基于混沌蚁群算法的最短路径选择研究

如何解决最短路径选择问题一直是城市交通流诱导系统的关键之一.基于群体仿生理论的蚁群算法是解决此问题的一种方法,针对采用蚁群算法进行最短路径选择时易出现的陷入局部最优解问题,引入混沌理论,采用混沌蚁群算法利用混沌初始化进行改善个体质量和利用混沌扰动避免在蚁群算法搜索过程中陷入局部极值,同时降低了蚁群算法的时间复杂度,从而更好的解决了最短路径选择问题.     

基于铁路运输网络的最短路径及次短路径研究

在铁路运输网络中,经常要计算最短路问题,Dijkstra算法和Floyd算法是求最短路径的最常用最有效的两种方法。首先从不同方面对Dijkstra算法和Floyd算法进行了比较分析,然后对次短路问题做了简要介绍。     

最短路径子图

在大型网络中两节点之间的最短路径常常不止一条，而且在带限制条件的路径选择等应用上，常常需要找出多条最优或近优的路径．一些经典的单源最短路径算法，如Dijkstra算法，能找出一条从起始点到目的点的最短路径，但并不能求解两点之间的所有最短路径．本文给出了最短路径子图的概念，用于存储图中两节点之间所有最短路径信息，能够节约存储空间．并给出了最短路径子图构造算法SPSG，其时间复杂度为O(n e)，比同类算法时间复杂度更低．随机网络模型的仿真结果表明：SPSG算法效率更高，     

基于Dijkstra的最短路径改进算法

针对如何利用Dijkstra算法来高效地查找图中任意两结点之间的最短路径这一问题,提出了2种优化方法:其一是应用图中各结点的出入度来简化查找任意两结点之间的最短路径;其二是利用已求出的两点之间的最短路径来快速获得其他结点之间的最短路径。     

基于混沌蚁群算法的最短路径选择研究

如何解决最短路径选择问题一直是城市交通流诱导系统的关键之一.基于群体仿生理论的蚁群算法是解决此问题的一种方法,针对采用蚁群算法进行最短路径选择时易出现的陷入局部最优解问题,引入混沌理论,采用混沌蚁群算法利用混沌初始化进行改善个体质量和利用混沌扰动避免在蚁群算法搜索过程中陷入局部极值,同时降低了蚁群算法的时间复杂度,从而更好的解决了最短路径选择问题.     

基于城市道路数据库的最短路径搜索

在智能交通的导航／动态路线诱导系统中，最短路径搜寻是其重要功能，根据城市交通路网建设的实际，研究了描述城市交通网络图的城市道路数据库的组织结构。在此数据结构的基础上依靠GIS技术的支持，采集了大量具体道路信息，采用Dijkstra算法实现了快速最短路径搜索。根据城市的交通状况对交通网络图的边值赋予不同的权值可实现最优路径搜寻。给出了在广州市电子地图上搜索的一个实例：一个包含61个交通路口的最短路径搜索结果的搜索时间约为2．2s。     

考虑转向延误的最短路径的节点标号算法

拥堵时段车辆在城市路网中交叉口处的延误甚至会大于其在路段的行驶时间,因而拥堵情况下在城市路网上应用不考虑转向延误的最短路径算法无法反映真实的交通状况.分析既有的考虑转向延误的最短路径算法,扩展网络法因过大的时间和空间开销而欠缺实用性,其余算法包括对偶网络法、节点标号算法和弧标号算法本质均为求包含节点权重和边权重的最短路径问题,最后求解均为节点标号算法.对典型节点标号算法Dijkstra算法进行改进,通过记录节点的紧前节点完成转向判别,并通过最小堆优化将该算法的时间复杂度从O(n2)优化为O(nlogn),并给出算法的数据结构,完成了软件编码,并通过计算实例对算法进行了验证.结果表明:考虑交叉口延误后城市路网最短路径发生变化,同时经过堆优化后算法的时间复杂度下降.     

