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动态路径诱导系统的研究

动态路径诱导系统的研究

作者：徐锡杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

智能交通系统(Intelligent Transportation System)是目前公认的全面有效地解决交通运输问题的最佳途径，它已经是全世界交通运输领域研究的前沿问题。动态路径诱导系统(Dynamic Route Guidance System)是智能交通系统的一个重要内容，... 详细信息

智能交通系统(Intelligent Transportation System)是目前公认的全面有效地解决交通运输问题的最佳途径，它已经是全世界交通运输领域研究的前沿问题。动态路径诱导系统(Dynamic Route Guidance System)是智能交通系统的一个重要内容，它融合了电子、通信、网络、计算机等高新技术，根据出行者的需求，为驾驶员动态的提供从当前位置到设定目的地的实时最优行驶路径，实现交通流的合理诱导，并协助出行者方便、快速的到达目的地。最短路径选择是动态路径诱导系统的主要目标和核心内容，本文正是围绕最短路径的求解而展开工作的。首先将道路网从城市交通图中提取出来以作为后续的实现对象，然后对动态诱导系统中求解最短路径的一些关键问题：道路网的数学模型、评价路线优劣的衡量标准、行程时间的计算、最短路径的规划方案等分别进行了探讨。本文深入研究了已有最短路径求解算法的原理、模型及实现流程，重点分析蚁群算法和遗传算法的优缺点之后，提出了新的路径诱导算法——双种群遗传蚁群算法(DP-GACA)，并通过四组实验评估算法的性能，结果表明DP-GACA算法具有求解精度高，寻优能力强，运行稳定性好的优点。最后，将DP-GACA算法在提取到的道路网上进行了实现，进一步验证了算法的可行性。

关键词：动态路径诱导系统路网模型蚁群算法遗传算法 DP-GACA

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动态路径诱导系统的多路径诱导策略研究

动态路径诱导系统的多路径诱导策略研究

作者：李春元长沙理工大学

学位级别：硕士

智能运输系统是目前公认的能有效解决交通问题,特别是交通拥堵、交通事故、能源消耗及交通污染严重等问题的最佳途径。交通流诱导系统作为智能运输系统的核心研究领域,特别地,动态路径诱导系统又是该系统的发展趋势,所以对该系统的研究... 详细信息

智能运输系统是目前公认的能有效解决交通问题,特别是交通拥堵、交通事故、能源消耗及交通污染严重等问题的最佳途径。交通流诱导系统作为智能运输系统的核心研究领域,特别地,动态路径诱导系统又是该系统的发展趋势,所以对该系统的研究具有十分重要的现实意义,根据国内外研究现状、热点及难点问题,本文着重对其多路径诱导策略开展研究。首先,本文回顾了国内外对动态路径诱导系统及其诱导策略的研究现状及发展历程,在此基础上,指出多诱导策略是其今后发展的必然趋势;其次,在全面比较目前对路段行程时间预测模型的基础上,建立了基于交通流状态动态聚类的行程时间预测模型,为多路径诱导策略其他研究方向提供了扎实的支撑平台;然后,通过对目前多路径算法进行全面比较分析,发现遗传算法在解决这一问题上所含的潜在优势时,本文针对城市路网实际情况,提出一种全新的基于转向行为的染色体编码方式,对现有遗传算法进行了改进,仿真表明,该算法性能有明显提高,同时,本文还将多种群并行遗传算法引入该问题的求解中,并取得了满意的仿真结果;接着,本文在以最短行程时间为前提下,求解得出的k条路径依驾驶员偏好,通过多路径评价及驾驶员决策系统,按现代科学评价方法加以排序后,推荐给驾驶员做参考;最后,对现有交通控制策略及系统进行了回顾,在多路径诱导策略研究基础上,通过分析现有控制与诱导相互协调研究成果,提出了综合考虑多路径诱导系统与交通控制系统协调运行的理论模型。总之,本文对多路径诱导策略中路段行程时间预测、k-最短路算法、k-最短路评价及推荐、与交通控制系统的协调等内容应用系统工程、交通工程、计算智能等理论进行了深入分析,取得了一定的研究成果。

