智能交通系統(tǒng)中路徑規(guī)劃算法研究與系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，汽車數(shù)量的快速增加與道路的慢速建設之間的矛盾日益突出，嚴重制約了社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，因此交通管理部門將現(xiàn)代化的計算機技術、通信技術、信息技術以及智能控制技術運用于現(xiàn)代交通中，產生了我們稱之為智能交通系統(tǒng)的新型交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)對于改善交通狀況起到了很好的作用。 車輛定位與導航系統(tǒng)(或稱為智能車輛系統(tǒng))是智能交通系統(tǒng)實施中涉及的一個主要的應用系統(tǒng)，而路徑規(guī)劃是車輛定位與導航系統(tǒng)的重要組成部分，路徑規(guī)劃的

2、好壞直接影響到行車的成本。車輛定位與導航系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃是在車輛行駛前或行駛過程中為司機提供從起始點到目標點的一條或若干條路線，來對司機的行車進行導航的過程。在行車過程中，司機最關心的就是如何在最短的時間內找到最合理、最優(yōu)的路徑，因此路徑規(guī)劃研究方面的專家學者關心的兩個主要的問題就是：①路徑規(guī)劃算法的實時性；②路徑規(guī)劃的合理性和最優(yōu)性。 論文在路徑規(guī)劃方面做了一些研究工作，所做的工作主要由兩部分組成，第一部分是限制搜索區(qū)域的路徑

3、規(guī)劃算法研究，第二部分是“西安市路徑規(guī)劃原型系統(tǒng)”的設計與實現(xiàn)。 限制搜索區(qū)域的路徑規(guī)劃算法研究部分根據(jù)已有的限制搜索區(qū)域的路徑規(guī)劃算法，給出了三種改進的算法，它們分別是動態(tài)限制搜索區(qū)域的最短路徑規(guī)劃算法、限制搜索區(qū)域的多層最優(yōu)路徑規(guī)劃算法和限制搜索區(qū)域的多比例尺最優(yōu)路徑規(guī)劃算法。動態(tài)限制搜索區(qū)域的最短路徑規(guī)劃算法適用于路網(wǎng)結構比較規(guī)則的路徑規(guī)劃，此算法根據(jù)路網(wǎng)的拓撲結構，將搜索區(qū)域在以起始點和目標點的連線為對角線的矩形區(qū)域與以

4、起始點和目標點為兩個焦點的橢圓的外切矩形區(qū)域之問切換，極大程度的提高了在路網(wǎng)結構比較規(guī)則的路網(wǎng)中進行路徑規(guī)劃的效率。限制搜索區(qū)域的多層最優(yōu)路徑規(guī)劃算法根據(jù)道路的層次特性，將道路分成若干層，在每一層搜索路徑時合理限制搜索區(qū)域，從而使得路徑規(guī)劃的效率提高的同時，規(guī)劃產生的路徑大部分道路位于較高層次的路網(wǎng)上，符合司機在較好道路上行車的愿望，具有較高的合理性。限制搜索區(qū)域的多比例尺最優(yōu)路徑規(guī)劃算法根據(jù)路網(wǎng)的多比例尺特性，在每一比例尺路網(wǎng)上搜索路

5、徑時合理限制搜索區(qū)域，在全國基本比例尺地形圖庫已經(jīng)建立的情況下，利用此算法進行路徑規(guī)劃不需要重新構建多比例尺路網(wǎng)，因此此算法更有實際意義。 “西安市路徑規(guī)劃原型系統(tǒng)”的設計與實現(xiàn)采用了軟件工程方法，在進行需求分析的基礎上，對系統(tǒng)中GIS數(shù)據(jù)的管理、系統(tǒng)的體系結構、工作流程和界面設計進行了充分的考慮，采用了數(shù)據(jù)庫0racle存儲GIS數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)庫管理GIS數(shù)據(jù)的安全性和效率充分的體現(xiàn)出來，簡單友好的界面使得用戶能夠非常方便地進