灭火救援系统中最优路径规划方法研究

论文摘要

本文介绍了消防灭火救援信息系统的发展现状及发展趋势,着重分析了消防灭火救援信息系统的发展现状和路径规划算法发展状况。针对吉林省灭火救援信息系统设计了最优路径规划模块。论文首先建立了描述道路的路网数学模型;根据计算机图形学的理论,将地图数据分为结点类和路段类,采用邻接矩阵和邻接链表的结构存储了矢量地图数据,比较分析了两种结构的空间复杂性。然后论文以优化道路交通网中路段的权值为出发点,结合消防工作实际情况的特点,运用AHP方法评定了道路的权值,建立了灭火救援信息系统的最优路径规划模型。接着分析比较了各个路径规划算法的复杂性和适用情况;提出了对现有算法的两种改进策略,即双向搜索和分层搜索,设计实现了这两种算法,分析了两种算法对搜索效率的提高程度;针对不同的数据存储结构和不同的算法,在实验中,比较了各种组合下的执行效率和搜索时间花费,对于理论与实验的结果偏差给出了分析,找出偏差产生的原因。最后论文结合前几章提出的方法开发了基于MapX路径规划模块,直观地进行路径选择。选用MapX控件进行组件式二次开发,设计了最优路径规划在MapX中的实现流程,成功实现了灭火救援系统的路径规划模块。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪 论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 消防灭火救援信息系统及路径规划方法的发展现状
• 1.2.1 消防灭火救援信息系统的发展现状
• 1.2.2 最优路径规划的发展现状
• 1.3 本文研究的主要内容及章节安排
• 第2章 城市路网的矢量地图的存储
• 2.1 引言
• 2.2 城市路网模型
• 2.3 城市路网的存储
• 2.3.1 邻接矩阵
• 2.3.2 邻接表
• 2.3.3 设计的路网数据结构
• 2.4 分层地图的存储
• 2.5 本章小结
• 第3章 灭火救援中路径规划的权值评定
• 3.1 引言
• 3.2 最优规划
• 3.3 基于AHP 方法的路径规划权值评定
• 3.4 整合道路属性量级建立最优规划模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 灭火救援系统的最优路径规划算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 传统的路径规划算法
• 4.2.1 Dijkstra 算法
• 4.2.2 A*算法
• 4.2.3 传统规划方法的局限性
• 4.3 改进的路径规划算法
• 4.3.1 双向搜索
• 4.3.2 分层搜索
• 4.4 改进后算法性能比较
• 4.4.1 基于邻接矩阵存储结构的单、双向Dijkstra 算法性能比较
• 4.4.2 基于邻接表存储结构的A*算法与Dijkstra 算法性能比较
• 4.4.3 基于邻接链表存储结构的A*算法与分层算法的性能比较
• 4.4.4 综合比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于MapX 的最优路径规划实现
• 5.1 MapX 的数据结构
• 5.2 基于MapX 的最优路径规划实现流程
• 5.3 基于MapX 的最优路径规划实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