GIS中顾及能见度影响的最优路径研究

针对雨雾天气下的动态交通路径问题,分析了能见度影响因子,研究了基于AASHTO停车视距模型的安全车速,进行了顾及能见度影响因子的综合安全车速计算。在此基础上进行了动态交通网络中的成本路径分析,探讨了能见度影响因子对距离成本、时间成本和运输成本等路径分析的影响。实验结果表明,该模型对于动态交通路径研究,具有较强的可行性和实用性。     

基于网络Voronoi图启发式和群智能的最大覆盖空间优化

提出一种基于网络Voronoi面域图的最大覆盖选址模型及相应的粒子群优化方法,并应用于城市响应时间敏感型公共服务设施的空间优化。本文考虑设施功能沿交通网络辐射以及需求非均匀分布情形,对设施在网络连续空间上进行布局优化,选址模型采用网络Voronoi面域图划分布局设施的功能辐射域,以启发空间优化最小化重叠覆盖。模型同时顾及了设施利用率的最大化,规定设施对给定距离以内的需求实行的完全服务覆盖和对给定距离以外的需求实行随距离衰减的部分服务覆盖。本研究提出基于遗传机制和广义Voronoi图改进的粒子群算法以提高其空间优化性能,通过对南京市消防站最大覆盖空间优化实验表明,该研究取得了较为理想的结果,可应用于城市化区域应急设施最大覆盖空间优化。     

网络超点模型数据结构设计与路径分析算法

传统网络图模型无法满足交通网络表达的需求,结点-连接模型与伪二重图等模型可以通过增加结点或孤段的数量来表达部分交通限制信息,但会导致查询代价的增加.网络超点模型通过结点的限制矩阵,表达交通网络中的交通限制信息,可以较好地解决了这一问题.论文针对超点模型及所表达的交通限制信息对最短路径算法加以改进,设计了基于超点模型的数据结构,并编程实现基于超点模型的最短路径查询方法.     

面向路径优化的变分辨率栅格成本表面模型建模方法

成本表面模型是在连续空间中进行路径优化的基础。目前,在连续空间中进行路径优化多是基于单分辨率成本表面模型的。但在使用该模型解决诸如输电、调水、公路和铁路、输油输气等路径优化问题时,存在一些缺点,例如数据冗余、计算成本高、易受地物“边缘效应”影响等。针对这些问题,本文提出了一种面向路径优化的GIS变分辨率栅格成本表面模型,并详细阐述了这种数据模型的设计思想和建模方法。实验结果证明,该模型能有效的对地物密集度和地形复杂度进行建模,解决单分辨率模型遇到的问题。将该模型与传统的单分辨率成本表面模型的计算结果进行对比分析,表明本文建立的模型在多种环境下均能选出合理的路径,且计算效率得到明显提高。     

基于改进遗传算法的路网应急疏散多目标优化

基于路网应急疏散问题的实际需求,提出以路径流量为决策变量,以疏散流量最大、疏散路线最短和可靠性最高为目标的多目标优化模型,综合考虑了应急疏散的时效性、经济性和安全性,并设计自适应小生境Pareto遗传算法对模型进行求解。以某地区实际路网为例进行模拟分析,验证了算法的有效性和可行性。     

基于GIS交通网络的室内3维网络模型研究

在2维交通网络逻辑数据模型基础上,讨论了概念化的楼层网络,进行了室内连通的3维网络模型的研究。基于ArcGIS的交通网络模型建立了试验区的室内3维网络模型．并给出分析结果,该方法为室内3维网络模型研究提供了技术支持。     

顾及道路风险的应急疏散路径规划方法

突发自然灾害下的道路网络存在安全隐患,安全性成为应急疏散中首先要考虑的因素。当前对应急疏散的研究主要集中在疏散效率方面,对疏散的安全性、道路风险的考虑仍然存在不足。针对这一问题,从路径的可靠性角度考虑道路风险因素,建立了基于时间和道路风险的路径可靠性度量模型,进而提出了顾及道路风险的应急疏散路径规划方法。为检验方法的有效性,选择位于地质灾害多发区的四川茂县为研究区进行实验分析。结果表明,该方法得到的受灾点人员与应急避难场所之间的分配关系合理,所规划路径有效地避开了风险较高的道路,该方法稳定、可靠,可以为城市的应急疏散体系建设提供科学参考。     

