基于开源GIS和乡村邮递员问题的交警巡逻路线优化研究与应用开发
发布时间：2021-04-19 09:18
我国交通安全基础脆弱,隐患量大面广,对道路的例行巡逻是交警提高路面管控能力、更好的维护交通秩序和保障人民生命财产安全的重要举措。在交警巡逻工作中,巡逻路径的规划是关键,巡逻路径的好坏会直接影响巡逻的效果。目前,交警基本依靠自身经验规划巡逻路径,这种方式下规划出的巡逻路径往往会在非目标道路上多耗费行驶时间,严重影响了交警的巡逻效率。对于巡逻路径的不断优化是提高巡逻效率的重要措施。此外,在交警巡逻工作中缺乏规划巡逻路径的辅助工具。在此背景下,本文提出了以目标道路为研究对象的交警巡逻路径优化问题,并开发出了一个巡逻路径规划辅助工具,以此来减轻交警的工作强度,提高巡逻效率和节约巡逻成本。交警巡逻路径优化问题可以描述为:交警从起始点出发,巡逻完所有的目标道路,最后返回起始点,要求规划出一条最优的巡逻路径。基于乡村邮递员问题（Rural Postman Problem,RPP）,本文构建了交警巡逻路径优化问题的图论模型。RPP问题中邮递员的起始点在目标送信道路上,而在交警巡逻路径优化问题中,起始点不一定在目标巡逻道路上,本文分起始点在目标道路上和起始点不在目标道路上两种情况分析。本文基于CE2启发...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
道路交通问题图（百度图片）
华东师范大学硕士学位论文8起始点在有邮件分送任务的道路上，而本文交警巡逻路径优化问题中巡逻的起始点不一定在目标巡逻道路上，问题求解更复杂，所以根据巡逻起始点分两种情况讨论，一种是起始点在目标巡逻道路上，另一种是起始点不在目标巡逻道路上。根据RPP问题，目标巡逻道路图不一定是连通图，若为非连通图，非连通图中连通子图的个数越多，模型求解难度越大。本文基于Holmberg（2010）提出的求解RPP问题的CE2启发式算法，来设计算法求解交警巡逻路径优化问题模型。考虑到交警的现有工作系统缺乏巡逻路径规划功能的问题，本文在开源QGIS平台的基础上，基于QGISPythonAPI库、PyQt库和Networkx库，实现了巡逻路径规划辅助工具，该工具以插件的形式运行在QGIS软件中。本文的研究框架如图1-2所示。图1-2研究框架1.3.2论文创新点本文的创新点表现为以下三方面：（1）本文借助RPP问题研究了交警巡逻路径优化问题，考虑了起始点在目标道路外的情况，设计了有效的问题求解算法。
华东师范大学硕士学位论文9（2）模拟了交警经验巡逻过程，将交警经验巡逻结果与本文提出的算法求解结果进行了对比分析。（3）提出了路径分解算法，使得路径导航更加清楚直观，不产生二义性。1.3.3论文结构安排本文共分为五章，第三章和第四章为本文的重点部分，各章节安排如下：第一章介绍了论文写作的研究背景与意义，分析了国内外对于CPP问题和RPP问题的求解算法和应用的研究现状，阐述了本文的研究内容、研究框架、研究创新点和论文结构。第二章介绍了交警巡逻路径优化问题研究中涉及的一些基本概念、问题和求解方法，主要包括图的基本概念、欧拉图、最大权匹配、最小生成树、CPP问题和RPP问题，相关概念之间的关系如图1-3所示。图1-3关系图第三章介绍了交警巡逻路径优化问题的图论模型，讨论了巡逻起始点在目标道路上和巡逻起始点不在目标道路上两种情况，对两种情况分别设计启发式算法
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂路网下灵活接驳公交路径优化研究[J]. 卢小林,潘述亮,邹难. 交通运输系统工程与信息. 2016(06)
[2]基于GIS的公安视频监控指挥管理系统[J]. 吴建华,罗鑫,苏瑾. 测绘通报. 2011(11)
[3]一种改进的量子进化算法及其在乡村邮路问题的应用[J]. 包得海,李跃光,华庆一,买桂英. 计算机应用与软件. 2011(02)
[4]基于Prim算法最小生成树优化的研究[J]. 丁国强,吕治国. 甘肃联合大学学报(自然科学版). 2009(05)
