露天矿运输道路是构成露天矿运输系统的重要基础，同时也是连接露天矿剥、采、排三大工艺环节之间的重要纽带，承载着露天矿山全部矿岩量的运输任务。通常认为，露天矿运输道路布置的合理与否，直接影响着露天矿的经济效益。但长期以来由于缺乏露天矿运输道路定线的优化方法，露天矿山开拓运输道路布置还停留在手工经验化定线阶段，选线效率低、动态更新困难，无法形成最优的运输道路布置方案。因此，开展兼顾道路动态更新的开拓运输道路选线优化方法研究，提出露天矿道路智能选线优化方法，对于实现运输道路定线及更新的自动化、智能化，优化道路运输系统布置，降低露天矿运输成本，具有重要作用意义和理论价值。 论文针对露天矿运输道路的特征，以道路全寿命周期内的选线费用成本最低为优化目标，在铺装公路智能选线算法的基础上，提出了兼顾折返路径解的选线模型和路径节点的代数化表示方法；根据矿山运输成本与拓扑结构间的耦合关系，利用Clifford几何代数理论建立了露天矿采场内几何对象的代数化统一表达形式，通过对采场内时空拓扑关系的分类，建立了面元模型间的拓扑关系，提出了进度计划模型与路径模型间的自动化拓扑求交算法；建立了道路土石方工程量的几何代数化估算方法，采用土石方工程量表达筑路费用，采用道路全寿命周期内时变运输功表达运输成本，采用设备故障率表达设备机修成本，采用路面养护周期表达路面养护费用；利用物元-可拓理论对各费用指标进行去量纲化处理，建立了道路成本评价模型；以道路全寿命周期内成本最优化为目标，基于遗传算法建立道路选线优化模型，提出了交叉、变异参数的自适应优化算法，并将生物激励神经网络“全局抑制、本地驻留”的特性引入到路径编码的曲线修正算法中，提出了基于误差邻域控制的启发式几何形态修正方法；基于随机理论研究了复杂适应值函数的概率化模型，结合概率化模型，验证了复杂数值计算期望判别的正确性，并进一步提出了优化数值计算的基本方法。 通过实例及仿真实验分析，验证了研究方法及成果的正确性，文中提出的智能选线方法、自动化拓扑关系处理算法、全寿命周期内选线费用成本的量化计算方法以及遗传算法的启发式改进策略，不仅为露天矿开拓运输系统定线提供了新的方法，同时也为矿山其他受复杂约束条件限制的优化问题向无约束数值优化问题转化提供了有益参考。
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