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摘要：2013年底,全国公路通车里程达423.75万公里,铁路运营里程达10万公里,因此,公路的旧路改造及铁路既有线的维护及改扩建将会是一项繁重而艰巨的任务。研究既有线改扩建CAD技术具有重要的工程实际意义。本文以既有线拨量大小为恢复方案优劣的评价标准,基于坐标法理论,从测点到线元再到线形整体优化的关联入手,设计了基于改进模拟退火算法下线形迭代优化模型。本文优化模块主要由线元识别和线形迭代优化两大块组成,并相应提出正交拟合曲率趋势识别算法、线元分界模糊区概念及改进的模拟退火算法线形迭代优化模型。智能构建出一条中心线贴合度最佳且满足规范和技术要求的优化中线,线路达到整体目标最优。相关内容和研究成果概述如下：(1)由坐标法原理出发,提出基于中线采样测点绝对坐标下平面线形参数优化估计的新型算法。从初步线元识别模块到线形迭代优化模块两部分达到研究目的。(2)基于对线形线元分段识别方法的学习,利用正交最小二乘原理对三点圆曲率趋势判别算法进行改进,提出五点正交拟合曲率线元判别算法,从而有效地提高了测点分段识别的精确性和稳定性。为减少线元分段时所造成的测点归属误差,提出线元分界模糊区概念,并通过线形迭代优化模型对模糊区内测点进行自动重组,以满足目标要求。(3)提出基于改进模拟退火算法的线形迭代优化模型。建立以拨量平方和最小为目标的评价函数,以分段线元及测点为自变量的线形迭代优化模型。最后通过智能算法的引入,将改进的模拟退火算法与线形迭代优化模型相结合,在线形初步识别基础上进行策略搜索,智能构建出一条中心线贴合度最佳且满足规范和技术要求的设计中线,线形达到整体目标最优。(4)开发了基于CAD平台的平面线形优化辅助设计模块。在VC++6.0环境下采用CAD平台二次开发技术ObjectARX及数据库访问技术ADO,设计相关算法并开发平面线形优化辅助设计模块,自动生成最优线形及参数,并通过实例验证程序的正确性和实用性。