关键词：多路径诱导动态路径诱导系统行程时间预测 k-最短路算法遗传算法协调

智能化城市交通信息平台及动态路径诱导系统研究

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智能化城市交通信息平台及动态路径诱导系统研究

作者：赵永新山东大学

学位级别：硕士

随着人类社会的不断发展,道路交通运输系统变得越来越复杂和拥挤。相对于道路及其他基础设施的建设,交通工具的数量和使用率的增长要快得多。现在,交通管理部门正致力于采用现有的和新的技术来保持交通的顺畅,提高行车安全,降低交通拥... 详细信息

随着人类社会的不断发展,道路交通运输系统变得越来越复杂和拥挤。相对于道路及其他基础设施的建设,交通工具的数量和使用率的增长要快得多。现在,交通管理部门正致力于采用现有的和新的技术来保持交通的顺畅,提高行车安全,降低交通拥堵状况,减少交通对环境的影响。智能交通系统的研究应运而生,它作为一门新兴的学科,结合了计算机技术,信息技术和通信技术,必将对交通运输系统产生深刻的影响。本文详细研究了智能交通系统中的几个重要部分:基于数字地图的GIS系统,GPS原理及地图匹配,实时交通信息系统和动态路径诱导系统。在本文中,我们采用具有预定义格式的数字地图信息,搭建了基于上海市地理信息的GIS系统。我们以此系统为平台,进行车辆的识别和定位,道路的分级,实时交通信息的发布,并可用于城市交通的调度。在建立了基于数字地图的GIS系统之后,本文讨论了GPS系统的原理,GPS的坐标到城市坐标的转换,及在实际应用中定位误差的来源。正是因为有误差的存在,我们采用受方向约束的点匹配算法（最近邻法）将车辆位置匹配到最合适的道路点上,为进一步进行车辆导航和路径规划提供了保障。论文通过分析上海市城市交通路口实时采集的SCATS数据,建立了基于交通流理论的路段行车速度估算模型。上海市的SCATS数据主要包括红绿灯相位周期,绿灯相位的车流量和绿灯相位的占空比等。通过这些实时信息,判断交通是否拥堵。在非拥堵状况下,采用建立的路段速度估算模型进行速度的计算;在拥堵状况下,我们采用TSIS软件仿真的方法,进行路段行车速度的估算。通过对SCATS数据分析得到的实时交通信息,既可用于交通信息的发布,又可用于车辆的实时导航,其应用前景十分广阔。在动态路径诱导系统的应用研究方面,本文做了有益的探索与实践。详细的叙述了中央决定式动态路径导航系统和分布式动态路径导航系统的系统结构和性能优缺点,并对动态路径诱导系统采用的通信方法进行了一定的调研。作为动态路径诱导系统的一个重要模块,最佳路径算法在整个系统中占有举足轻重的地位。在最佳路径算法的设计中,根据城市交通网络的特点,结合前人研究的成果,论文提出了由改进的Dijkstra算法和启发式A*算法综合得到的最佳路径算法。采用实时获取的交通路段速度

关键词：智能交通系统数字地图实时交通信息动态路径诱导系统最佳路径算法

基于Agent的动态路径诱导系统模型及自适应选路方法研究

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基于Agent的动态路径诱导系统模型及自适应选路方法研究

作者：黄孝伦武汉理工大学

学位级别：硕士

随着日益增长的交通需求,交通问题已成为全世界所共同关注的主要问题。如何运用计算机科学等现代的科技手段来缓解日益严峻的交通压力,已成为目前研究的重点。建立ITS(智能交通系统)是目前公认的全面有效解决交通拥挤、交通阻塞、交通... 详细信息