基于路径和模拟退火的交通

针对以交通规划网络方案作为上层规划,而在给定路网结构下的交通平衡分配作为下层规划的离散交通网络设计双层规划模型,设计了基于模拟退火算法和路径搜索算法的SA-GP求解算法.相对传统基于路段搜索的平衡配流算法,采用路径的搜索算法抓住了Wardrop平衡的本质特征,采用逐步增加路径的方式,取得了较好的运算效率.最后使用算例对算法和模型进行了计算分析,计算的结果表明,模型和算法都是有效的,上下层算法均具有良好的收敛速度和求解效率,能够很好地解决大规模的路网规划设计问题.     

应急道路可达性模型改进的研究

道路的可达性是应急救援工作的基本保障。本文以灾害应急管理为背景,定义了应急道路可达性概念,对现有引力模型进行改进,并作为应急道路可达性的计算模型;结合GIS的网络分析功能,对比分析了不同可达性计算模型的结果。实例表明改进后引力模型更加适合于应急救援中最佳路径的选取,可为应急灾害管理的路径选取提供综合性指标。     

航空遥感灾害应急区域协同优化研究

针对航空遥感在自然灾害应急工作中存在效率低和组织无序的问题,分析国内外航空遥感灾害应急的现状与具备条件,提出区域协同的航空遥感应急组织模式,即对灾害所在区域的航空遥感力量进行优化配置,最大限度缩短应急时间;并且在该模式下充分考虑应急响应时间、飞机性能、作业面积、遥感成像设备和数据处理能力等5个方面的影响因素,建立基于层次分析法的应急择优模型。研究表明,算例结果有效地验证了区域协同组织模式及择优模型在航空遥感应急工作中应用的可行性与高效性。     

基于转向限制和延误的双向启发式最短路径算法

提出了基于节点的交通网络拓扑关系模型，描述交通网络的物理连通性以及逻辑连通性；根据对偶图的思想，定义搜索节点结构，处理交叉口转向限制和延误；改进传统的Dijkstra算法，提出了基于搜索节点的双向启发式A^＊算法，使用二叉堆优先级队列存储扩展节点，RB-tree存储标记节点。实验表明，本算法在效率和结果两方面都能满足车辆导航系统路径规划的要求。     

利用反向流和冲突消除进行人车混行疏散路网优化

城市突发事件时人员会选择不同的交通方式（步行、驾车等）进行疏散,在交叉口处极易出现人车混行。提出了一种利用反向流和冲突消除策略的人车混行疏散路网优化方法,对主要疏散路径进行人、车流的反向以扩大通行能力,并在交叉口处禁止人、车的部分转向来进行人车分流以消减人车冲突。建立了以平均疏散时间和平均疏散路径长度最小为目标的优化模型,并利用遗传算法求解最优的人车分流方案。以武汉市2 km范围内的路网为例进行实验,并针对不同的人车混合比例进行模型敏感性分析。结果表明,所提方法能通过人车混行网络设计提高疏散效率,在行人比例较高的情况下,平均疏散时间及疏散路径长度的改善较明显。     

基于ArcGIS Engine的乡镇区域洪灾应急路径规划和制图系统设计与实现

近年来,极端天气引起的洪涝灾害频繁发生,给人民生命财产安全造成巨大威胁。乡镇区域由于基础设施不够完善、应急救援信息化建设相对薄弱,是人员、经济损失最为严重的区域。针对上述问题,基于ArcGIS Engine设计并开发了乡镇区域洪灾应急路径规划和制图系统,通过设计灾区信息查询、道路更新、救援路径规划、应急地图制图和灾情统计等功能,优化救援路径规划方案,提高应急地图制图效率,为乡镇区域洪灾应急救援提供支持和服务。     

