[發明專利]面向城市交通的動態路徑誘導方法

無效

• 申請號: 201010593086.5
• 申請日: 2010-12-08
• 公開（公告）號: CN102169637A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 張飛舟;陳嘉
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G08G1/0969
• 分類號: G08G1/0969;G01C21/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李新華

技術領域

本發明涉及地理信息系統及智能交通系統中的多種最優路徑規劃方法，實現了動態交通流信息的表達，并將動態交通流信息成功應用于動態最優路徑的計算，可以仿真不同路徑規劃方法在動態交通狀況下的運行效率。而且，本發明實現了適用于動態交通信息大型路網的雙向分層最優路徑規劃方法。該方法成功解決交通禁則、轉向限制、單向限行等問題。

背景技術

對于一個動態路徑誘導系統，一般由三部分構成：(1)交通信息控制中心，交通信息監控中心是動態路徑誘導系統的主控中心，主要功能是從各種信息源獲得實時的交通信息，處理并產生要發布的交通數據。(2)通信系統，負責完成車輛和交通信息中心的數據交換。控制中心通過通信系統向車載單元發送實時路阻、交通事件等信息，車載單元向控制中心反饋車速、位置等實時信息。(3)車載誘導單元，車載誘導設備主要由計算機、通信設備和車輛定位設備組成。負責車輛位置確定，與控制中心交互交通信息，提供人機界面等任務。

動態路徑誘導系統的框架如圖1所示。

所以針對動態路徑誘導系統，動態路徑規劃方法、地圖匹配方法、動態交通流表現、導航電子地圖數據庫是必不可少的部分。

發明內容

本發明所解決的問題：根據道路交通網實時變化的特點，克服現有技術的不足：交通控制中心無法提供實時的動態交通阻抗，通過人為模擬動態交通阻抗，仿真了動態路徑規劃方法，表現了動態變化的交通流。該方法運行效率高，可解決交通禁則、單向限行、轉彎阻抗等技術問題。除此之外，本發明還改進了PSP方法，Dijkstra方法，DBFS方法，L-dequeue方法，L-2queue方法，改進的Dijkstra方法，A*方法，分層雙向搜索方法等十二種路徑規劃方法，使之能夠解決交通禁則、單向限行、轉彎阻抗等技術問題。最后仿真了這些方法在不同的道路交通狀況下的運行效率。

本發明采用的技術方案步驟如下：城市交通是指路網龐大、交通規則多變、交通信息瞬息萬變的交通環境。技術路線如圖2所示。實現步驟如下：

第一步，導航地理數據的采集與組織，包括數據采集，數據格式轉換，導航數據庫的建立；

第二步，實現GPS數據獲取模塊。利用ESRI提供的一套完整的支持GPS的方法和接口，實現從GPS端口的連接，到GPS信號在地圖的顯示，以及軌跡的回放；

第三步，實現地圖顯示模塊。ArcObjects給開發者提供了多個可視化控件，如MapControl控件、PageLayoutControl控件、TOCControl控件和ToolbarControl控件等。地圖的顯示主要由MapControl控件完成，圖層控制由TOCControl控件完成，縮放漫游等地圖基本操作命令由ToolbarControl控件完成；

第四步，實現信息查詢模塊。充分利用ArcGIS?Engine接口函數IQueryFilter和IFeatureCursor。IQueryFilter接口通過輸入SQL空間查詢語句返回具備指定條件的IFeatureCursor對象，再通過IFeatureCursor的NextFeature()方法即可獲得要素對象；

第五步，實現動態交通流模塊。在線性參考系的基礎上，利用動態分段技術，實現了動態交通流的模擬；

第六步，實現路徑規劃模塊。通過INetworkDataset接口和INetworkQuery接口獲取路網連通性關系，再根據各種最短路徑規劃方法思路進行路徑尋優。

第七步，實現動態仿真模塊。

所述第六步路徑規劃模塊的實現過程為：1)初始化道路網絡接口函數INetworkDataset，INetworkElement，INetworkQuery，INetworkForwardStar。這幾個函數是本發明所用路網模型的入口函數，可以提供道路網絡的連通性信息；2)確定起點和目的地相應于道路網絡的起訖點和起訖邊；3)定義路徑分析相關變量；4)初始化路徑分析相關變量；5)判斷搜索方式，即根據起訖點所在道路網絡等級判斷進行正向搜索還是逆向搜索；6)尋找u節點(已標號點)；7)探測選出的節點u和u1(u為正向搜索中的已標號點，u1為逆向搜索中的已標號點)；8)判斷正逆向搜索是否交接，如否轉步驟6繼續循環，如是得到最優路徑；9)繪制所述最優路徑。