复杂网络理论的武汉市路网结构特征

针对武汉市路网的基本结构特征,该文以道路stroke作为路网的基本结构单元,以对偶拓扑图作为路网几何拓扑结构的表达形式,基于复杂网络理论的相关定量分析指标,进行了研究分析。通过对路网节点度分布的统计分析表明:武汉市路网属于无标度网络;通过对网络的平均聚类参数和平均网络距离的计算分析表明:武汉市路网属于小世界网络;以度中心性、中介中心性、接近中心性和长度为基本评价指标,通过加权综合评价,研究了武汉市路网的层次结构特征,表明武汉市路网的结构构成符合"二八分率"的规律。     

城市路网交通状态的改进Kriging估计方法

在非线性降维算法Isomap的基础上进行了改进,提出了一种基于度量多维标定法的空间变换方法。将原始网络空间中的路网距离转换为新欧氏空间中的近似路网距离,并在此距离度量基础上实现Kriging方法。通过对南昌市真实数据进行交通状态估计的实验发现,该方法比现有的基于欧氏距离度量的Kriging方法具有更高的估计精度,能够有效地解决交通领域中大规模路网交通运行状态监控的问题。     

基于复杂网络指标的路网结构形态评价与分析

采用基于复杂网络拓扑特征指标的评价方法对环状、方格及自由形态三种典型结构形态的路网结构进行分析研究,实验表明:在规则路网中,环状路网具有最优的路网结构,方格路网其次;基于实证路网的分析也表明路网结构形态对于交通网络的通行效率及可靠性具有较强的影响.研究成果对交通规划及路网优化等工作具有一定的参考价值.     

考虑内在关联性的城市路网交通运行效率评价

为实现大规模城市路网下的交通运行效率评估，立足于深圳市福田区、南山区以及罗湖区的浮动车轨迹数据，提出了一种结合交通可达性与道路交通流特性的评价方法。通过地图匹配与网络重构获得路网重构图，对其进行社区发现与聚类以挖掘路网内在联系并进行交通运行效率评价。该评价方法兼顾路网结构与交通属性，在考虑路网内在关联性的情况下进行城市路网交通效率评价，并通过评价结果对实际路网提出针对性改进建议。相比传统方法，该文提出的评价方法能够识别出道路间相互影响关系，在局部路网的尺度下修正评价结果，使评价结果体现出实际路网不同区域内交通效率的内在联系。     

多中心视角下的武汉市路网与经济活动空间关系分析

探究道路网络与经济活动的空间关系对城市科学规划有促进作用。采用多中心评价模型测度武汉市路网情况,并结合核密度估计法和地理加权回归法探究武汉市路网多中心和经济活动多中心的空间分布情况及其相关关系。研究表明:武汉市路网和经济活动分布整体呈现出多中心分布形态;武汉市路网多中心与经济活动多中心存在较强的关联性,且其相关程度存在空间异质性,建议考虑要素空间差异进行科学规划。     

符合认知规律的时空轨迹融合与路网生成方法

以行驶在城市大街小巷的出租车GPS时空轨迹数据为研究对象,研究了符合"感知—认知—经验"认知规律3层次的轨迹融合与路网生成方法,提出了基于Delaunay三角网的时空轨迹融合模型,实现了从GPS时空轨迹中对符合认知规律需求的路网信息的获取,并以武汉市出租车GPS轨迹为试验,实现了对武汉市出租车时空轨迹的融合与武汉市路网数据的生成,证明了该方法的有效性。     

百度地图API路网搜索功能在职住分离研究中的应用

通过调用百度地图路网搜索API函数直接求解不同交通方式下的通勤距离,为武汉市居民的职住分离状况研究提供可靠的数据;同时探讨了计算过程中GPS坐标与百度地图坐标的转换以及在通勤距离求解过程中调用回调函数必须注意的问题。     

出租车经验知识建模与路径规划算法

以出租车采集的浮动车数据,研究出租车司机道路选择的经验和规律,建立出租车司机道路寻径的经验知识模型,将城市交通道路网按该知识模型分成不同等级的经验路网;在此基础上提出基于经验知识的交通道路寻径算法,并以武汉市交通路网和浮动车为实验数据,将本文提出的道路寻径算法与传统的最短路径规划算法进行比较,实验结果表明在起止点相同的情况下,本文选择的路径较好地保持了道路等级的一致性和连贯性,明显减少通行时间,更符合自主出行的认知.     