交通网络旅行商路径优化的遗传禁忌搜索算法

旅行商路径优化问题是经典的网络分析问题之一。由于旅行商问题具有NP Hard特性,主要通过智能优化方法或启发式算法来获得近似最优解。然而,单一智能优化方法存在运算量过大、参数选择苛刻,对初值依赖性强等缺陷,很难快速实现全局优化。结合多种优化机制和邻域搜索结构设计混合启发式算法可在一定程度上解决这一问题。本文结合遗传算法的全局寻优能力和禁忌搜索的记忆功能,设计实现了一种基于分散集中策略的禁忌遗传算法,即采用遗传变异算子作为分散策略构造邻域,开辟新的搜索空间,有效提升获得全局最优解的概率;将禁忌搜索作为集中策略进行局部寻优,避免迂回探测,充分体现禁忌搜索较强的“爬山”能力,并通过实际交通网络和不同规模的节点集合,从求解精度、稳定性和效率三个方面对算法进行了评价。结果表明,本文提出的交通网络旅行商路径优化的禁忌遗传算法平均求解精度比禁忌搜索算法提高了9%,略优于ArcGIS;当与ArcGIS求解的TSP路径长度差异在1%以内时,禁忌搜索算法已经难以获得对应精度的TSP路径,而禁忌遗传算法效率比遗传算法提高了50%。且禁忌遗传算法具有很好的并行化潜力。     

动态城市交通网络优化模型研究及算法设计

在城市交通网络中,行车路线所耗时间是用户关心的关键因素之一.本文构建了基于时间因素的城市交通网络模型,为反映交通网络随时间动态变化的特性,网络模型中弧的权重是和时间统计变量相关.本文设计了交通网络模型算法,并对算法进行了详细的论述.针对实际交通网络的行驶线路选择人群中乐观型、保守型和折中型,给出了路线选择的简化模型.文...     

汽车自导航系统中加入道路转向限制的最短路径算法

最短路径问题是交通网络分析中的一个重要问题，也是交通地理信息系统中的一个研究热点。国内外大量专家学者对此问题进行过深入研究。最短路径问题可分为单源最短路径问题及全源最短路径问题两种。其中，单源最短路径问题更具有普遍意义。单源最短路径问题的算法有很多种，代表性的有基于邻接矩阵的Dijkstra算法、最大相关边法、最大相关点法，基于邻接表的Dijkstra算法、A*算法等等；纵观该方向的研究状况，人们对最短路径分析的分类及其实现算法和应用研究较多，而对交通中的限制条件研究较少。     

一种复杂地理环境越野通行路径寻优算法

设计了基于障碍距离的优化算法,解决突发事件应急联动中复杂地理环境下最短路径的寻优求解问题。在详细分析地理空间高程、坡度、障碍物等空间信息的基础上,通过计算搜索空间、搜索方向和网络弧段权值构建网络拓扑关系网,并利用遗传算法对最优路径进行寻优求解。     

交通限制条件下的最短路径算法分析与优化

通过对交通网络本身的特点及要求的分析与研究,介绍了一些适合道路网的经典最短路算法和数据存贮模式,探讨了在交通网络路线优化过程中需要特别处理的几个问题,如路口延误、禁行状态等,并在理论上给出了相应的解决方案.最后给出了一个路径搜索的实例.     

一种基于时空拥挤度的应急疏散路径优化方法

提出时空拥挤度的概念来描述时间与空间维上的移动对象的拥挤程度,并以此提出一种基于拥挤度的应急疏散路径优化方法,该方法能够为大型公共场所的人员疏散提供从建筑物内部经由路网离开危险区域的一个完整疏散路径方案。分析在疏散路径分配的过程中以最短路径为基础的疏散路径分配方案的拥堵情形,然后以缓解拥堵、减少疏散总时间为目标,设计疏散路径分配方案的优化方法。试验结果表明优化后的方案能够减轻整个疏散方案的拥堵程度,同时能够为每个疏散个体提供一条相对合理的疏散路径。     

面向应急测绘保障的网络地图制图效率分析

现有的网络地图平台已将全球多尺度地理数据进行了有效的集成与可视化表达,基于这些平台收集和发布的志愿者地理信息也已成为应急测绘保障的重要数据源。然而,网络环境的不稳定性使得以此为基础的应急制图服务在效率上存在较大的不确定性。本文针对网络环境下应急制图效率这一特定问题,分析了影响应急制图时间的三个主要因素及其相互关系,建立了应急网络制图效率三元组模型,并以“天地图”平台为例,使用回归分析等方法对模型参数进行了优化设置,最后使用一组测试数据验证了该模型的准确性与实用性。