基于多目标优化的市政道路线性与竖向一体化智能协同设计研究

李东轩

中铁工程设计咨询集团有限公司，河南郑州，450000；

摘要：针对市政道路设计中平、纵断面分阶段设计导致的工程指标割裂与综合效益低下问题，本研究提出一种线性与竖向一体化智能协同设计框架。通过参数化建模整合设计变量，构建以经济性、安全性、环保性及舒适性为核心的多目标优化函数体系。采用引入模拟退火机制的改进非支配排序遗传算法（INSGA-II）进行全局寻优，自动生成帕累托最优解集。在江苏省某高新区规划道路（设计长度2.15公里）的实证应用中，相较于传统分步设计，优化方案使土石方总量减少21.3%，线形协调性指数提升17.5%，生态干扰值降低29.1%，同时设计周期缩短约68%。研究表明，所提方法能系统性权衡多目标冲突，显著提升设计方案的综合品质与生成效率，为市政道路的智能化与精细化设计提供了可验证的技术范式。

关键词：市政道路；一体化协同设计；多目标优化；INSGA-II；帕累托最优；参数化建模

参考文献

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