基于人工蜂群算法的自动制图综合研究

摘要

伴随着全球信息化的浪潮接踵而至，社会上每个行业都在朝着信息化前进，我国已将信息相关产业作为可持续发展的国家战略。我国的铁路是全球运营里程最长的线路，并且是运营情况最复杂的线路之一。铁路相关的专题地图已经成为铁路信息化建设的必备基础设施。建立一个界面友好、形象直观、具备良好交互性的铁路电子地图作为铁路各部门、各系统之间铁路专题地理信息资源是不可或缺的，同时还提高了铁路运营部门现有业务的科学决策水平和信息利用效率。
　　结合地理制图综合的相关知识，运用智能计算方法对铁路线路的空间分布和相互关系进行科学合理的描述。经过收集整理并仔细研读大量国内外相关文献及资料，本文认为自动制图综合技术的主要特点是高智能化的视觉显示，本质上是一个多目标优化问题。利用多目标人工蜂群算法克服了既存综合理论与方法的若干缺陷，为地图综合理论提供了新的研究视角，同时也为自动制图技术的改进找到了更为合理的优化路径。
　　通过自动制图综合技术过程的介绍，确定铁路地理位置的表达与选取作为论文的研究内容。制图思维是制图综合技术的内在支撑，制图思维经过反复加工或梳理重构，形成规范化的制图综合知识，这些知识的集合又反过来成为制图思维方面进一步突破的前提与基本标准。鉴于此，本文基于基本的制图综合知识，将其进一步深入到铁路领域，整合与重构了铁路节点制图综合的相关知识体系，旨在对实际当中制图综合技术当中的节点选取提供相应的标准。制图综合过程中要考虑的因素既要顾及节点的自身特性，又要保持铁路节点的空间分布特征，以制图综合知识为指导，在分析铁路节点目标结构化数据模型的基础上，在对节点分布范围，分布密度，重要性等关键因素深入分析的基础上，本文提出了基于多目标优化的人工蜂群算法的铁路节点目标选取模型，并通过实验证实了与传统的选取模型相比，该模型在选取节点目标上的全面性、有效性与实用性。从而实现对铁路节点制图综合并运用于铁路电子地图中。如今，该铁路电子地图已经在兰州铁路及公安系统中投入使用，帮助警卫或相关技术人员利用更精密准确的地图工具完成相关任务，铁路节点的显示表达有很好的使用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文研究的背景及意义

1．2 国内外应用研究现状

1．2．1 国外应用研究现状

1．2．2 国内应用研究现状

1．3 该领域存在的问题

1．4 论文研究的主要内容

2 自动化制图综合技术的基本理论与应用

2．1 制图综合技术概述

2．1．1 制图综合基本理论

2．1．2 制图综合技术算子

2．1．3 制图综合对象

2．2 自动制图综合技术

2．3 基于人工蜂群算法的自动制图综合框架

2．4 小结

3 地图自动制图综合相关知识的获取与表达

3．1 铁路节点数据获取

3．1．1 铁路节点数据组成

3．1．2 铁路节点数据的获取

3．2 制图综合知识

3．2．1 地图制图综合知识

3．2．2 铁路节点自动综合知识

3．3 节点层次结构化数据模型

3．3．1 铁路节点的特点分析

3．3．2 铁路节点的层次化结构数据表达

3．4 小结

4 基于人工蜂群算法多目标优化的铁路节点自动选取模型

4．1 铁路节点选取的主要目标及基本原则

4．1．1 铁路节点选取的主要目标

4．1．2 铁路节点选取的基本原则

4．2 人工蜂群算法以及多目标优化问题

4．2．1 人工蜂群算法简介

4．2．2 人工蜂群算法数学模型

4．2．3 多目标优化问题的相关描述

4．3 多目标优化的蜂群算法目标函数设计及适应度函数确定

4．3．1 适应度函数的设计

4．3．2 节点选取目标函数的确定

4．4 基于人工蜂群算法的铁路节点多目标自动选取模型设计

4．4．1 多目标铁路节点自动制图综合基本框架

4．4．2 人工蜂群算法的铁路节点多目标优化模型设计

4．5 实验结果

4．6 基于制图综合技术的铁路电子地图系统设计与实现

4．6．1 系统研究的主要内容

4．6．2 系统总体框架设计

4．6．3 系统功能实现简介

4．7 小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果