基于最短路径算法的高速路网建模与实证研究

发布时间：2017-08-12 22:29

  本文关键词：基于最短路径算法的高速路网建模与实证研究

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【摘要】：随着我国经济发展的日新月异,公路建设尤其是高速公路的兴建与发展给城镇发展和居民的生活带来了巨大的变化。各个城镇的经济发展水平得到大大提升,居民生活水平也得到日益改善与进步。高速公路为骨干的交通模式,实现国家或者区域的互联互通,是工业化和城市化发展的需要。高速公路网络形态呈现出多样性,然而如何规划并形成宏观尺度上的高速公路?到目前为止还没有系统的理论体系能够解释这个问题。目前相关领域研究成果揭示了道路网络的生长和演化过程中存在着一种普遍的规则。同样高速公路网络的生长和演化过程也蕴含着一般的规律,并且区域内城市的分布形态在一定程度上影响着城市间高速公路的生成和演变。表现在空间结构上,即高速公路网络呈现出各种不同的形态。本课题以微观上路段的动态生成替代宏观上高速公路网的全局规划,试图建立一个简单的高速路网模型研究城际高速公路的生长过程。高速公路网络由高速公路线路与沿线的城镇构成,城镇可以抽象为高速路网上的节点,连接城镇间的高速公路路段则是高速路网的边。鉴于高速公路建设成本高、占地多、环境影响大,为了兼顾高速公路网络的通达性、有效性和经济节约等因素,本文提出的高速路网生成模型的思想是在最短路径算法的基础上,以路网长度最小为目标,以路网形成过程中的不可逆性和分阶段逐次修建为约束,从路网中已有节点出发,逐渐生长新路段,连接至新节点,进而形成新的高速路网。根据模型的算法步骤,在MATLAB环境下进行仿真,仿真得到的高速路网结构符合实际高速路网的分布,仿真路网的数据与实际网络的经验数据较好的吻合,证实了本模型能够揭示高速公路网络生长与演变的一般规则,对交通规划尤其是进行高速公路网规划与改造有十分重要的指导意义,另外在引导城镇空间的分布结构的拓展方向上具有一定的指导意义。
【关键词】：高速公路网 路网模型 最短路径算法 高速公路网规划
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 研究背景与意义16-17
• 1.2 研究内容与目标17-18
• 1.3 本文的组织结构18-21
• 第二章 我国高速公路的建设与发展21-28
• 2.1 高速公路的概述21-22
• 2.2 我国高速公路的建设22-26
• 2.2.1 影响高速公路建设的因素22-24
• 2.2.2 高速公路建设的一般原则及设计特点24-25
• 2.2.3 高速公路建设的重要意义25-26
• 2.3 我国高速公路的发展规律与未来发展趋势26-27
• 2.4 小结27-28
• 第三章 高速公路网络28-37
• 3.1 网络的图表示方法28-31
• 3.1.1 图论基本概念28-29
• 3.1.2 图的表示方法29-31
• 3.2 高速公路网络的抽象图表示31
• 3.3 高速公路网络的特征31-33
• 3.4 高速公路网络的统计参数33-35
• 3.4.1 路网长度33-34
• 3.4.2 路径因子34
• 3.4.3 非直线系数34-35
• 3.5 小结35-37
• 第四章 高速公路成树模型及实证37-46
• 4.1 高速路网模型的初步建立37-42
• 4.1.1 模型假设及符号描述37-38
• 4.1.2 高速路网生成步骤38-39
• 4.1.3 高速公路生成示例39-40
• 4.1.4 模型优越性比较40-42
• 4.2 安徽省树状高速路网42-44
• 4.2.1 实际与仿真路网结构对比42-43
• 4.2.2 实际与仿真路网相似性分析43-44
• 4.3 小结44-46
• 第五章 高速公路成网模型及特征分析46-55
• 5.1 高速路网模型的完善46-50
• 5.1.1 高速路网统计特性分析46-48
• 5.1.2 高速路网模型的完善48-50
• 5.2 高速路网模型仿真结果与统计50-53
• 5.2.1 仿真结果分析50-51
• 5.2.2 统计特性分析51-53
• 5.3 小结53-55
• 第六章 区域高速路网形态与实证分析55-72
• 6.1 高速路网形态55-57
• 6.2 区域高速路网实证分析57-70
• 6.2.1 江苏省高速路网实证分析57-61
• 6.2.2 福建省高速路网实证分析61-64
• 6.2.3 江西省高速路网实证分析64-70
• 6.3 高速路网形态演化规律70-71
• 6.4 小结71-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 总结72-73
• 7.2 展望73-74
• 参考文献74-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76

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本文编号：663993