城市道路网络分析及路线优化问题研究

论文摘要

GIS技术的迅速发展使其在交通领域得到广泛应用，针对路网拓扑结构和车辆交通行为进行表达的网络分析也成为GIS空间技术的一个研究内容。同时社会经济不断发展，也使得非公有交通工具的数量逐年增长，由此带来的交通阻塞、交通事故频发等问题也日渐严重，因此，研究城市道路网络分析以及路线优化问题有助于合理利用现有路网资源，有效地实现城市交通路网负载均衡，具有一定实际意义和理论研究价值。本文的主要工作和研究成果如下:1.研究城市中文地址编码技术。在现有空间数据地址编码技术研究基础上，根据城市地址数据库特定存储格式，制定适于城市中文地址的切分方案，提出一种基于K叉地址树的模糊匹配策略，将地址数据以K叉树形式进行存储;采用分支定界思想探测并排除无效匹配结点，并应用模糊规则对匹配结果进行评价及筛选，从而提高地址匹配的效率和准确度。2.研究多停靠站点路径诱导优化方法。针对多停靠站点线路路径寻优问题，提出一种基于邻接矩阵网络拓扑树构建的路径寻优方法，借鉴系统生物学中进化树分类的思想，引入路网结点间邻接关系评价标准邻接值的概念，将路网按照其结点邻接关系归类划分为以路网结点间邻接值为表征的路网拓扑进化树，同时对线路路径寻优问题中目标结点进行动态回溯分类，在限定路网搜索区域同时采用分支定界搜索策略进行搜索优化，降低了搜索算法时间复杂度。最后依据国家基础地理信息系统网站提供的国界、省会城市及主要公路基础地理数据进行仿真实现，证明该算法的有效性。3.研究开发城市道路网络分析服务系统。针对杭州市1:10000基础路网矢量数据，基于WebGIS计算模式，综合利用J2EE, JSF和ArcGIS WebADF框架，结合空间数据管理引擎ArcGIS ArcSDE,Ajax及XML (GML)技术，开发基于Windows平台的城市交通网络分析服务系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究发展现状
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 文章组织结构
• 第2章 城市交通网络分析关键技术
• 2.1 城市地址编码技术
• 2.1.1 地址编码数据库
• 2.1.2 地址编码模型
• 2.2 路网进化树拓扑构建
• 2.2.1 进化树模型
• 2.2.2 进化树应用
• 2.3 城市交通路径诱导算法
• 2.4 系统开发技术介绍
• 2.5 本章小结
• 第3章 城市中文地址编码模糊匹配策略研究
• 3.1 地址编码总体结构设计
• 3.2 优化匹配设计
• 3.2.1 模糊匹配策略
• 3.2.2 分支定界优化策略
• 3.2.3 匹配算法设计
• 3.3 中文地址编码算法实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于进化树拓扑路网构建的路线优化算法研究
• 4.1 路线优化算法概述
• 4.2 路网拓扑构建
• 4.2.1 抽象图构建
• 4.2.2 邻接值判断
• 4.2.3 路网拓扑重构
• 4.3 路径诱导算法设计
• 4.3.1 动态回溯分类策略
• 4.3.2 分支定界优化策略
• 4.3.3 多点路径寻优算法
• 4.3.4 时间复杂度分析
• 4.3.5 实验结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于WebGIS的城市交通网络分析服务系统
• 5.1 系统分析与设计
• 5.1.1 系统软件架构
• 5.1.2 功能与用例模型
• 5.2 系统实现
• 5.2.1 基本功能实现
• 5.2.2 中文地址编码实现
• 5.2.3 路径诱导分析模块
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果