相关文献综述

1、一、前 言在我国的“十二五”期间，许多的城市都提出了尽快实现“智能交通”计划。目前虽然部分城市推出了“智能交通系统”，但是其功能单一、操作复杂、实用性不强、难以满足用户需求。伴随着国民经济的飞速发展，城市日益膨胀，机动车辆急剧增加，城市交通的压力越来越大。无论是发达国家还是发展中国家，这一瓶颈都已经严重地影响了城市的综合发展。美日欧等发达国家很早便投巨资进行的研究与开发。我国对此也给予了高度重视，已将 ITS 建设列入国家国民经济和社会发展“十五“计划纲要，并作为未来交通建设与发展的优先领域予以重点支持。这对实现由单一依靠基础设施扩张的粗放型交通增长向依靠科技进步，以提高效率和效益为的集约式交

2、通发展的转变，实现对交通资源的充分利用和交通环境，非凡是城市交通环境的不断改善，实施社会经济的可持续发展，保障交通的健康发展将起到巨大的促进作用。其中大力发展公共交通，可以吸引出行量，改变人们出行方式，减少路面的交通流量，消除混合交通，可以彻底解决我国交通拥挤的局面。据工业与制造学会统计，完善的信息化可为企业降低 12%的成本、减少 10%的治理、提高 10%15%生产能力、增加 4%20%的利润。而企业的数据处理和信息处理占整个企业决策的 70%，通过计算机技术集中处理，可使治理从面向数据和表转向面向实物和市场。而对于出行的广大市民们，一款能够降低其乘车成本的线路查询客户端显得尤为重要，同时

3、在智能交通发展的大背景下致力于线路查询客户端的研究更有意义，因此本文献综述将主要从面展开：西安市民出行现状分析；国内外智能发展现状分析；国内外线路查询算法研究；二、西安市民出行现状分析在西安这个大都市 2014 年总达 846.78 万，西安全年接待海外旅游者达 115 万人次，接待国内游客 7863 万人左右。车达到 9000 辆以上,但是站点人非常拥挤，市民和游客为了坐盲目奔波，乘客换乘次数多；浪费大量时间等待，事件频发；路线等。并且近年来环境问题尤其突出，空气污染、酸雨、等问题给人们带来了很大的麻烦。究其主要原因是因为车不断增加，而且进入西安的外地车辆也不断增加。要解决以上问题，必须限制

4、车的出行量，如果限制了车的出行量那么就必须增加车以此给人们提供出行方便，这样才能够解决以上问题但是，到目前为止西安网络仍然存在很多弊端。其主要存在有以下几点：线路不够优化，重复线路较多，导致乘客乘车时间过长；换乘次数多。体现了网络在直达性方面的，进而导致乘客乘车成本的增加；车外时耗长。这主要是因为网络与站点布设不合理以及网络密度分布与出行量需求密度分布不匹配。其中换乘次数多是主导问题。在网络中,乘客不会为了寻找距离最短路径而随意换车。因为从一条线路换乘到另一条线路是费时又费力的,在很多情况下,换乘另一趟车需要到另一个站台,这就有一段的步行距离,而且在站台等车也是要消费时间的。这就使得车外时耗增

5、加，所以对于乘客来说,减少换乘次数意义。易观国际（ysysernational）曾预计 2010 年中国移动互联网用户将达 2.88 亿人，环比 2009 年增速达 40.5%。2012 年底，中国互联网络信息中心显示，中国网民的数量已攀升到 4.1 亿，在整体网民中占比 74.5%，第一上网终端的地位更加稳固。易观曾，2013 年中国移动互联网市场规模将达 2024 亿元，用户规模将达 5 亿。2013 年 1 月 13 日，中国移动购物市场交易数据出炉，移动互联网使用用户已达到 1676.4 亿元，同比增长 165.4%，增速是 PC 端的 4 倍多。工信部近日2014 年 1 月份通信业

6、经济运行情况。数据显示，1 月，移动互联网用户总数达到 8.38 亿户，在移动用户中的渗透率达到 67.8%；移动互联网接入流量1.33 亿 G，同比增长 46.9%，户均移动互联网接入流量达到 165.1M，其中上网流量占比提升至 80.8%，月户均上网流量达到 139.3M。口约 14 亿，其中用户 12.24 亿，占比为 87.42%，而在网民中有超过 76%的用户在使用进行线路查询。第六次普查显示，2013 年2014 年西安市达到 846.78 万，其中利用查询线路的用户数约为 562.65 万，由此看来，开发一款适合西安市民的查询 APP 移动客户端是大势所趋。三、国内外智能发展现

7、状分析3.1 中国智能交通的发展现状智能交通的研究和推进在我国还处于起步阶段，但 ITS 作为跨世纪的经济增长点和交通系统建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视，“十二五”规划更是突出了物联网智能交通的地位。目前在城市智能交通领域，、广州走在我国前列。市智能交通系统建设已取得初步成果，主要表现在以下六个方面：道路交通管理建成了比较完善的智能化道路交通指挥管理系统，包括城市道路交通信号控制系统，交通检测、电视系统，交通违法检测系统，以及全市“122”交通事故接处警系统。公共交通管理建成了动物园枢纽运营管理和乘客信息服务系统，区域运营组织与调度系统，公交抢修救援调度系统，BRT 智能管理