随着日益增长的交通需求,交通问题已成为全世界所共同关注的主要问题。如何运用计算机科学等现代的科技手段来缓解日益严峻的交通压力,已成为目前研究的重点。建立ITS(智能交通系统)是目前公认的全面有效解决交通拥挤、交通阻塞、交通事故和交通污染的最佳途径。作为ITS重要组成部分和理论基础的动态路径诱导系统,运用各种先进的技术向出行者提供实时的最优路径信息,使出行者实时选择出行方式和出行路线,减少了行程时间,避免了交通拥挤阻塞,而且还达到降低能源消耗,减少污染等目的。因此,对它展开研究具有十分重要意义。本文首先概述了国内外动态路径诱导系统的研究情况,在前人理论的基础上,将Agent技术应用于动态路径诱导系统,并把动态路径诱导系统分解为多个具有自主性、适应性和合作性的智能化的Agent,提出了一种基于Agent的动态路径诱导系统的体系结构,探讨了这些基本交通元素Agent的功能、结构以及它们之间的交互协调过程;其次,设计了一种基于蚂蚁寻径原理的自适应路径选择方法,对该方法的原理、思想、模型和步骤做了详细描述。该方法不需要建立很复杂的数学模型,而以一种智能的方式实现了自适应路径选择,能够对路网的拥塞状态做出快速灵活的反应,将交通需求合理分配到路网中,避免了交通路段的拥塞;最后为了检验本文所设计方法的有效性,用JAVA进行仿真实验。仿真结果表明了此方法的有效性,为基于Agent的动态路径诱导系统的最终实现提供了理论指导和方法依据。

关键词：动态路径诱导系统 Agent 自适应智能蚂蚁仿真

基于交通地理信息系统的动态路径诱导系统的研究

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基于交通地理信息系统的动态路径诱导系统的研究

作者：赵云景昆明理工大学

学位级别：硕士

动态路径诱导系统是基于电子、计算机、网络和通信等现代技术,利用GPS、电子交通图、计算机和先进的通信技术,使得车载计算机能够自动显示车辆位置、交通网络图和道路交通状况,还可根据出行的起始点向用户提供最优路径引导指令和丰富的... 详细信息

动态路径诱导系统是基于电子、计算机、网络和通信等现代技术,利用GPS、电子交通图、计算机和先进的通信技术,使得车载计算机能够自动显示车辆位置、交通网络图和道路交通状况,还可根据出行的起始点向用户提供最优路径引导指令和丰富的实时交通信息,或者通过获得的实时交通信息帮助驾驶员找到一条从出发点到目的地的最优路径的综合系统。在动态路径诱导系统中,GIS技术主要应用于制作和操作数字电子导航地图。本篇论文主要研究的就是动态路径诱导系统中地理信息系统的数字地图实现。利用主流地理信息系统软件ArcGIS制作了昆明市道路数字地图。并以此为模版,利用C#和ArcEngine开发了一个动态路径诱导仿真系统。在该系统中实现了数字地图的显示、地物编辑、专题图制作、最优路径、车辆信息查询及车辆追踪等功能。本文还通过对当前动态路径诱导系统的关键技术及各子系统的功能构成的研究,设计了一个动态路径诱导系统的框架;对道路网模型和主要最短路径算法的分析,提出了基于改进的Dijkstra算法、限制区域算法及数字地图技术下求解最优路径的策略。最后编程验证了Dijkstra算法。这些都是当今研究动态路径诱导系统的主要技术手段。

关键词：动态路径诱导系统拓扑最优路径 ArcGIS ArcEngine Dijkstra算法

基于行程时间组合预测模型的动态路径诱导系统研究

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基于行程时间组合预测模型的动态路径诱导系统研究

作者：陈悦华南理工大学

学位级别：硕士

近年来，随着汽车保有量的快速增加，城市拥堵问题也变得越来越严重，仅靠传统的交通限行分流手段已经难以对付，智能交通系统（ITS）中的动态路径诱导系统对车辆分流、导航、最优行程路径的选择起到重要作用，这正是世界各国兴起研究... 详细信息

