交通网络最优路径分析研究

交通网络最优路径分析问题是在交通网络中进行路径分析与规划的核心问题，在物流、交通地理信息系统、智能交通系统、基于位置服务和物联网等领域应用广泛。交通网络模型是进行最优路径分析研究的基础。交通网络模型构建的目的是为了既能描述交通网络特征，又能适于算法应用。最优路径分析算法是专门用来解决最优路径问题的方法。最优路径分析算法的体系庞大，非常有必要建立分类体系。最优路径分析算法在算法参数设置、交通网络模型特征和最优路径问题求解效果三个方面存在算法适用性。对于最优路径规划，存在多种目标因素的影响，应该综合考虑多目标因素及其相互关系，并进行定量分析描述。本文主要工作包括： 1．探讨了交通网络的组成，阐述了交通网络模型的构建与表达，研究分析了交通网络模型的形态特征与权值特征，从交通网络的几何形态指标和可达性指标对交通网络模型形态特征进行评价与分析，并根据分析结果对交通网络模型定权值。 2．总结了最优路径分析问题的类型，建立了最优路径分析算法的分类体系，比较分析了六种经典最优路径算法。提出算法适用性的问题根源，并从三个方面进行分析。运用蚁群算法和遗传算法在旅行商问题中，分析了算法参数设置对算法适用性的影响，并改进蚁群遗传算法，改进算法计算效率明显提高。运用6种算法，针对单对节点间的最优路径问题，比较分析了基于交通网络模型形态特征对算法适用性。运用3种算法，针对最小生成树问题，比较分析了基于最优路径问题求解效果的算法适用性。 3．构建了基于多目标因素的最优路径规划模型，从空间、时间、费用和安全个方面分析了目标因素的内容以及各目标因素间的相互关系，运用层次分析法确定多目标因素的权重，在区域交通网络模型中，综合考虑三种交通方式，三种目标因素，进行路径规划验证实验。