欢迎来到论文网! 加入收藏 | 设为论文网 | 网站地图 | Tags标签 | RSS
论文网 论文网8200余万篇毕业论文、各种论文格式和论文范文以及9千多种期刊杂志的论文征稿及论文投稿信息,是论文写作、论文投稿和论文发表的论文参考网站,也是科研人员论文检测和发表论文的理想平台,lunwenf@yeah.net。
您当前的位置:论文网 > 毕业论文 > 计算机毕业论文

一种基于交通信息更新的变权值的最快路径算法

时间:2016-03-27 10:54:14  作者:白绪红

【摘要】最短路径分析是GIS网络分析的基础。在传统的最短路径算法中,Dijkstra算法是很经典的算法。由于在最短路径规划中,影响规划的外在因素较多,而且这些因素或者是随时间变化的,或者是随机发生的,为了得到当前最优的规划路径,我们提出了基于交通信息更新的路径规划算法,当交通信息更新时,根据交通信息实时生成Dijkstra算法邻接矩阵的权值,规划当前的最优路径。
论文关键词:交通信息更新,Dijkstra,邻接矩阵,最短路径
  随着计算机技术以及地理信息科学技术的发展,GIS(Geography Information System)因其强大的功能和方便性而得到日益广泛的应用,在电子导航、交通旅游、城市规划以及电力、通讯等各种应用布局中发挥了重要的作用。在GIS的应用中,导航路径的规划即最短路径问题是一个最基本最关键的问题。人们做了很多工作,提出了相当多的最短路径算法,其中Dijkstra算法是一个相当经典的算法。在Dijkstra算法中,算法依据一个权值矩阵对这些权值做相应的计算得出最短路径。但是我们知道GIS网络是一种时变网络,网络的拓扑结构、各边的权值都可能随着时间的变化而变化的[1]。在现有的已经应用的导航设备中,导航路径规划使用的地图是设备上已经存在的地图[2],规划时不考虑外界的影响因素,或者即使有的设备在道路的属性中新增加了几个影响规划的属性值,但是这些属性所在的地图是没有及时更新的,这些属性值当然也是不会变化。影响道路规划的因素极可能是突然变化的,如果在规划的时候不实时考虑外在的因素影响,显然做出的规划不一定是最好最合理的,由此在规划的过程中实时考虑外在因素的影响是必须的。本文在研究了影响网络拓扑结构、各边权值的因素的前提下,提出了一种基于交通信息更新的Dijkstra最快路径规划算法。
  2 影响导航路径规划的外在因素
  影响导航路径规划的外在因素有很多,我们必须认真地对这些影响因素逐一进行分析,以确保高效实现最优路径规划。而每个影响因素对路径规划的影响程度也不同,为此要对这些影响因子进行度的量化。
  (1)交通拥挤度[3][4]。交通拥挤度是路径规划的最大影响因素,我们都有这样的感受,特别是在城市里面上下班的高峰期,某些路口的交通拥挤程度是很大的,如果拥挤度足够大,我们几乎可以在导航路径的规划中不选择这条路,也就是认为这个路口不同,最大限度的避开。
  (2)交叉口延误[3][4]。在实际出行中,拥堵和延误常常发生在交叉口[5],比如等待红绿灯,据研究行驶在城市路网的车辆,在交叉口所耗费的时间大约占整个出行时间的20%--40%。
  (3)道路等级[3][4]。在城市道路网中,不同级别道路的设计车速是存在差异的,这当然也影响着路径的选择。在相同的交通状态下,选择级别较高的道路应该是最好最节省时间的。
  (4)交通事件[[3][4]。交通事件主要指道路施工维修、临时交通管制、车辆故障、路面损坏等有可能发展成为交通拥挤和交通事故的事件。道路施工、车辆故障、路面状况的改变(损坏、积水、积雪)会占用车道,临时交通管制会改变道路通行方式。这些交通事件的发生将会阻碍车辆通行的速度,降低道路的通行能力,增加出行延误时间。在计算路段和节点权值时应该考虑这些影响因素。
  (5)交通组织[3][4]。交通组织主要是指交叉口的转向限制(禁左、禁右)以及路段对车辆的限制(车辆类型、最大速度、路障等等),而现实中某些交通限制往往是与时间相关的,某些时间段可以通行,某些时间段却又禁止通信等。
  (6)气象环境[3][4]。雾、雨、雪、风和雷等气象环境状况,都会严重影响行车安全,特别是行驶在高速公路上的车辆。因此,有必要的在路段和节点的权值上加入天气因素,以体现气象环境对路径选择的权值确定和影响。
  3 基于交通信息更新的最快路径规划算法
  分析上述因素我们知道,这些因素几乎都是随着交通状况或者天气状况或者时间变化的,最快路径的规划,都要考虑到这些因素的影响,而这些影响统统都反映在Dijkstra算法的邻接矩阵的权值当中,所以如何计算权值,权衡各个因素的影响比重就成了问题的关键。下面给出我们的权值算法主要分两步:(1)计算出各因素的固定影响值;(2)根据交通状况实时计算路段此时的权值。
  3.1 计算各个因素的固定权值
  下图给出了道路权值指标体系图[3][4],直观反应了影响道路权值的因素
  交通信息更新
  图1 道路权值指标体系图
  确定判定量化的标度,将影响因素两两比较,根据表1的原则,构建判定矩阵表2。
  表1 判定矩阵标度含义
  标度
  含义
  1
  两个因素同等重要
  2
  两个因素相比,一个比另一个较重要
  3
  两个因素相比,一个比另一个重要
  4
  两个因素相比,一个比另一个很重要
  5
  两个因素相比,一个比另一个非常重要
  倒数
  因素Bj与Bi比较时,标度为aji=1/aij
  表2 判定矩阵
  B1
  B2
  B3
  B4
  B5
  B6
  B1
  1
  1
  4
  3
  3
  5
  B2
  1
  1
  4
  3
  3
  5
  B3
  1/4
  1/4
  1
  1/2
  2
  5
  B4
  1/3
  1/3
  2
  1
  2
  5
  B5
  1/3
  1/3
  1/2
  1/2
  1
  5
  B6
  1/5
  1/5
  1/5
  1/5
  1/5
  1
  用MATLAB计算出判定矩阵的特征值,最大特征值为6.3947,最大特征值相应位置的值就是对应因素的相对权重数据如下表:
  表3 各因素相对权值
  w1
  w2
  w3
  w4
  w5
  w6
  0.6363
  0.6363
  0.2292
  0.3055
  0.1971
  0.0743
  若影响道路权值确定的影响因素B1,B2,……B6的无量纲化的结果为b1,b2,……b6,则为道路增加六个属性值,将di=wi*bi 作为对应因素的固定影响值保存其中。

查看相关论文专题
-------------------------------------------------------------------------
加入收藏  打印本文
上一篇论文:笔记本电脑热布局的优化设计
下一篇论文:返回列表
毕业论文分类
行政管理毕业论文 工商管理毕业论文
护理毕业论文 会计毕业论文
会计专业毕业论文 英语专业毕业论文
大学毕业论文 硕士毕业论文
计算机毕业论文 市场营销毕业论文
物流管理毕业论文 法学毕业论文
相关计算机毕业论文
最新计算机毕业论文
读者推荐的计算机毕业论文