在交通网络图上实现可视化路径查找

在交通网络图中，解决最短路径已有许多成功的算法，一般只以文字形式给出最短路径长度和路径上的顶点，很不直观。笔者研究了以图形方式表示最短路径的方法，以便对汽车行驶有更好的导向作用。     

一种寻求多条最短路的新算法——生长路径法

为了寻找栅格状轨道交通运输网络中任意两个节点间的全部最短路径,根据数据结构中堆栈数据“后进先出”的原理,提出了生长路径法,它将从起点发出的初台最短路径压入堆栈,并利用边的编号和路径长度对堆栈内的路径进行生长和判断,合格的路径进栈,不合格的路径剔除,直到堆栈内所有的路径都生长至终点为止,利用这种算法可求出无负向边的有向网络中任意两节点间所有的最短路径。     

最短路径Auction算法及其在路径诱导中的应用

通过采用C#语言程序,对比传统路径算法,并在实际道路网络和随机网络中进行了试验,测试了算法在求解网络“一对一”最短路径问题时的运算性能．结果表明,Auction算法在求解此类问题时,体现算法自身原理的优势,虽然整体性能表现不及经典的路径算法,即迭代步骤略多,但仍有改进的余地．     

基于复杂网络的城市路网结构分析方法

在城市道路网络的基础上, 探讨了应用复杂网络理论的可行性和有效性。运用Dijkstra最短路径算法和Space L方法建立初始拓扑网络, 并建立了节点度、边度和节点路阻的特性指标模型。在反映路网功能真实性的前提下, 优化了拓扑网络, 并以某市中心城区道路交通数据为例进行实例分析。分析结果表明: 在初始网络中, 节点度数的均值为2.850 0, 标准差为0.670 8;节点路阻的平均值为84.680 0 s, 标准差为11.768 8 s;在优化网络中, 节点度数的均值为38.750 0, 标准差为24.683 0, 节点路阻的平均值为91.780 0 s, 标准差为18.862 8 s;东西向边的平均度数为42.00, 南北向边的平均度数为29.86, 内部边的平均度数为55.00, 外部边的平均度数为28.33。在优化网络中, 当度数较大的节点在路网中失稳时, 在非拥挤状态下, 最短路径路阻增大, 而在拥挤状态下, 网络会瘫痪。度数较大的节点与真实路网中交叉口重要程度相符, 能够体现交叉口重要程度的差异性。     

考虑可靠性的降级路网最优路径搜索方法

针对路网降级时路网出行时间的随机性和可靠性对出行者路径选择影响较大的问题,研究了降级路网可靠性路径的选择方法．基于BPR路段出行时间模型,构建了降级路网路径出行时间的均值模型及其可靠度模型．以路径出行时间最小、路径出行时间最可靠为目标,构建了路径选择的双目标加权规划模型,设计了基于改进蚁群算法的模型求解算法．算例分析表明：该算法能快速获取可靠的路径．     

面向城市交通网络的 K 最短路径集合算法

在城市交通网络中,为了优化交通流,需要搜索到符合出行需求 K 最短路径,并 将 OD（Origin-Destination）交通流合理分配到这些路径上.本文主要对搜索符合出行需 求的 K 最短路径搜索算法进行了研究,解决了已有算法仅能搜索出单条满足最短及 K 最 短条件路径的问题.根据 Wardrop 第二原则及路段阻抗函数理论,分析了路径集合搜索方 法对优化城市交通流的必要性,并定义了城市交通网络中 K 最短路径集合的概念及选择 条件,提出了一种面向城市交通网络的具有多项式时间复杂度的 K 最短路径集合搜索算 法.仿真结果表明,本文所提算法可以搜索出满足出行需求的所有 K 最短路径集合,在该 路径集合上进行交通流分配的效果明显优于传统方法.     