面向导航的动态多尺度路网数据模型

导航应用需要动态多尺度路网数据的支持.描述交通特征的时空多尺度语义,利用象形符号扩展的UML表示法,设计适用于导航的动态多尺度路网数据模型.模型以车行道为拓扑数据建模的基本单元,以完整道路为几何数据建模的基本单元,实现路网拓扑/几何的分离与多尺度表达,以及交通状态、交通事件,统计行程时间等动态信息与路网的集成表达.试验表明,本文提出的模型为相应的数据结构设计与数据库实现奠定了良好的基础,能有效支持导航应用.     

订阅-通知模式的动态交通信息服务

提出一种新的动态交通信息服务方式,该方式以订阅-通知模式建立动态交通信息对导航电子地图路网要素属性的影响框架,当动态信息数据源的状态改变时,相应的导航电子地图路网要素能实时准确地调整属性以响应动态信息的变化,充分体现动态交通信息的时效性,从而为用户提供不同需求的动态交通信息服务。最后以路径规划服务为例,验证订阅-通知模式的动态交通信息服务方式的有效性和实用性。     

基于GPS浮动车采集交通信息的路段划分方法

针对目前GPS浮动车采集交通信息的路段划分方法大多忽略交叉口不同行驶方向车流运行条件的差别,且假设路段不同位置的交通状态均衡,从而导致交通信息质量偏低,无法有效满足交通状态判别和车辆动态导航系统数据需求的问题,设计了能够区分车流不同行驶方向统计交通数据的方向路段划分方法与区分路段不同位置统计交通数据的子路段划分方法,以便从路网空间数据结构方面改善交通状态判别和车辆动态导航系统的信息基础。     

基于轴线法和POI数据双重视角的城市空间协调性研究

城市空间结构的合理性影响城市的持续稳定发展。本文使用格网法、核密度分析以及空间句法的轴线模型,将POI大数据与交通路网数据相结合,基于格网尺度对可达性与POI密度进行交叉对比分析,进而得到双重约束下的武汉市中心城区空间结构特征类型与空间分区方案。结果表明:1)武汉市中心城区POI密度呈“一心独大”的非均衡式分布,可达性则呈现“一核两翼”的空间结构;2)在双重约束下武汉市中心城区可划分为三类空间,总体呈“两带多区”的空间结构形态。该研究基于网格尺度构建了城市空间结构研究新思路,可为城市规划布局及国土空间格局优化提供方法参考和决策依据。     

基于GeoStar的城市交通地理信息系统的设计与实现

通过系统分析城市交通的特点，应用城市交通地理信息系统的网络结构模型和交通网络数学模型，以武汉市建成区为例，建立武汉市交通地理信息系统（GIS－T）。该系统利用GIS强大的空间分析功能及属性库管理能力来管理交通资源。     

重庆市主城区城市路网演变分析及与城市扩张耦合性研究

研究结合重庆市主城区2011-2017年高分辨率遥感影像和相关地形图、规划资料及交通专题资料信息等,提取城市路网和城市建设用地数据,基于GIS操作平台,采用空间核密度方法分析主城区城市路网时空演变特征,探索城市路网空间分布规律,以街道(镇)为研究单元分析城市道路与城市用地扩张之间的耦合关系,为合理规划交通道路布局,促进城市扩张与道路网络的协调发展提供了重要参考依据。结果表明,主城区城市路网分布具有空间不均衡性特征,路网演变有明显的方向性,以东西两翼带状区域变化为主,路网密度变化集中在低密度区。与城市用地扩张相关性研究中发现,城市路网是城市扩张的主要驱动力之一,路网中密度区域对城市扩张的驱动效应最明显。     

