冲区的方法为：
3.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，以设在起点和终点之间且经过周边的缓冲区的路径作为标准路径的方法为：
4.根据权利要求3所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，以设在起点和终点之间且随机生成的折线路径作为随机路径的方法为：
5.根据权利要求1所述的基于演化计算的公路选线规划方法，其特征在于，获取原始路径、标准路径、随机路径、新路径的成本的方法为：
6.根据权利要求3所述的基于演化计算的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈是睿，谭喜成，章傅铠，尹升鹏，樊星宇，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。