面向城市交通的动态路径诱导系统设计与分析

• 作 者: 陈嘉
• 机 构: 北京大学
• 出 处: 北京大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 城市交通 动态路径诱导系统 智能交通系统 ArcGIS 路径规划算法 路网模型

动态路径诱导系统(DRGS)作为智能交通系统(ITS)的一部分，可以有效规避交通阻塞，减少出行焦虑，节约资源消耗，改善城市环境，实现路网资源的优化配置，对解决目前日益严重的城市交通问题有着重要意义。　　
本文以GIS为切入点，以动态路径诱导理论、ArcGIS道路网络模型和线性参照模型为理论基础，通过使用ArcGIS系列地理信息系统软件开发平台和动态分段、.NET框架等技术，对动态路径诱导系统的关键性技术进行了研究，建立了分布式反应型动态路径诱导原型系统--“面向城市交通的动态路径诱导原型系统”。本文的主要研究内容如下：　　
1)在系统研究ArcGIS系列软件和.NET框架的基础上，设计了基于ArcGIS的分布式反应型动态路径诱导系统解决方案--“面向城市交通的路径诱导系统”，并在理论和技术上论证了该方案的可行性；　　
2)在分析ArcGIS网络模型和线性参照模型的基础上，利用ArcGIS道路网络模型和动态分段技术，设计实现了动态交通流双向分层路径规划算法，该算法除了能够解决交通禁则、单向限行、转弯阻抗等复杂交通问题外，还能结合动态交通信息进行动态路径诱导，而且相比于其他算法具有更高的运行效率。　　
3)利用ArcGIS道路网络模型，改进并实现了Dijkstra，DBFS，A*等11种常规最优路径算法，使之能够解决交通禁则、单向限行、转弯阻抗等复杂交通问题，并与本文提出的双向分层路径规划算法进行比较。测试结果表明，本文提出的双向分层路径规划算法具有更好的运行效率，运行速度比A*双向搜索算法能提高近一个数量级，比ArcGIS路径规划算法能提高近5倍。　　
4)根据ArcGIS线性参照系，利用动态分段技术，实现了动态交通流的表达。　　
5)以ArcGIS系列软件为二次开发平台，C＃.NET为开发语言，模拟实现了面向城市交通的动态路径诱导原型系统的主要功能，如地图浏览、信息查询、地图匹配、路径规划、动态交通流的表达、动态仿真等，并验证了系统的可行性。