多影响因素下的导航路网数据路径规划研究

摘要

近年来，我国的突发事件频繁发生，给我国造成了严重的经济损失与人员伤亡，同时也严重影响了社会治安。建立及时有效的应急救援响应系统，在保障人们的生命财产安全方面具有重大意义。救援时的路径规划是应急救援系统中重要组成部分。救援车辆需要根据道路的交通情况，选择合理的救援路径，在最短时间到达事故地点开展救援工作。 随着我国科学技术水平的不断提高，智能交通系统和基于位置的服务得到了快速发展。导航系统是智能交通系统和基于位置的服务中重要应用模块之一。路径规划是导航系统中最基本最重要的功能，是进行资源分配、优化交通流的重要手段，也是计算机科学、运筹学、地理信息科学等领域的研究热点。导航路网数据拥有道路的详细信息，随着动态交通信息采集技术浮动车的发展，道路的实时交通信息的可获取性得到了极大提升，能够为应急救援的路径规划提供更好的现势性，为应急救援工作带来巨大的帮助。 道路权值是进行最优路径分析的基础，本文在充分分析导航地理数据模型的基础上，提出了确定道路权值的层次体系模型。把多种影响因素进行无量纲化处理后，利用层次分析法确定道路权值。然后基于道路网络的复杂性本质，利用“分而治之”策略处理道路网络的复杂性问题。基于道路等级对路网数据进行分层分区，可以减少搜索的节点缩减搜索空间，进而提高搜索效率。同时这种方法得出的最优路径，也比较符合出行者在较远距离出行时优先选择高等级道路的习惯。最后提出综合使用实时交通信息和历史交通信息进行路径规划方法，对交通信息的存储做了详细描述，根据车辆预计到达路段的时间不同，确定使用实时交通信息还是历史交通信息作为道路权值，并设计了仿真实验，对综合使用实时交通信息和历史交通信息的路径规划与传统的距离最短的路径规划进行比较，验证其在减少行驶时间上的有效性。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．1．1 ITS的起源与发展

1．1．2 LBS的起源与发展

1．1．3地理信息系统与ITS和LBS的关系

1．2研究意义

1．3国内外研究现状

1．3．1应急救援系统的研究现状

1．3．2导航路网数据模型研究现状

1．3．3路径规划问题的研究现状

1．4研究内容

1．5论文组织结构

第二章利用层次分析法确定道路权值

2．1导航地理数据模型研究

2．1．1主流导航地理数据格式

2．1．2导航地理数据模型

2．2路径规划算法综述

2．2．1最短路径问题

2．2．2经典路径搜索算法

2．3道路网络权值的确定

2．3．1道路权值的选取标准

2．3．2层次分析法基本原理

2．3．3利用层次分析法确定道路权值

2．3．4仿真实验与分析

2．4本章小结

第三章分层分区路径规划研究与实验

3．2道路网络的“分而治之”思想

3．3分层分区的道路网络路径规划算法

3．3．1路网分层算法

3．3．2路网分区算法

3．3．3分层分区的道路网络路径规划算法

3．4实验与分析

3．5本章小结

第四章应急救援动态路径规划研究与实验

4．1应急救援路径规划问题

4．2应急救援动态路网数据的存储

4．3应急救援动态路径规划算法

4．4仿真实验与分析

4．5本章小结

5．1总结

5．2展望

参考文献

致谢