基于Kalman滤波模型和Dijkstra算法的合理路径研究

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1、工学硕士学位论文基于Ｋａｌｍａｎ滤波模型和Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法的合理路径研究刘洋哈尔滨理工大学２０１８年６月国内图书分类号：TP391.7工学硕士学位论文基于Kalman滤波模型和Dijkstra算法的合理路径研究硕士研究生：刘洋导师：陈德运申请学位级别：工学硕士学科、专业：软件工程所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonReasonablePathBasedonKalman

2、FilterandDijkstraAlgorithmCandidate：LiuYangSupervisor：ChenDeyunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerAppliedTechnologyDateofOralExamination：June,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于Kalman滤波模型和Dijkstra算法的合理路径研究摘要根据公安部交管局提供的数据，到2016年末，整个国家内的汽车

3、保有量高达2.9亿辆，多于百万辆汽车的城市有49个，给城市交通带来巨大压力，交通拥挤现象越来越频繁，从而导致人们的出行效率降低，给人们的生活、城市交通和经济的发展带来影响。交通最优路径规划一定程度上能提高人们的出行效率，改善城市交通拥堵情况，有十分重要的研究意义。最优路径课题是一个非常经典的数学问题，它是很多优化问题的基础，如资源分配、路线分析与设计等。这种算法也是交通网络分析方面算法中的一种。起初，最优路径的问题也同样起源于生活，比方说哥德巴赫的7桥问题亦为较原始的最优路径问题。随着时代的进步，这种理论在人类生产与社会发展中的起到愈来愈大的作用。迄今为止，对最优路径的研究和应用问题，不再是

4、某一独立学科的内容了，它与计算机科学、数学和算法都有所关联。所以，对于最短路径的优化算法问题是重要的研究方向。但是，对于实际路况最优路径的影响，除了基于最优路径之外，还应该考虑到道路畅通度、红绿灯密度、实时路况信息等实际路况。并且，如果能将这些实际路况信息和Dijkstra算法产生的距离最短路径结合，产生一条距离较短和行驶时间合理的路径将会有很大的实际意义。本文通过将Kalman滤波模型和Dijkstra算法有机的结合在一起，进行比较分析了各个最优路径规划之间的优势以及其劣势，比且最终选择了Dijkstra算法作为最优路径选择算法，同时将Kalman滤波模型作为短时交通流量的预测模型。通过K

5、alman滤波模型预测的短时交通流量来改变Dijkstra算法的权值，并通过实验验证了新的改进算法更具有实际价值。同时，将Dijkstra算法的思想与Kalman算法的思想结合，通过提出了一种基于Kalman滤波模型和Dijkstra算法的合理的路径规划方法。在仿真与实际的应用中，发现新的合理的路径规划方法要远远优于Dijkstra和Kalman算法。关键词最优路径；Kalman模型；Dijkstra方法；合理路径-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ResearchonReasonablePathBasedonKalmanFilterandDijkstraAlgorithmAbstractA

6、ccordingtothestatisticsreleasedbytheMinistryofPublicSecurity,asoftheendof2016,thenumberofmotorvehiclesinthecountryreached290millionandthenumberofautomobilesin49citiesacrossthecountryexceededonemillion,puttingtremendouspressureonurbantransportandincreasingtrafficcongestion.Resultinginthereductionofp

7、eople'stravelefficiency,affectingpeople'slives,urbantransportandeconomicdevelopment.Trafficoptimalpathplanningtosomeextentcanimprovepeople'stravelefficiencyandimprovetrafficcongestioninurbanareas,thereisave