[5]最大权匹配算法的改进与实现[J]. 徐志才. 电子科学学刊. 1988(04)
[6]奇偶点图上作业法[J]. 管梅谷. 数学学报. 1960(03)
硕士论文
[1]基于无人机的网络巡线问题研究[D]. 侯雨涵.华中科技大学 2018
[2]基于自主GIS的警务车辆管理系统的设计与实现[D]. 赵一冰.天津大学 2016
[3]公安盗抢情报信息管理系统的设计与实现[D]. 高湛.福州大学 2014
[4]时变网络乡村邮路问题割平面及蚁群算法研究[D]. 曲宏磊.大连理工大学 2011
本文编号：3147276
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
道路交通问题图（百度图片）
华东师范大学硕士学位论文8起始点在有邮件分送任务的道路上，而本文交警巡逻路径优化问题中巡逻的起始点不一定在目标巡逻道路上，问题求解更复杂，所以根据巡逻起始点分两种情况讨论，一种是起始点在目标巡逻道路上，另一种是起始点不在目标巡逻道路上。根据RPP问题，目标巡逻道路图不一定是连通图，若为非连通图，非连通图中连通子图的个数越多，模型求解难度越大。本文基于Holmberg（2010）提出的求解RPP问题的CE2启发式算法，来设计算法求解交警巡逻路径优化问题模型。考虑到交警的现有工作系统缺乏巡逻路径规划功能的问题，本文在开源QGIS平台的基础上，基于QGISPythonAPI库、PyQt库和Networkx库，实现了巡逻路径规划辅助工具，该工具以插件的形式运行在QGIS软件中。本文的研究框架如图1-2所示。图1-2研究框架1.3.2论文创新点本文的创新点表现为以下三方面：（1）本文借助RPP问题研究了交警巡逻路径优化问题，考虑了起始点在目标道路外的情况，设计了有效的问题求解算法。
华东师范大学硕士学位论文9（2）模拟了交警经验巡逻过程，将交警经验巡逻结果与本文提出的算法求解结果进行了对比分析。（3）提出了路径分解算法，使得路径导航更加清楚直观，不产生二义性。1.3.3论文结构安排本文共分为五章，第三章和第四章为本文的重点部分，各章节安排如下：第一章介绍了论文写作的研究背景与意义，分析了国内外对于CPP问题和RPP问题的求解算法和应用的研究现状，阐述了本文的研究内容、研究框架、研究创新点和论文结构。第二章介绍了交警巡逻路径优化问题研究中涉及的一些基本概念、问题和求解方法，主要包括图的基本概念、欧拉图、最大权匹配、最小生成树、CPP问题和RPP问题，相关概念之间的关系如图1-3所示。图1-3关系图第三章介绍了交警巡逻路径优化问题的图论模型，讨论了巡逻起始点在目标道路上和巡逻起始点不在目标道路上两种情况，对两种情况分别设计启发式算法
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂路网下灵活接驳公交路径优化研究[J]. 卢小林,潘述亮,邹难. 交通运输系统工程与信息. 2016(06)
[2]基于GIS的公安视频监控指挥管理系统[J]. 吴建华,罗鑫,苏瑾. 测绘通报. 2011(11)
[3]一种改进的量子进化算法及其在乡村邮路问题的应用[J]. 包得海,李跃光,华庆一,买桂英. 计算机应用与软件. 2011(02)
[4]基于Prim算法最小生成树优化的研究[J]. 丁国强,吕治国. 甘肃联合大学学报(自然科学版). 2009(05)
[5]最大权匹配算法的改进与实现[J]. 徐志才. 电子科学学刊. 1988(04)
[6]奇偶点图上作业法[J]. 管梅谷. 数学学报. 1960(03)
硕士论文
[1]基于无人机的网络巡线问题研究[D]. 侯雨涵.华中科技大学 2018
[2]基于自主GIS的警务车辆管理系统的设计与实现[D]. 赵一冰.天津大学 2016
[3]公安盗抢情报信息管理系统的设计与实现[D]. 高湛.福州大学 2014
[4]时变网络乡村邮路问题割平面及蚁群算法研究[D]. 曲宏磊.大连理工大学 2011
本文编号：3147276
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3147276.html
