基于Clifford代数的露天矿运输道路选线优化算法研究

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图清单

变量注释表

1 绪论

1.1 选题的研究背景及意义

1.2 研究现状综述

1.2.1 露天矿运输系统优化问题研究现状

1.2.2 铺装公路选线技术方法研究现状

1.2.3 Clifford 几何代数理论研究现状

1.3 尚存在的问题

1.4 主要研究内容

1.5 研究方法与技术路线

2 基于几何代数的地学时空对象统一表达

2.1 几何代数与几何代数空间

2.1.2 几何代数基础数学结构

2.1.3 内积、外积及几何积

2.1.4 几何代数空间的构造

2.2 基于特征子空间几何对象表达

2.2.1 子空间与特征子空间

2.2.2 特征子空间内蕴的几何度量特征

2.2.3 基于特征子空间的多维对象层次表达逻辑

2.3 露天矿山多维时空对象表达的几何代数基础

2.3.1 规则三维几何形体的几何代数表达

2.3.2 道路运输网络的几何代数表达

2.3.3 不规则三角网格模型（TIN）的几何代数表达

2.4 本章小结

3 露天矿山多维时空场内几何拓扑关系表达

3.1 露天矿山多维时空场内几何拓扑关系表达

3.1.1 欧氏几何和非欧几何的拓扑关系表达

3.1.2 露天矿山多维时空场内拓扑逻辑的特异性

3.1.3 露天矿山多维时空场内的拓扑关系分类

3.1.4 露天矿山多维时空场几何内拓扑关系判别

3.2 露天矿山多维时空拓扑关系的存储与解析

3.2.1 三维网格模型存储格式概述

3.2.2 露天矿山时空场网格化模型存储格式的选择

3.2.3 三维网格模型存储格式的数据结构设计

3.2.4 三维网格模型拓扑结构的存储与解析

3.3 本章小结

4 基于几何代数化改进的矿山道路选线方法

4.1 露天矿开拓运输道路选线基础原理

4.1.1 分阶段道路选线剖面布置形式

4.1.2 露天矿三维选线路径的节点计算

4.1.3 矿山运输系统的曲线设计与约束检验

4.1.4 矿山运输道路路基剖面模板设计

4.2 露天矿山时空场内时空对象的几何代数化表达

4.2.1 露天矿山运输线路的几何代数化表达

4.2.2 露天矿山三维场景的几何代数化表达

4.2.3 采场内时空特性的几何代数化表达

4.3 露天矿山时空场内拓扑逻辑判别算法

4.3.1 露天矿山时空场拓扑关系判别与布尔运算

4.3.2 露天矿山时空状态转移判别算子

4.3.3 露天矿山时空场内土石方量核算算子

4.4 全生命周期内的运输道路费用成本模型

4.4.1 筑路工程费用

4.4.2 全寿命周期内的道路运输成本

4.4.3 设备机修维护费用

4.4.4 道路路面养护费用

4.4.5 全生命周期费用成本评价模型

4.5 本章小结

5 基于改进智能优化策略的选线算法设计

5.1 智能优化算法与露天矿山选线优化问题

5.1.1 最优化问题和智能优化算法

5.1.2 露天矿矿山选线寻优问题的特异性

5.1.3 基于遗传算法的选线数值优化计算模型

5.2 露天矿山选线算法的优化策略

5.2.1 遗传算法自适应参数优化

5.2.2 道路曲线的启发式修正策略

5.2.3 基于随机理论的数值计算优化策略

5.3 本章小结

6 露天矿道路选线软件设计与算例分析

6.1 Autodesk Civil 3D软件二次开发与架构

6.1.1 Autodesk Civil 3D 软件系统概述

6.1.2 软件包功能与算法逻辑关系

6.1.3 软件包用户界面设计

6.2 仿真实验设计与分析

6.2.1 自动化拓扑关系处理仿真实验

6.2.2 改进遗传算法优化仿真实验

6.2.3 选线算法实例应用及算法效能分析

6.3 本章小结

7 结论与创新点

7.1 结论

7.2 创新点

7.3 展望

参考文献

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