近年来，随着汽车保有量的快速增加，城市拥堵问题也变得越来越严重，仅靠传统的交通限行分流手段已经难以对付，智能交通系统（ITS）中的动态路径诱导系统对车辆分流、导航、最优行程路径的选择起到重要作用，这正是世界各国兴起研究应用的原因。动态路径诱导系统能够根据当前动态变化的交通信息，动态的生成最优路径。以行程时间最少为目标的路径应用最广泛，因此提前准确的预测车辆通过各路段所需要的时间是系统具有良好导航性能的关键。本文对提高预测行程时间的精度、实现基于时间预测的最少行程时间路径算法做了以下研究：首先，运用经典的行程时间预测方法包括支持向量机、人工神经网络、多元线性回归、K最近邻等对采集到的数据分别进行行程时间预测，对比分析每一种方法的优缺点，然后针对行程时间数据的特点提出一种最近邻中值模型有效提高预测精度。第二，针对单个模型的预测能力较弱问题，研究使用组合方法联合多个模型进行组合预测来提高预测精度。组合的方法包括线性的比如线性回归，非线性的比如神经网络、多维插值等方法，最小二乘线性回归方法最合适用于实时性要求严格的动态路径诱导系统，通过实验证明了组合模型的预测效果确实优于单个模型，线性回归组合方法优于神经网络组合方法。对最小二乘回归组合方法提出了改进算法，分别是基于聚类分片的线性回归和动态调整权重的线性回归，使得预测结果更精确。第三，现有的对动态最优路径选择算法的研究，多采用一种每到一个新的路口就重新计算一遍最优路径的简单策略，这样得到的路径不仅不是全程最优的路径，而且还增加了计算量。本文研究一种行程时间最少的动态路径生成算法，以dijkstra算法和K条最短路径算法为基础，结合预测的行程时间序列信息，选择一条考虑了路段行程时间动态变化的最佳路径。

关键词：车辆导航系统动态路径诱导系统行程时间预测组合模型 dijkstra算法

城市动态路径诱导系统框架及最优路径选择算法研究

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城市动态路径诱导系统框架及最优路径选择算法研究

作者：景玲重庆大学

学位级别：硕士

先进的出行者信息系统（ATIS，Advanced Traveler Information Systems）是智能运输系统（ITS Intelligent Transportation Systems）的子系统，它运用各种先进的通信、信息技术向利用私家车、公家车或同时利用这两种车辆的旅行者提供... 详细信息

先进的出行者信息系统（ATIS，Advanced Traveler Information Systems）是智能运输系统（ITS Intelligent Transportation Systems）的子系统，它运用各种先进的通信、信息技术向利用私家车、公家车或同时利用这两种车辆的旅行者提供为达到目的地所需的各种信息。动态路径诱导系统是ATIS最重要的功能之一，其目的在于通过向驾驶员提供基于实时交通信息的最优路径来达到诱导驾驶员行为、减少车辆在道路上的停留时间，进而实现改善城市交通和避免交通拥挤、阻塞的目的，同时还能降低尾气排放量，达到降低环境污染的目的。本文首先介绍了国内外动态路径诱导系统的发展情况，在对重庆市现有交通状况进行调研的情况下设计了相适应的动态路径诱导系统，并根据重庆市的实际情况，确定了系统的基本结构信息，包括车辆定位方法、实时交通信息的获取方式、数据通信方式、采取何种诱导系统、在哪进行交通信息预测等。最后依据这些基本点，设计了系统框架，该框架包括交通信息中心模块、数据通信模块和车载诱导单元三部分，并说明了各个子模块的功能。最优路径选择算法是动态路径诱导系统的一个重要子课题，路径诱导系统的对象是交通流过程，交通流过程包括了许多不确定因素和模糊因素，所以路径诱导系统不能仅用纯数学方法来解决，还要结合其它工具。同时，为了适应动态路径诱导系统的实时性和全局寻优要求，实现快速而准确的路径诱导功能，本文首先详细讨论各种最优路径选择算法的优缺点及应用发展现状，提出采用有序实数编码的遗传算法进行最优路径计算，并根据交通路网的特性设计了有序实数编码遗传算法的选择、交叉和变异算子，并用C语言实现了该算法。通过模拟路网的验证显示，该最优路径选择算法是可行的。最后，本文还探讨了遗传算法并行计算的实现方式及其特点和适用范围，并选择了适用于最优路径计算的并行遗传算法。

关键词：智能运输系统先进的出行者信息系统动态路径诱导系统最优路径选择算法遗传算法

智能交通中动态路径诱导系统的建模与优化算法的研究

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智能交通中动态路径诱导系统的建模与优化算法的研究

作者：刘陪吉林大学

学位级别：硕士

随着城市现在化进程的不断发展,全球汽车保有量逐年上升,从而引发了一系列的社会问题,例如:交通堵塞、环境污染以及噪声污染等等。智能交通系统,简称ITS(Intelligent transportation system)应运而生,智能交通系统是集信息、通信、控制... 详细信息

