基于城市道路综合态势的最佳路径研究与实现

发布时间：2017-05-03 12:12

  本文关键词：基于城市道路综合态势的最佳路径研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机以及各种智能化终端设备的普及,地理信息系统(GIS)在日常领域得到广泛应用。网络分析作为GIS的主要功能之一,在路径规划,最佳选址和资源配发等领域具有重要应用,其中,最佳路径分析是日常生活中应用最多的网络分析方法,最佳路径计算结果的好坏直接影响着用户的体验和地理信息服务的水平,因此对最佳路径分析方法进行研究具有重要的理论和实践意义。当前有关最佳路径分析方法的研究已取得了巨大的成果,在实践中也有了比较好的应用,但是当前的研究成果多为“静态”的路径分析方法,缺乏对城市交通的综合态势的评估,这些算法因没有考虑一些道路的实时状态的影响而使得最佳路径分析结果不能使客户满意。最佳路径的求取实则是一个多目标综合决策问题,针对当前算法的不足,本文以兰州市的交通数据为例,考虑道路的综合态势因子,研究了基于道路综合态势的最佳路径分析方法。本文的主要工作如下:(1)文章首先介绍了静态最短路径算法、动态最短路径算法、最佳路径算法的研究现状。指出了传统的静态的不结合城市道路网综合态势的最佳路径规划得到的结果往往不尽人意,所以,基于城市综合态势的最佳路径算法的研究很有必要。(2)本文对兰州市的道路状况进行了研究分析,在此基础上提出了道路综合态势的概念,并指出在以图论为基础的最佳路径求解过程中,道路的综合态势即影响出行的综合因子,在图论里将这些称为道路权重,即交通路阻。(3)提出了一个基于多目标影响的求解最佳路径的模型。文章根据层次分析思想,在专家意见和调研统计的基础上,两两比较各影响因子,构造了一个判断矩阵,通过计算得到综合权值,并以此综合权值作为路段属性进行了Dijkstra最佳路径的求解。(4)通过GIS空间分析功能,以兰州市道路网数据为依据,以八个影响出行者路径选择因素组成的综合路阻,进行了Dijkstra最佳路径的求解,并与传统方法中静态的最佳路径分析结果进行了对比分析。对比实验表明,本文提出的基于城市综合态势的Dijkstra最佳路径算法充分考虑了道路综合态势对最佳路径规划的影响,得到的最佳路径结果更为客观,用户体验更佳,该算法在城市道路建设、交通规划、汽车导航等领域有一定的使用价值。
【关键词】：道路态势 最佳路径 最短路径 Dijkstra
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U495;P208
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 研究现状9-11
• 1.2.1 静态最短路径问题的研究10
• 1.2.2 动态最短路径问题的研究10-11
• 1.2.3 最佳路径研究现状11
• 1.3 论文的研究目标和技术路线11-12
• 1.3.1 研究目标11-12
• 1.3.2 技术路线12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 1.5 本章总结13-14
• 2 研究区域道路状况概述14-20
• 2.1 兰州市道路交通概述14
• 2.2 兰州市道路网特点14-15
• 2.3 城关区交通拥堵特征分析15-17
• 2.3.1 东西向通道不足16
• 2.3.2 南北向联系欠缺16-17
• 2.4 城关区道路网的综合态势表达17-19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 最短路径相关理论20-29
• 3.1 图论概述20-21
• 3.2 最短路径算法概述21-23
• 3.2.1 最短路径算法的应用22
• 3.2.2 最短路径分类22-23
• 3.3 常见的最短路径算法23-27
• 3.3.1 Dijkstra算法24-25
• 3.3.2 Bellman-Ford算法25-26
• 3.3.3 Floyd算法26-27
• 3.4 最佳路径27-28
• 3.4.1 最佳路径概述27
• 3.4.2 最佳路径的分类27
• 3.4.3 最佳路径的求解步骤27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 4 最佳路径算法的分析与设计29-40
• 4.1 层次模型29-30
• 4.1.1 综合路阻的确定29
• 4.1.2 层次分析模型29-30
• 4.2 权系数的确定30-35
• 4.2.1 判断矩阵30-32
• 4.2.2 多目标决策的数学模型32
• 4.2.3 评分模型的确定32-33
• 4.2.4 举例分析33-35
• 4.3 实例分析35-39
• 4.3.1 数据处理35-36
• 4.3.2 实验分析36-39
• 4.4 本章总结39-40
• 5 总结与展望40-42
• 5.1 总结40
• 5.2 展望40-42
• 致谢42-43
• 参考文献43-45
• 攻读学位期间的研究成果45

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本文编号：343005