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1、現(xiàn)如今,城市規(guī)模擴(kuò)大,汽車數(shù)量增多,交通擁堵問(wèn)題成我國(guó)亟需解決的重要問(wèn)題之一。解決城市路網(wǎng)交通擁堵問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)在于最短路徑的研究。因此,基于城市路網(wǎng)的最短路徑算法研究具有重要意義。本課題重點(diǎn)研究了求解城市路網(wǎng)最短路徑的Dijkstra算法以及求解K最短路徑的Yen算法,主要工作如下:
(1)在存儲(chǔ)城市路網(wǎng)圖方面,鄰接矩陣存儲(chǔ)稀疏圖時(shí),存在數(shù)據(jù)冗余度大的問(wèn)題,本文提出用鄰接表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)城市路網(wǎng)圖,降低Dijkstra算法的空
2、間復(fù)雜度。
(2)在搜索范圍優(yōu)化方面,Dijkstra算法存在搜索范圍廣、遍歷節(jié)點(diǎn)多,耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題,本文對(duì)橢圓搜索算法、矩形搜索算法優(yōu)化Dijkstra算法的問(wèn)題進(jìn)行深入的分析,結(jié)合路網(wǎng)特征給出兩種算法的具體搜索范圍和面積公式。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析,證明了采用矩形算法優(yōu)化Dijkstra算法的可行性和高效性。
(3)針對(duì)Yen算法在求解K最短路徑計(jì)算比較復(fù)雜,時(shí)間復(fù)雜度高的問(wèn)題,對(duì)Yen算法做了改進(jìn)。通過(guò)引入估價(jià)函數(shù),
3、求解最短路徑時(shí)只選取估價(jià)值最小的節(jié)點(diǎn)作為最終的偏離節(jié)點(diǎn),降低了算法的復(fù)雜度。并通過(guò)實(shí)驗(yàn),從算法尋路時(shí)間、算法所求的路徑長(zhǎng)度及尋路過(guò)程中產(chǎn)生的候選路徑數(shù)目方面對(duì)比分析了兩種算法,驗(yàn)證了算法的有效性。
(4)基于unity3d和3dsMax,利用了模型優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了虛擬城市路網(wǎng)尋路系統(tǒng),將矩形搜索算法和基于啟發(fā)式搜索改進(jìn)的Yen算法應(yīng)用到虛擬城市路網(wǎng)尋路系統(tǒng)中,并驗(yàn)證了本文所提觀點(diǎn)在具體應(yīng)用中的高效性和可行性,達(dá)到了預(yù)期的尋路
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