基于大數(shù)據(jù)的可靠最短路徑研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，城市人口顯著增長，機動車保有量顯著增加，城市交通供需矛盾導致的擁堵問題日漸突出。如何提高城市居民的出行效率，緩解城市交通擁堵，成為交通科學關(guān)注的一個重要科學問題。其中，如何準確的找到可靠最短路徑引起了交通科學領(lǐng)域研究者的普遍關(guān)注。本文目標是為出行者提供出行時間依概率可靠的路徑規(guī)劃方案。
　　(1)總結(jié)了三種典型的可靠最短路徑模型(TTB模型、METT模型、MMD模型)，通過分析各模型的適用條

2、件，發(fā)現(xiàn)魯棒性下的MMD模型在高延遲路網(wǎng)中會產(chǎn)生過多可選擇路徑（通過在測算路網(wǎng)中放大各個路段的最大延遲倍數(shù)，算法就會生成過多的路徑選擇），從而導致最可靠路徑的信息被掩蓋。通過比較魯棒性模型和非魯棒性模型的關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)可以利用概率分布函數(shù)擬合最大延遲參數(shù)，保證MMD模型只產(chǎn)生一條可靠路徑。
　　(2)考慮實際交通狀況與不同居民的出行需求，提出了3種改進的啟發(fā)式函數(shù)的定義。1、回避擁堵。利用路段的實際距離與其對應的85％車速，估算路段

3、出行時間;通過Dijkstra最短路徑估算當前節(jié)點至終點的最少出行時間。2、路段歷史平均出行時間最短。利用路段不同時間間隔下平均通行時間的最小值，估算路段出行時間;通過Dijkstra最短路徑估算當前節(jié)點至終點的最少出行時間。3、躲避信號交叉口。考慮到信號燈等待時間，對于一次出行的總時間有較大影響，提出了以經(jīng)過的交叉口數(shù)作為路徑通行時間估計的啟發(fā)式函數(shù)。
　　(3)利用北京市浮動車數(shù)據(jù)，通過擬合數(shù)據(jù)說明對路段通行時間正態(tài)分布假設(shè)的

4、合理性;通過對比靜態(tài)下早、晚高峰時段不同風險態(tài)度人群面對同一OD對的路徑選擇，發(fā)現(xiàn)北京晚高峰時段交通擁堵更嚴重;研究還發(fā)現(xiàn)，三種改進的啟發(fā)式函數(shù)定義均能有效降低算法復雜度，并提高計算效率。特別是定義(2)和定義(3)，可以將計算效率提高到原算法計算效率的10倍。
　　本文利用北京市交通實際數(shù)據(jù)對可靠最短路徑的模型與算法展開了深入研究?？偨Y(jié)了不同模型之間的特點，針對TTB模型下的A*啟發(fā)式算法提出三種改進方式，并利用實際路網(wǎng)進行了驗