公路线形设计是公路设计中最主要任务之一。在平面线形既定的情况下,纵断面线形的优劣对路线的工程及运营投资大小有直接的影响。因此,对纵断面进行优化研究具有实际的经济效益。随着研究的深入,国内外研究者对纵断面优化模型及算法提出了许多改进方法,以使其能更好地满足实际工程的需要,但仍存在目标函数单一、未考虑桥隧位置和平纵组合、优化困难、耗时严重等问题。本文通过对公路纵断面优化问题及其求解方法进行详细分析,构建了基于满意度理论的优化模型,并设计了改进遗传算法对模型进行求解,主要完成了以下几项工作:(1)研究并介绍了公路智能选线的基本原则和纵断面线形设计的研究思路以及相关参数的选择。(2)以变坡点里程和设计高程来作为优化设计变量,引入满意度理论来构建兼顾工程、运营两方面的纵断面优化模型。通过对纵断面设计本质的分析,设计了基于改进遗传算法的多目标适应度函数,提出在交叉算子中设计单坡段适应度函数,使得每个变坡点的移动方向都能够自动确定。将变异算子的变异情况和方案本身的优劣程度相结合,使得算法的寻优速度得到了提高。(3)利用最大限坡得到初步可行解区域来修正起伏比较大的纵断面地面线,以能够更准确地对坡度走势进行引导,然后通过平滑处理已修正后的地面线,实现方案变坡点个数的自动确定。结合使用均匀分布法、正态分布法和拟合法来生成纵断面方案,使方案在满足种群多样性以及相关约束条件的前提下生成遗传算法的初始种群。(4)本文在纵断面优化理论的研究基础上,在VS.NET环境下面完成编写了纵断面优化的主要算法,利用工具ObjectARX2006在VC++6.0软件的支持下对AutoCAD进行了二次开发,继而完成了以改进遗传算法为核心的公路纵断面优化系统程序,设计了相关数据录入界面,并对程序的容错性进行了一定的设计。(5)分别以江西省某两条高等级公路为实验对象,详细分析在不同条件下的纵断面优化结果,进一步验证程序的有效性和实用性。