动态交通路径规划关键技术研究

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1、硕士研究生学位论文动态交通路径规划关键技术研究学生姓名武涛学号学科、专业计算机科学与技术研究方向分布式系统体系结构马东超（马礼）校外导师北方工业大学研究生院北方工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：城应年乂月叫曰学位论文使用授权书学位论文作

2、者完全了解北方工业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北方工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用于本授权书）。口保密论文注释：经本人申请，学校批准，本学位论文定为保密论文，密级：，期限年，自年月日起至年月日止，解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：日

3、期导师签名：日期：北方工业大学硕士学位论文动态交通路径规划关键技术研宄摘要自上世纪年代以来，随着我国城市化的不断迅速发展，城市中的车辆数量呈现快速增长，随之带来了一系列问题，交通拥堵和交通突发事故越来越频繁，这些现象不断影响着人们的出行生活，给社会的很多方面带来了不必要的损失。关于动态交通路径规划方面的模型和算法己经有一些对应的研宄，但这些研究大都描述的是理想状态下的出行者行为，即系统最优原则和用户最优原则，缺少对多种原则混合指导下的交通网络流进行建模，并且在追求整体系统最优的时候，存在忽视个体出行者对模型接受度的缺陷

4、。本课题针对上述问题，重点考虑出行者对模型推荐路径的接受程度，从全局系统最优和用户最优两者兼容的角度出发，提出一种基于改进系统最优原则的交通流分配模型。该模型以历史平均数据作为可实现性保障，以动态并行算法作为有效补充，并详实的提出了一种基于云平台和物联网的部署方案。本文选择一种免回溯流量分配近似算法对模型进行求解，解决了模型算法复杂度过高的难题，并分析了算法的近似比。针对交通流分配模型的不确定性，提出一种高效的并行动态路径搜索算法作为上述模型的有益补充，并设计了原型系统。针对传感器节点性能低的瓶颈问题，提出一种基于物联

5、网的交通流量预测算法。通过仿真验证可见，应用该模型使得交通流诱导信息在指导出行者避开交通拥堵的同时，个人出行时间也较短，提高了用户对诱导信息的遵从程度。本文的主要贡献和创新点是：提出了一种兼顾用户接受程度与系统最优的交通流动态分配模型。本文以用户新增开销为约束条件，对动态模型进行了改进，使模型与实际的符合程度有了质的飞跃，使得用户个人在新增开销不大的前提下接受系统指导，进而达到准系统最优的情况。提出了一种切实可行的可并发部署的动态路径搜索算法。本文另避蹊径从并行性角度设计了一种可合理拆分并行处理的蚁群算法，在云计算蓬勃

6、发展的今天尤其具有现实意义。提出了一种基于云计算平台与物联网的交通流规划系统部署实例并设计原型系统。本文提出的部署方式是以云计算为主，以物联网为降低云平台计算量和应变的辅助手段，具有较好的效果。提出一种基于物联网的交通流量预测算法，该算法计算量小，能够适用于嵌入式小型系统，具备定向组播特性，进而极大的降低云平台的处理负担。关键词：交通工程，交通流分配，蚁群算法，并行性部署，流量预测，仿真北方丁业大学硕丄学位论义，，北方工业大学硕士学位论文，，，，北方工业大学硕士学位论文目录目录动态交通路径规划关键技术研宄弓丨课题的背景

7、及意义国内外研究现状交通流分配模型、求解算法研究现状及存在问题动态路径导航系统体系结构研宄现状交通流模拟分配系统现状与存在问题动态路径搜索算法研宄现状本课题研宄的内容和章节安排本章小结动态交通流分配模型动态系统最优模型和动态用户最优模型动态系统最优模型动态用户最优模型基本模型建模算法时间复杂度证明算法设计算法近似比分析混合出行原则交通流分配模型混合出行原则交通流分配模型求解本章小结集中式并行动态路径搜索算法并行动态路径搜索算法基本模型的建模方法蚁群算法在云平台的并行性部署基于云平台与物联网的交通流模型部署实例的体系结构

8、与原型系统基于物联网的交通流量预测算法研宄本章小结北方工业大学硕士学位论文仿真实验与分析魏环境速度分析平均速度与车辆数的变化关系速度的比例分布车辆瞬时平均速度行驶距离分析平均行驶距离与车数量的关系车辆行驶距离的比例分布：行驶时间分析到达终点车辆比例分布到达终点的车辆比例随行驶时间区间变化关系到达终点的累计车辆比例分布算法时间复杂度