关于全局最优交通寻路算法的-研究

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1、上海大学硕士学位论文1．2智能运输系统简介1．2．1智能运输系统智能运输系统[8】(IntelligentTransportationSystems，简称ITs)，是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种实时、准确、高效的综合运输系统。ITS代表了一种全新的理论和思维方式，是人们对提高交通运输效率进行探索的最新成果。智能运输系统研究主要体现在两个方面：(1)ITS的实施技术研究，主要把电子控制技术、通信技术、计算机处理技术、GPS定位导

2、航技术等有效地运用到ITS的各项研究中。目前，在实施技术方面的研究进展较大，已经取得了较为理想的成果。(2)ITS的基础理论研究，也是交通流诱导系统理论研究。ITS基础理论通常称“实时动态交通分配(RealTimeDynamicTrafficAssignment)"。该理论模型是美国ITS研究的“出行和运输管理系统"、“出行需求管理系统”、“公共交通运输管理系统”、“商业车辆的运营系统”、“应急情况的管理系统"、“先进的交通控制和安全系统’’和欧洲的“DRIVE"、“PROMETHEUS”以及日本的“RACS”、“AMTICS"、“VICS"、“SSvS"等领域研究的核心内容。1．2．2交通流

3、诱导系统交通流诱导系统[1】(TFGS)，也有人称之为交通路线引导系统(TRGS，Tra伍CRomeGuidanceSystem)或车辆导航系统(VNS，VehicleNavigationSystem)。它利用全球定位系统(GPS，GlobalPositioningSystem)、电子交通图(ElectronicMapofTrafficNetwork)、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，为驾驶员找到从当前位置到目的地的最优行驶路线，并协助出行者方便地进入原先没有去过的地方。2上海大学硕士学位论文使用这种系统，能够有效地防止交通阻塞的发生，减少

4、车辆在道路上的逗留时间，并最终实现交通流量在网络中各路段上的最优分配。根据诱导信息作用的范围，TFGS可以分为车内诱导系统和车外诱导系统两大类。在车内诱导系统中，实时交通信息传输于个别车辆和信息中心之间，车辆上安装有定位装置、信息接收装置和路径优化装置。由于诱导对象是单个车辆，因而也称为个别车辆诱导系统。这类系统的诱导机理比较明确，容易达到诱导目的。目前各发达国家研究的大部分是这种系统。但其对车内设施和信息传输技术要求较高，造价相对昂贵。相比之下，车外诱导系统的交通信息是在车流检测器、信息中心和可变标牌之间传输，诱导对象是车流群，因而也称为群体车辆诱导系统。这种系统～般适用于高速公路或路段较长

5、的城市交通流的诱导。发达国家的TFGS一般由三部分构成：车辆定位模块、通信模块和驾驶员决策支持模块。车辆定位模块的功能是跟踪车辆在路网中的位置。其输出既包括车辆当前的绝对位置(经度、纬度和高度)，也包括车辆在电子地图上的相对位置。定位过程主要依靠航位测定、地图匹配和全球定位系统(GPS)完成。通信模块负责完成车辆和交通信息中心的数据交换。车辆利用接收器可以获得从交通信息中心发射来的实时交通信息(当前路段的行程时间、堵塞或事故发生地点等)。同时，车辆作为流动的交通信息探测设备，把当前的交通信息通过发射装置反馈给交通信息中心。目前广泛使用的通信方式有射频通信(无线电广播通信)、红外通信、微波通信和

6、蜂窝移动电话通信等。驾驶员决策支持模块的功能是进行最优路径的计算和路径引导信息及其他信息的显示。最佳路径的计算是TFGS的关键部分。在进行计算之前，首先由用户输入目的地，然后该模块根据定位模块提供的定位信息和通信模块提供的当前交通状态信息计算出从当前位置到达目的地的最优路径。所得到的最优路径随驾驶员的需求不同而不同，可以是路程最短的路径，也可以是运行时最短的路径。路径优化采用较多的是图论中的最短路算法和人工智能中的启发式搜索算法。最优路径的显示可以有三种方式：文本方式、声音方式和图形方式。其中文本方式用文字在显示器上显示诱导信息，如“在前面路口向右拐”等；声音方式通过文语转换和语音合成单元将文

7、本信息以声音的形式输出，这是一种最直接、最有效的方式；3上海大学硕士学位论文图形方式是在电子地图上用特殊颜色的连线表示出最优路径信息，这是一种常见的比较直观的屏幕输出形式。交通诱导系统自诞生以来，就受到了人们的普遍关注。许多发达国家如美国、德国、日本等均将其列入国家研究计划，投入了大量的人力、物力和财力对其进行研究、试验和开发。目前，研究开发比较成功的有美国的TravTek系统、德国的趾i．Sco