随着城市现在化进程的不断发展,全球汽车保有量逐年上升,从而引发了一系列的社会问题,例如:交通堵塞、环境污染以及噪声污染等等。智能交通系统,简称ITS(Intelligent transportation system)应运而生,智能交通系统是集信息、通信、控制及网络等技术于一体的综合研究学科,可以提供全方位、实时、准确以及高效的服务信息。ITS是具有潜力的研究方向,进一步说,将成为未来相关研究领域的热点。动态路径诱导系统(Dynamic Route Guidance System,DRGS)是ITS一个重要分支,利用计算机、通信等现代技术,为出行者提供实时交通信息以及最优路径。路径选择模型和路径优化算法是动态路径诱导系统的关键技术,模型可以确定动态路径诱导系统的优化目标,优化算法可以提高路径诱导系统的效率,从而满足实时交通环境。因此,本文分别在建模以及优化算法两方面对动态路径诱导系统进行了研究。1.路径选择模型在实时环境下,影响出行者选择路径的因素比较多,例如:费用、时间、距离等,但目前大多数路径选择模型是基于单目标的。鉴于此,本文分别从费用、时间角度出发,构建了实时环境下基于多目标的路径选择模型。在实时环境下,文中具体分析了道路畅通和拥挤的情形下路阻的产生方式,从而构建了基于时间最短的目标函数,在此基础上,构造了基于费用最低的路径选择模型。采用加权求和函数对多维数据聚集得到组合权重,而权重系数可依据出行者需要或喜好设定。为更精确地反馈结果,本文用类似的量值对多目标函数值进行了预处理,从而均衡各决策变量在组合函数中的支配能力。为验证模型的实用价值,本文以C++仿真实验环境,实验数据以VISSIM仿真并结合实际进行了合理的设定。在仿真环境下,本文模型与基于几何最短距离的路径选择模型进行对比实验,实验结果证明实时环境下基于多目标的路径选择模型更具有实用价值。2.路径优化算法在动态路径诱导系统中,由于交通信息具有实时、动态的特性,因此,本文提出了实时环境下基于混合的动态路径优化算法。该算法是在广义自适应A*算法的基础上,结合剪枝算法,同时引入PSO局部最优及全局最优智能存储、模糊时间窗等优化策略。剪枝算法以当前局部最优为阈值,从而有效控制阈值的大小,避免阈值过大或过小的结果;模糊时间窗约束算法优化时间以及控制仿真时间,从而使算法更好的适应系统的实时性。为验证算法,实验数据采用纽约地图数据,并在仿真实验环境下,分别验证了优化策略的有效性,与此同时,本文算法与A*算法的进行了对比实验。实验结果证明:本文算法中,优化策略在动态路径优化算法是有效的且合理的,同时证明了本文算法可适应于动态路径优化系统。

关键词：动态路径诱导系统路径选择模型路径优化算法广义自适应A*算法多目标

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优化算法在动态路径诱导系统中的研究综述

海南师范大学学报（自然科学版） 2019年第4期32卷 416-419页

作者：黄敏蔡娜孙珠婷郑毅平海南热带海洋学院计算机科学与技术学院

城市交通拥堵问题已成为阻碍我国城市经济发展的主要问题之一,动态路径诱导系统在城市道路交通流的均衡动态分配中起着举足轻重的作用,并对缓解我国现阶段的城市交通拥堵问题具有重大现实意义。文章对应用于动态路径诱导系统的智能优化... 详细信息

城市交通拥堵问题已成为阻碍我国城市经济发展的主要问题之一,动态路径诱导系统在城市道路交通流的均衡动态分配中起着举足轻重的作用,并对缓解我国现阶段的城市交通拥堵问题具有重大现实意义。文章对应用于动态路径诱导系统的智能优化算法进行研究,对其进行了分类和综述,并对其各自的优缺点进行总结,同时对下一步的研究进行了展望,为今后的研究提供参考和借鉴。

关键词：交通系统动态路径诱导系统优化算法