基于特征与广义拓扑描述的城市道路建模方法研究与实现

论文摘要

城市交通支撑着城市的发展,其建设水平同人们的日常生活质量与经济发展紧密相关。随着社会的发展,城市规模的急剧扩张,以及人们生活节奏的加快,人们对城市交通运输的迅捷性提出更高的要求。然而,对于己具规模的城市,新建和扩建道路受空间限制,仅仅依靠基础设施建设来解决交通问题已不能满足社会需求。人们越来越多地关注于智能交通系统对城市交通的影响,实现对现有资源的合理、有效利用。道路网络建模作为智能交通系统的基础,广受科技界关注并逐步演变成为研究热点,对城市道路网络模型的建立就成了本课题研究的重点。本课题基于人工智能领域中的知识库理论、语义网络与拓扑等方面的相关知识、技术,以Borland C++ Builder为开发平台,针对沈阳市作为背景,建立起道路网络知识库系统。基于特征与拓扑的城市路网建模利用城市道路网基本特征,结合路口分岔形态特征定义,给出了基于特征与广义拓扑的道路网建模,及其禁忌约束和机构同道路之间关系的表述方法。本课题的研究目标就是建立一种能描述真实世界道路网,且能对基于这种模型的行车路线规划提供良好支持的道路网知识库系统。论文首先详细地分析了国内外对道路网络模型的现状,目前,大多数的研究中,道路网作为空间网络被抽象为图模型。限于城市交通网络的丰富特性、属性和复杂性,常规图模型已难以满足对城市路网的种种特性予以全面描述与刻画的要求。随后,全面地讨论了基于特征与广义拓扑的城市路网建模方法的思想,同时,对整个知识库系统设计与实现作了详尽介绍。最后,指出了课题尚存局限与不足,及其今后工作重点与努力方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 城市交通地位与作用
• 1.2 智能交通发展现状及趋势
• 1.3 课题研究背景
• 1.4 课题研究目的意义
• 第二章 道路建模技术发展现状
• 2.1 国内外研究现状
• 2.2 路网模型分类及典型模型分析
• 2.2.1 2D模型
• 2.2.2 图模型
• 2.2.3 路径模型
• 2.3 现有路网模型局限性
• 第三章 建模方法理论基础
• 3.1 人工智能涉及知识范畴
• 3.1.1 知识的内涵与构成
• 3.1.2 知识表示
• 3.1.3 知识表示方法及分析
• 3.2 数据库
• 3.3 知识库
• 3.3.1 知识库与数据库的关系
• 3.3.2 借用数据库技术管理道路建模中知识的可行性研究
• 第四章 基于特征与广义拓扑描述的城市路网实用化建模方法研究
• 4.1 城市道路网络建模的评价标准
• 4.2 环境建模与特征利用
• 4.2.1 机器人环境建模
• 4.2.2 机器人传统环境建模方法应用于城市路网的局限性
• 4.2.3 特征的定义
• 4.2.4 道路网特征利用
• 4.3 基于特征、广义拓扑与禁忌约束的路网建模
• 4.3.1 实用化城市道路网建模整体思想
• 4.3.2 道路分岔特征提取与样本建模
• 4.3.3 广义拓扑建模
• 4.3.4 路口交通特性与禁忌约束建模
• 4.3.5 机构与道路关系建模
• 4.4 本课题道路建模方法特点
• 第五章 基于特征与广义拓扑及禁忌约束的城市道路建模的设计与实现
• 5.1 实验系统总体方案设计
• 5.2 公路交通系统简介
• 5.2.1 路网建模
• 5.2.2 行车路径规划
• 5.3 城市道路网模型的设计
• 5.4 系统开发环境
• 5.4.1 系统开发平台确定
• 5.4.2 Borland C++ Builder优势所在
• 5.4.3 系统开发硬件环境
• 5.5 城市路网模型知识库的设计与实现
• 5.5.1 地理信息编码
• 5.5.2 知识库系统的存储数据结构
• 5.5.3 数据的采集与录入
• 5.5.4 数据管理模块的设计实现
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