露天矿山道路选线设计及建模研究

摘要

矿山道路工程是矿山建设重要工程之一，其设计是矿区规划设计的一部分。目前，大多数矿山道路反应出来的问题是设计技术指标偏低、路况性能差。
　　 本文以实现自动化、可视化矿山道路设计为目标，主要进行了以下两项研究:一是基于道路价值模型和遗传算法对矿山道路智能选线技术进行深入研究;二是结合DIMINE软件系统对选线区域数据处理技术和矿山道路建模技术进行详细研究。
　　 主要研究成果和结论如下:
　　 (1)参照厂矿道路设计规范，对矿山道路进行分类，分为对外道路、区内道路和露天矿山道路;结合矿山道路的特性，总结了矿山道路选线注意基本要求。
　　 (2)在分析道路线形组成和结构的基础上，提出由直线和圆曲线构成前期道路中线，并运用平面几何和平面向量理论对路线参数进行计算。
　　 (3)基于全寿命周期成本理论对道路建设和使用过程中产生的费用进行分析，构建道路价值模型。确定道路路线的决策变量，并结合参考文献归纳出三维选线遗传算法的遗传算子。
　　 (4)运用DIMINE软件系统对道路选线区域的数据进行处理，建立选线区域空间信息数据库。道路选线实质就是在空间环境下搜索指定点之间的最佳路线，而DIMINE软件系统具有强大的图形编辑和属性管理功能，可以对不同的图形要素赋以不同的属性字段，为模型提供数据支持。
　　 (5)结合具体工程实例，分析了道路设计模块要满足设计成果输出应具备的功能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 论文研究的目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 研究现状

1．3．2 存在的问题

1．4 本文思路及技术路线

1．5 文章的主要内容

1．6 本章小结

第二章 矿山道路线形理论

2．1 概述

2．2 矿山道路分类

2．2．1 对外道路

2．2．2 区内道路

2．2．3 露天矿山道路

2．3 选线

2．3．1 选线的影响因素

2．3．2 选线的基本要求

2．3．3 选线步骤

2．4 道路线形

2．4．1 线形基本要求

2．4．2 线形构成

2．4．3 路线几何计算

2．5 本章小结

第三章 道路成本分析与选线区域数据处理

3．1 概述

3．2 道路成本

3．2．1 道路位置成本

3．2．2 道路长度成本

3．2．3 道路使用成本

3．2．4 路基土石方成本

3．2．5 惩罚成本

3．3 选线区域数据处理

3．3．1 基础数据与处理

3．3．2 图层设计

3．3．3 属性设计与赋值

3．4 本章小结

第四章 算法解算

4．1 概述

4．2 遗传算法流程

4．3 遗传算法实现

4．3．1 目标函数

4．3．2 适应度函数

4．3．3 基因编码

4．3．4 初始种群

4．3．5 选择

4．3．6 交叉

4．3．7 变异

4．3．8 停止条件

4．4 本章小结

第五章 矿山地表和道路三维模型构建

5．1 概述

5．2 地表模型构建

5．2．1 DEM数据

5．2．2 地形数据处理

5．2．3 DEM建模及更新

5．2．4 地表模型应用

5．3 道路模型

5．3．1 路面模型

5．3．2 路基模型

5．4 整体模型构网

5．4．1 原理

5．4．2 模型叠加概念

5．4．3 边界线提取

5．4．4 嵌入边界线

5．4．5 模型叠加

5．5 本章小结

第六章 道路三维设计

6．1 概述

6．2 工程实例

6．3 道路三维设计

6．3．1 路线纵坡调整

6．3．2 采场道路模型

6．3．3 平面设计

6．3．4 纵断面设计

6．3．5 横断面设计

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参与课题及论文发表情况