基于改进遗传算法的城市绿地维护路径优化研究

摘要

城市绿地是城市生态平衡和良好市容市貌的基础，也是提高城市居民生活质量的重要条件，其功效难以被其他城市设施取代。但是城市绿化的综合维护成本较高，城市绿地从规划到实施到后期维护都需要投入大量的人力和物力，尤其对于大中城市来说，每一个城市园林部门都要负责大量绿地，绿地分布较为分散，任务繁重，工作量大。本文在分析路径优化问题模型的基础上，构建了绿地维护优化路径问题模型，并采用改进的多种群算法得到了最佳维护路径，本文的主要研究内容如下： 首先，论述了问题的研究背景和研究意义，回顾了该类问题的国内外研究现状，并且给出了研究框架和研究内容。其次，在介绍车辆路径优化问题相关概念的基础上给出了车辆路径问题的要素以及要素的含义，论述了包括车辆流模型，货物流模型和集合覆盖模型在内的几种常用的车辆路径优化模型，并且简要分析了车辆路径优化问题复杂度。再次，在论述群智能算法改进的基础上，详细论述了遗传算法的概念，特点和不足。针对遗传算法存在的不足，采用多种群思想进行改进，并且通过标准测试函数验证了改进算法的效率。采用改进后的多种群遗传算法求解TSP问题，在经过的绿地数量较多的情况下仍然取得了较好的优化路径结果。最后，以一个城市园林绿地维护路径规划为例论述了改进多种群遗传算法在路径规划中的应用，在概述城市园林绿化重要性的基础上了介绍本文的优化问题背景，论述该问题的数学模型和算法设计过程，并采用改进多种群遗传算法计算得到了该问题的最优解。 本文的研究表明，本文提出的改进多种群遗传算法能够较快的得到绿地维护最优路径，从而为园林部门合理规划绿地维护工作提供了一个新的方法。

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