本文从道路优化设计方面的理论出发,研究探讨道路选线问题,提出了一个基于费用的道路选线优化模型。本研究旨在提高道路选线的效率,优化道路选线结果,为道路设计工作者和相关领域的研究者提供新的思路和方法,以使在道路选线工作中能够更加高效、科学、准确地找寻到最优的新建道路空间线形方案。本论文研究的模型是在给定新建道路起、终点的条件下,将道路选线中需要考虑的各种因素转化为费用因素,确定一个以费用最小为最佳的道路空间线形方案的优化问题。该模型以地理信息系统为平台,将原始CAD数字地形图分层整饰后导入GIS,建立选线区域的空间数据库,并根据模型的数据需求对不同的图层添加不同的属性字段。在此基础上,采用遗传算法求解。在地理信息系统中,首先根据控制点的不同,随机生成新建道路空间线形优化方案的集合,并自动详细设计每一个候选方案的平面线形和纵断面线形。接着计算道路候选方案本身导致的各项费用,包括基本建设费用、土方工程费用、占地费用、桥梁隧道建设费用、养护费用;同时计算道路使用者的费用,包括出行时间成本费用和车辆驾驶费用;对道路穿过湿地和耕地时,施以一定的惩罚费用,使线路尽量避开这些高费用区域。将以上各部分费用累加求和作为候选方案的总费用,在GIS中自动化道路线形设计无法完全满足道路设计规范的所有限制,采用惩罚函数加以弥补。在遗传算法中,将候选方案作为种群人口,每个方案中的控制点作为人口染色体中的基因,将方案所产生的费用值、使用者费用值、惩罚函数费用值这三者设计为人口的适应度值。初始化种群人口,计算人口的适应度值,经过遗传算法的选择、交叉和变异,逐代进化,达到终止条件,得到一个最佳的新建道路的空间线形方案。通过试验来检验模型,验证了该模型在道路选线中是有效的、可行的,具有良好的应用价值。