公交网络最优路径求解算法

求解公交网络最优路径是进行公共交通系统规划的一项关键技术.通过对多种现有算法的分析,利用公交换乘矩阵性质,本文提出了一种求解公交网络最优路径的标准算法.新算法考虑了公交换乘次数、换乘点选择以及出行总成本对求解最优路径的综合影响.通过建立换乘步行时间矩阵,并将过去求解最小换乘次数的换乘矩阵乘法运算变为相应的换乘步行时间矩阵和公交出行时间矩阵的加法运算,得到新算法.新算法可顺利实现在单一OD对、单起点多终点以及任意节点间求解最优路径的转化.文中给出了新算法的详细求解步骤,而且通过一个算例对新算法的有效性进行了验证.     

满足交通网络流量增长态势的扩能优化研究

在交通网络的实际应用中,流量的发展态势往往超出现存网络的最大流量承载能力,这就需要考虑如何提高网络的输送能力,即如何对交通网络进行扩能。本文基于发展态势的流量需求、扩能代价最低以及扩能拥堵程度高的线路条件,构造了最优的扩能算法。通过此算法,可以选择交通网络中最优的扩能路线。在交通运输领域,由于流量的发展态势需要扩能的问题普遍存在,本文的研究内容可以为交通网络的扩能决策、优化、设计等提供应用基础。     

Application of Auction Algorithm for Shortest Paths to Traffic Assignment

Auction algorithm is a new and simple algorithm for finding shortest paths in a directed graph proposed by Prof. Bertsekas, whose application has been extended to solve a variety of linear network flow problems. In this paper, auction algorithm for shortest paths is introduced and its characteristics are analyzed. The paper compares the auction algorithm with other algorithms widely used such as label-setting algorithm and label-correcting algorithm. The auction algorithm is particularly applicable to parallel computation and to the solution of a large-scale sparse network, which precisely meets the requirements of the traffic assignment. The algorithm is easy to program. Through a variety of measures the basic algorithm can be improved and speeded up and the computation speed can be increased by several times. The auction algorithm can be adopted in various traffic assignment methods. It can be used efficiently in the case of multiple origins and a single destination, and a single origin and multiple destinations. Different origin sets and destination sets are determined in accordance with the requirement of the traffic assignment. It is not required any more to find the shortest paths connecting any node pairs, so a lot of computation can be avoided and the computing time can be reduced by the use of the auction algorithm in the traffic assignment. Auction algorithms can thus be broadly applied in the transportation fields.     

���·�����㷨�ڽ�ͨ�����е�Ӧ��

拍卖算法是由Bertsekas教授提出的一种求解有向网络图最短路径的新算法,已经发展成为求解线性网络流问题的综合算法。应用分析对比法进行研究．介绍了拍卖算法,分析了其特点,与常用的标号设定算法和标号修正算法进行了对比。最短路拍卖算法特别适合于并行计算和大规模稀疏网络的求解,符合现实路网的特点和交通分配的要求,并且便于程序化．通过各种途径对基本算法进行改进、加速,可使计算速度提高数倍。拍卖算法可以快速求出多个起点和一个终点以及一个起点和多个终点的情况,适应不同分配算法的需求。在交通分配中,只要根据需求选择不同的起点集和终点集即可,不必求得所有节点对之间的最短路,避免大量不必要的计算,大大节省计算时间,在交通领域具有广阔的应用前景。     

结合概率搜索定界的入度统计最短路径算法

Dijkstra 经典最短路径算法包括大量的排序运算,且需要对图中所有顶点进行计算,效率较低.本文针对有向网络,提出了与概率搜索定界结合的入度统计最短路径算法.该算法通过按概率搜索得到一条较短路径,依据路径长度和有向网络结构特征确定和顶点序号相关的节点阻抗最大值;采用入度统计算法代替经典的标号算法,在计算过程中根据节点阻抗最大值,采取一定方式剔除无效顶点(不在最短路径内的顶点),简化网络结构.本文提出的算法不需要进行排序运算,简化了运算过程,并且可以剔除大量的无效顶点,降低了网络复杂度.算例分析表明,相对于Dijkstra算法,结合概率搜索定界的入度统计算法大幅度提高了运算效率,具有实用性.