城市公交网络研究

1、 学号: . 学 院毕业设计（论文）（ 届）题 目： 基于最短路径算法的城市公交网络研究 学 生： 学院（系）： 专 业 班 级： 指导教师： 专业技术职务： 基于最短路径算法的城市公交网络研究摘 要：近年来GIS对网络分析功能的需求迅速增长.网络分析中的一个关键问题是最短路径问题,它作为许多领域中选择最优问题的基础,在公交网络分析系统中占有重要地位.由于最短路径分析常用于公交查询、汽车导航系统以及各种城市应急系统,本文针对城市道路网的特点,提出了一种实用、高效的最短路径分析解决方案.通过对常见的最短路径及其算法的分析，指出以往的最短路径算法不能实现公交路线的查询，提出更适合公交查询的最短路径算法以及长春市公交线路查询系统的实现。关 键 词：最短路径 Dijkstra算法 起始算法 Abstract: In recent years, Network analyses have become more and more important in GIS. As the key problem of network analyses, computing shortest paths o

2、ver a network has become an important task in many network and transportation related analyses. Shortest path analysis is often used in city bus query、vehicle navigation system and city emergency systems. This paper introduces a practical and efficient realization of shortest path analysis according to the characteristics of city road network. This paper presents the normal shortest path and its algorithm, explains the former shortest path algorithm cannot realize the bus route query, puts forwa

3、rd the algorithm which is fit to the bus route query, and explains how to realize the Chang Zhou city bus route query system.Key words: shortest path Dijkstra algorithm initiation algorithm 目录引言.(1)第一章 城市公交网络拓扑建模.(2)1.1 公交网络的特点.(2)1.2 实际公交网络抽象成拓扑模型.(2)第二章 常见的最短路径问题.(3)2.1最短路径问题算法概述.(3)2.2在实际中常见的最短路径问题.(3)2.3 赋权图的最短路径.(3)第三章 起始算法(求最短路径的最差解most weak solution).(4)3.1算法原理与描述.(4)3.2算法分析.(5) 第四章 迪杰斯特拉(Dijkstra)最短路径算法.(5)4.1算法原理与描述.(5)4.2算法分析.(6)第五章 基于城市公交网络的最短路径算法.(6)第六章 长春公交线路查询.(8)6.1 长春市公交线路的特点及其处理

4、方法.(8)6.2 具体事例.(8)第七章 结语.(9)参考文献.(10)致谢.(10)引 言历史的发展告诉我们：要解决大、中型城市的交通问题，并使其具有必要的活力，应该特别重视优先发展公共交通，私人交通工具如小汽车、摩托车只能作为公共交通的辅助工具。城市公共交通系统具有运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等优点，在城市交通干线上大为明显。近年来长春市随着城市化的进展和汽车的普及，交通拥挤在加剧，交通事故频发，交通环境恶化，其造成的经济损失是巨大的。虽然车辆增加的速度远远大于道路建设的速度，但道路条件差，交通拥挤和堵塞已成为制约城市发展的一大难题，这也影响了城市的形象。解决交通拥挤的直接办法是提高路网的通行能力，但城市空间有限，建设资金筹措困难。解决这个问题单靠修路筑桥不仅不符合国情，也受城市用地和环境的限制，实践证明是不可行的。同时，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，涉及的因素众多，单独从车辆方面或从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。此外，能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。因此，从整体的观点出发，把车辆、道路和人等众多要素综合起来考虑，采取限制私家车

5、，鼓励大家乘坐公交车这一策略可以减轻上述问题。科学和经验表明，解决城市交通问题的最有效的方法是大力发展公共交通，使其科学化、现代化。公交对乘客的吸引不是公交营运部门的合理转移，居民出行有其自身的规律。只有结合居民出行的客观规律，提供乘客更人性化的服务，才能完全解决公交拥挤问题。公共交通是一个城市的重要基础设施和对外形象窗口，是城市交通的重要组成部分。随着城市规模的扩大，城市的公交网络也不断扩展，在给市民和外地游客带来便利的时候，也带来了新的问题如何选择最优乘车路线问题。本文通过对公交网络的研究，分析了一些最短路径算法，提出了一种基于城市公交网络的最短路径算法。随着计算机的普及以及地理信息科学的发展,地理信息系统(GIS)因其强大的功能得到日益广泛和深入的应用。近年来由于普遍使用GIS管理大型网状设施(如城市中的道路网、各类地下管线、通讯线路等)，使得对网络分析功能的需求迅速增长。通用的网络分析功能包括路径分析、资源分配、连通分析、流分析、等时性问题等。网络分析中最基本的问题是最短路径问题，它作为许多领域中选择最优问题的基础，在交通网络分析系统中占有重要地位。从网络模型的角度看，最短路径分析就是在指定网络中两结点间找一条阻碍强度最小的路径。根据阻碍强度的不同定义，最短路径不仅仅指一般地理意义上的距离最短，还可以引申到其它的度量，如时间、费用、线路容量等。其实,无论是距离最短、时间最快还是费用最低,它们的核心算法都是最短路径算法。由于最短路径问题在实际中常用于公交查询、汽车导航系统以及各种城市应急系统等(如110报警、119火警以及120急救系统)，本文对基于城市公交网络的最短路径分析进行了深入研究。具体的城市交通最短路径问题一方面涉及交通网络图的建设，另一方面涉及到最短路径算法。在实际的城市道路交通网络中，建立一种使用高效的最短路算法来优化选择道路交通是必要的。最短路算法在一般网络中有现成的经典算法，即Dijkstra算法。但在一个实际的道路交通网络中，因有转车次数，票价等问题，用Dijkstra算法计算出来的结果可能是转好几次车或十几次车才能到达，计算结果是没有什么意义的。最短路径问题一直是计算机科学、运筹学、交通工程学、地理信息学等学科的一个研究热点。经典的图论与

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