高速公路枢纽互通式立交选型辅助系统研究

摘要

高速公路枢纽互通式立交选型是一个多因素影响、多目标决策的过程，需要根据节点在路网系统中的地位和功能确定，并综合考虑交叉公路的等级、功能和接入控制要求等因素，以达到提升交通品质、保证车辆运行安全、降低立交造价和减小环境影响程度等目标。如何全面、协调多因素的影响，寻求立交形式方案，以实现多目标的综合最优是长期以来困扰立交设计者的重要难题。受数据获取途径和方法的限制，传统的高速公路枢纽互通式立交选型缺乏对已建立交枢纽的客观分析，存在主观性强、过于注重某一因素影响或某一目标实现等缺陷。本文基于高德云图平台，结合图像处理、地理信息系统及统计学相关理论与技术，对高速公路枢纽互通式立交选型辅助系统进行深入研究。
　　对立交枢纽选型辅助系统进行总体设计，明确系统的研究范围和目标，理清立交枢纽选型中应考虑的关键因素及技术条件，构建立交选型辅助决策支持系统的基本框架，分析高速公路枢纽互通式立交选型辅助系统的功能需求。基于高德地图二维图像的特征，分离不同等级公路网，实现高等级公路网的自动提取，并采用JavaScript脚本语言编写交互式地图应用程序获取立交枢纽位置（经纬度坐标及地址）数据。建立高速公路枢纽互通式立交形式模板库，采用模式识别方法确定立交枢纽形式。
　　对高速公路枢纽互通式立交匝道形式、设计交通量、所处区域地形及经济发展水平进行数据挖掘，利用高德地图LBS开发平台提供的技术支持，将我国高速公路立交枢纽相关数据存储于高德云图中，并实现实时检索功能，从而完成我国高速公路枢纽互通式立交数据库的构建。
　　通过对我国高速公路立交枢纽数据的统计分析，发现我国高速公路立交枢纽具有明显的区域特性，平原微丘区和经济发展水平较高的区域立交枢纽不仅在数量和密度上占据量的优势，而且在立交枢纽规模、等级和通行能力等质的方面也有明显优势。同时，本文对江苏省高速公路立交枢纽数据进行归纳分析，得到江苏地区高速公路立交枢纽设计基本规则、方法和设计习惯，为工程设计人员未来在江苏高速公路立交枢纽新建或改扩建项目中提供辅助参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状与评述

1．2．1 互通式立交选型

1．2．2 已建道路信息获取

1．3 研究内容及技术路线

1．4 本章小结

第二章 高速公路枢纽互通式立交选型辅助系统总体设计

2．1 选型研究范围及目标

2．2 选型基本原则及控制要素

2．2．1 设计车辆

2．2．2 设计速度

2．2．3 视距

2．2．4 交通量与服务水平

2．2．5 建筑限界

2．3 选型辅助系统总体框架

2．4 本章小结

第三章 基于高德地图的高速公路立交枢纽数据获取

3．1 数字图像相关预备知识

3．1．1 数字图像简介

3．1．2 数字图像的度量和拓扑性质

3．1．3 数字图像的基本操作

3．2 二维电子地图图像特征分析

3．3 高等级公路网自动提取方法

3．3．1 背景规范化处理

3．3．2 路网分离及提取

3．4 立交枢纽位置确定

3．4．1 常用坐标系间的转换

3．4．2 位置获取程序的实现

3．5 立交枢纽形式确定方法

3．5．1 立交形式模板库的建立

3．5．2 图像阈值分割方法及实现

3．5．3 图像形态学处理

3．5．4 模板匹配确定立交形式

3．6 立交枢纽数据获取系统实验流程及结果

3．6．1 实验流程

3．6．2 实验结果及分析

3．7 本章小结

第四章 高速公路枢纽互通式立交数据库构建

4．1 立交枢纽数据挖掘

4．1．1 匝道形式及设计交通量

4．1．2 区域地形

4．1．3 区域经济发展水平

4．2 数据存储方法及实现

4．2．1 数据结构

4．2．2 云图存储

4．3 实时检索方法及实现

4．4 本章小结

第五章 高速公路立交枢纽数据统计分析

5．1 立交枢纽形式统计及特征分析

5．1．1 立交枢纽地形分布特征

5．1．2 立交枢纽区域经济发展水平分布特征

5．2 江苏省高速公路立交枢纽及左转匝道形式统计分析

5．2．1 省内高速立交枢纽总体分析

5．2．2 左转匝道形式统计及特征分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文