地理加权回归的城市道路时空运行态势空间网格计算方法

随着城市化加速发展,交通拥堵已成为全球大城市面临的共同难题。高效、准确地分析与发现交通状态与影响因素的空间变化关系是优化道路交通要素配置的重要基础。提出了城市道路交通空间地理加权（road grid geographically weighted regression,RG-GWR）模型,首先以两种尺寸网格嵌套的九宫格计算区域路网承载力比率,识别出路网配置不均衡区域;然后结合实况交通态势,以地理加权回归模型计算单元网格的交通时空运行态势影响异质性参数及其回归关系,得到基于网格的邻近区域路网交通要素配置配比,实现以九宫格为单元的路网要素优化配置。以成都市核心区为例,构建了3种尺寸的空间网格,形成多级叠加的九宫格模型,计算提取了两种级别九宫格模型区域承载力参数,结果与高德实际路况匹配度分别达到62.5%与87.5%;RG-GWR模型在不同时段交通态势拟合度达到80%以上。结果表明,从空间角度分析道路交通均衡配置高效、可行,具有服务于智能化平台的广阔前景。     

基于道路标线布设方案的交通路网数据库构建研究

道路标线是交通规则的载体,它们布设在物理道路网络上为交通参与者分配路权,并规范其行为。通常,称这种加载了交通规则的物理道路网络为交通路网。本文首先提出了物理道路网络的表示模型;然后结合线性参考技术,以物理道路网络为基础,构建了基于的GIS道路标线布设方案数据模型;最后,本文选取示范路网,运用道路标线布设方案数据库,进行路网交通规则的推导,构建了基于车道级路网数据模型的交通路网数据库,为交通路网数据库的构建提供了一种参考。     

路网更新的轨迹-地图匹配方法

全面准确的路网信息作为智慧城市的重要基础之一,在城市规划、交通管理以及大众出行等方面具有重要意义和价值。然而,传统的基于测量的路网数据获取方式往往周期较长,不能及时反映最新的道路信息。近几年,随着定位技术在移动设备的广泛运用,国内外学者在研究路网信息获取时逐渐将视野转向移动对象的轨迹数据中所蕴含的道路信息。当前,基于移动位置信息的路网生成和更新方法多是直接面向全部轨迹数据施加道路提取算法,在处理大规模轨迹或者大范围道路时,计算量极大。为此,本文基于轨迹地图匹配技术,提出一种采用"检查→分析→提取→更新"过程的螺旋式路网数据更新策略。其主要思想是逐条输入轨迹,借助HMM地图匹配发现已有路网中的问题路段,进而从问题路段周边局部范围内的轨迹数据中提取并更新相关道路信息。该方法仅在局部范围内利用少量轨迹数据来修复路网,避免了对整个轨迹数据集进行计算,从而有效减少了计算量。基于OpenStreetMap的武汉市区路网数据以及武汉市出租车轨迹数据的试验表明,本文提出的路网更新方法不仅可行,而且灵活高效。     

城市道路网络社团结构的识别与分析

社团结构是复杂网络具有的一项重要性质,为探究不同城市路网社团结构的特点,本文利用分裂算法,对北京、成都、南京、武汉4个城市的路网进行社团结构划分,分析路网空间结构与社团结构之间的联系。实验结果表明,城市路网有着较强的社团特性,网络模块度最大值高于一般社会网络,同时路网社团结构可以较好地识别出一些路网中联系紧密的区域。本文在路网结构研究中引入社团结构概念,进行了新的尝试,并且取得了有益的成果。     

高分遥感影像的城市群路网监测原型系统开发

为推动高分辨率遥感影像在交通行业的应用,设计并开发了城市群路网监测原型系统,可用于判研城市群道路宏观交通状态,分析城市群新建小区公交需求,分析和展示城市路网演变态势。系统以C++为开发语言,Oracle 10g为系统数据库,Arc GIS Engine为基础数据处理平台,采用MFC与QT混编机制,在"数字交通球"基础上,实现了交通信息数据分析、遥感影像数据处理、数据展现、数据转换与管理、数据发布与交换等功能,并进行了实例展示。调试表明,该系统结构科学、稳定,能为高分影像在交通行业的实际应用提供参考。     

面向实际车道的3维道路网络模型

亚洲国家,特别是中国的城市发展,立交桥、摩天大楼等日益复杂。传统基于道路中心线的道路网络模型在几何、时空语义属性、拓扑关系表达等方面都难以满足立体化交通需求。本文引入物理车道、虚拟车道和车道带概念,提出面向实际车道的多层次3维道路网络模型,重点分析该模型的数据库实现方法和实际车道拓扑构建、离散化、面向实际车道的寻径导航等关键问题。试验总结了该模型的若干明显特点如路网的多层次表达、灵活准确的车道拓扑控制等。