地铁有成本低、运量大、速度快等优势,在缓解城市交通压力方面发挥着重要的作用。随着地铁运营里程的不断增加,我国部分大城市已经步入地铁网络化运营时代。地铁的高速发展对列车的行车安全提出了更高的要求。轨道为列车的安全平稳运行提供轮下基础,轨道缺陷会对行车安全造成重大隐患。因此,为了及时了解轨道的安全状态并安排维修养护计划,轨道检测成为了地铁线路维护部门工作的重要环节。如何在一个规划周期内合理安排轨检车的作业路线,使各线路检测时间间隔尽量均匀的同时,降低轨检车的开行成本,是地铁线路维护部门亟待解决的重要问题,也是本文研究轨检车路径优化问题的目的。本文在对地铁轨检车的作业环境进行充分调研的基础上,对轨检车的路径优化问题(Track Geometry Car Routing Problem,TGCRP)做出了完整的描述,即,在起终点约束、车库约束、天窗约束、检测频率约束、检测完整性约束、连通性约束以及时间均衡性约束下,求解出令轨检车的总行驶里程最短的轨道检测方案。本文以能力受限的弧路径问题(Capacitated Arc Routing Problem,CARP)为基础理论,建立了TGCRP模型,并用数学表达式给出定义。通过与经典CARP和有周期性服务要求的PCARP的应用背景、优化目标和约束条件进行对比,说明了TGCRP是一个NP-hard问题,同时也是一个有区分性的新问题。本文对TGCRP模型的求解分为两个阶段,第一阶段通过遗传-模拟退火混合的启发式算法,求解得到了总行驶里程最短和时间均衡性最优的一些单目标次优解;第二阶段利用NSGA-Ⅱ算法对双目标优化的TGCRP模型进行最优集的求解,将第一阶段获取的次优解在加入初始种群使算法得到了更加满意的帕累托前沿。最后以北京市地铁路网为背景进行实例验证,即,令一辆轨检车在总路程为877.269km的地铁路网上,在两个月的规划周期内完成所有线路的检测任务。在北京地铁采用的人工编排方案中,轨检车的调车(移库行驶)里程为601.180km,完工时间为38天,检测时间均衡水平为0.18。与之相比,通过算法最终得到的检测方案:轨检车的调车里程降低了281.816km(46.7%),完工时间缩短了6天,时间均衡性水平值也降低了0.14(77.8%)。图27幅,表11个,参考文献69篇。