基于FCD的网络模型与动态最佳路径规划算法研究

摘要

动态路径诱导系统是智能交通系统中出行者信息子系统的一个重要组成部分，其主要功能是辅助驾驶员选择到达目的地的路径并沿既定路线行驶，必要时可帮助驾驶员重新选择路径。在出行之前，出行者所感兴趣的是如何找到一条从起点到终点的最佳路径(针对不同的需求，最佳路径可以是两点之间的距离最短路径、时间最短路径、路况最佳路径)。但是最短路径不仅仅是简单的物理意义上的路径最短或静态时间最短。因为道路通行能力受到多种因素综合限制，如交叉口信号灯控制状况、天气状况、拥挤状况等。必须综合考虑影响通行能力的多种因素，才能比较真实地反映现实的路况。为此，本论文对基于FCD(Floating Car Data，FCD)的道路网模型和动态路径规划技术进行了全面的研究，并且提出了具体的道路网络建模方式和动态路径规划算法。
　　 首先，论文概述了基于FCD的道路网络模型和动态路径规划算法的研究背景、研究意义、国内外研究现状、研究目的以及研究内容；详细阐述了路网模型的建立方法、动态路网的特点和最短路径算法选择。
　　 其次，论文论述了动态路径规划的相关技术领域，详细分析了当前动态路径规划面临的难题，简述了如何在浮动车数据处理技术的基础上，利用GIS-T空间数据库、路网拓扑关系表达和最短路径算法等相关技术解决动态路径规划的问题。
　　 再次，论文通过分析实际路网的特殊性以及动态路径优化算法对路网信息的适用条件，阐述了研究路网简化、连通性表达以及信息存储方法的必要性，最终选择了Geodatabase数据模型来存储路网数据，并设计了详细的路网数据结构，为高效的算法实现奠定了基础。
　　 最后，在比较和分析了Dijkstra和A*这两种经典的静态路径优化算法之后，以前文设计的路网数据模型为基础，提出一种基于交通限制且面向时态数据的动态路径规划算法。最后编程实现了设计的算法。测试结果表明，该算法计算结果的合理性和运算效率可以满足动态路径规划的实际需要，具有进行动态路径规划的能力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究概况

1.2.2国内研究概况

1.3研究目的

1.4研究内容

1.5本章小结

第二章动态路径规划技术分析

2.1动态路径规划相关技术

2.1.1浮动车数据处理技术

2.1.2 GIS-T空间数据库

2.1.3路网拓扑关系表达

2.2路径规划技术

2.2.1基于Dijkstra算法的改进算法

2.2.2基于A*算法的改进算法

2.3本章小结

第三章城市道路网络模型研究

3.1概述

3.2基本术语介绍

3.3路网连通性表达

3.3.1基于转向限制的道路网数学模型

3.3.2交通路网的复杂性分析

3.4路网信息存储方法研究

3.4.1数据库模型

3.4.2数据结构设计

3.5本章小结

第四章动态最佳路径规划算法设计

4.1概述

4.2路径规划经典算法分析

4.2.1 Dijkstra算法

4.2.2 A*算法

4.3动态路径规划算法设计

4.3.1基于交通限制的A*算法

4.3.2面向时态数据的算法设计

4.4本章小结

第五章算法实现与测试

5.1测试环境

5.1.1硬件环境

5.1.2软件环境

5.2数据准备

5.3算法实现

5.4结果分析

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1论文总结

6.2论文展望

参考文献

致谢

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