8、系统;高速公路管理建成了全市的高速公路信息中心，实现了五环路和六条高速公路的联网，并与交管部门共享。出行信息服务研发了浮动车动态交通信息处理和发布系统，有效扩展了动态交通信息的范围，有力的促进了市交通信息服务发展水平。电子在全市公共电汽车、轨道交通和 3 万多辆出租车开通了市政交通一卡通系统;建设完成了八、京津塘高速公路包括 13 个、33 条车道、3 个点与一卡通卡兼容的不停车（ETC）试验系统。客货建成了包含全市 10 家省际长途客运站的联网售票系统，5 家出租汽车安防中心（其中2 家开展了调度服务），8 家化学品企业建立了化学品车辆 GPS系统。在“十二五”规划期间，将投资 56 亿智能

9、交通，交通将建成交通运行协调指挥中心和路网运行、安保三个分中心，形成、智能化综合交通指挥支撑体系，成为数据共享交换中枢、综合协调运转中枢、信息发布中心，紧急情况下为交通安全应急指挥中心。这意味着，市民将可以通过、车载导航等多种形式，实时掌握路况信息，提前安排出行。同时，自行车租赁也有望实现网络化服务。作为首批智能交通示范城市之一的广州，智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主、物流、路面交通状况监视与监测、静态交通管理系统等智能交通系统的主框架。其用已初具规模，实现了羊城通系统、线网规划系统、出租车综合管理、联网售票系统、96900 呼叫中心等多个子系统的连接，可以完成数据、分类和有效、查询、

10、订阅等相应的数据处理工作，实现了诸多的数据处理功能，提供了初步的交通数据服务功能。3.2 国外智能交通发展状况3.2.1ITS 发展状况是应用 ITS 较为成功的国家之一。发展重点：1995 年 3 月，交通部了“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的 7 大领域和 29 个用户服务功能，并确定了到 2005 年的年度开发计划。7 大领域包括出行和交通管理系统、出行需求管理系统、公共交通运营系统、车辆运营系统、电子系统、应急管理系统、先进的车辆控制和安全系统。应用状况：据，目前 ITS 在的应用已达 80%以上，而且相关的产品也较先进。ITS 应用在车辆安全系统（占 51%）、电

11、子（占 37%）、公路及车辆管理系统（占 28%）、导航（占 20%）、商业车辆管理系统（占 14%）方面发展较快。投资：19901997 年用于 ITS 研究开发的年度总计为 12.935 亿，20年发展规划投资约为 400 亿。要求将 ITS 的发展与建设纳入各级的基本投资计划之中，大部分由、州和各级地方提供，也注重调动私营企业的投资积极性。3.2.2ITS 发展状况早在 1973 年就开始了对智能交通系统的研究。发展重点：ITS 规划体系包括先进的导航系统、安全辅助系统、交通管理最优化系统、道路交通管理高效化系统、支援系统、车辆运营管理系统、行人诱导系统和紧急车辆支援系统。应用状况：的

12、ITS 主要应用在交通信息提供、电子、公共交业车辆管理以及紧急车辆优先等方面。目前在已有超过 1800 万人的汽车导航系统用户。投资：19961997 年用于 ITS 研究开发的为 161 亿日元，用于 ITS 实用化和基础设施建设的为 1285 亿日元。1996 年“推进 ITS 总体构想”推出了一个投资7.8 兆日元的 20 年规划。走与民间企业相互合作的道路，如车辆信息通讯系统（VICS）的运作方式极大地调动了企业的积极性，加速了ITS 的开发与应用。3.2.3 欧洲 ITS 发展状况欧洲在 ITS 应用方面的进展介于和之间。发展重点：目前正在进行ematic 的全面开发，计划在全欧洲建

13、立专门的交通（以道路交通为主）无线数据通信网，正在开发先进的出行信息服务系统（ATIS），先进的车辆控制系统（AVCS），先进的商业车辆运行系统（ACVO），先进的电子系统等。投资：在 20 世纪 80 年代中期，欧洲 10 多个国家投资 50 多亿，旨在完善道路设施，提高服务水平。欧盟从 1984 年到 1998 年仅用于 ITS 共同研究开发项目的就达 280 亿欧洲货币。3.2.4 其它国家 ITS 发展状况韩国：ITS 示范工程选在光州市，预计耗资 100 亿韩元，选取了交通感应信号系统、车乘客信息系统、动态线路引导系统、自动化管理系统、及时播报系统、电子系统、停车预报系统、动态测重系

14、统、ITS 中心等 9 项内容。：ITS 建设集中在多超级走廊，从位于吉隆坡 88 层的国油双峰塔开始，至新国际机场，达 750 平方公里。目标是利用兆位光纤网络，把多资讯城、国际机场、新首都等大型基础设施联系起来。新加坡：ITS 建设集中在先进的城市交通管理系统方面，该系统除了具有传统功能，如信号控制、交通检测、交通诱导外，还包括用电子计费卡控制车流量。在时段和拥挤路段还可以自动提高通行费，尽可能合理地控制道路的使用效率。四、国内外线路查询算法研究出行心理研究表明，大部分乘客（41.16%）选择的是换乘次数少的路线作为最优出行线路。目前，换乘主要关注的是最短线路或者是最优线路，对于两点间最短

15、线路或者是说路径的搜索，目前已有大量成算法，其中研究最多且被广泛应用的是 Dijkstra 算法，但是对线路来说 Dijkstra 算法所采用的数据结构及其实现方法总体上说是比较复杂的，其缺点也是明显的难以应付线路的网络拓中的复杂性，主要表现如下：数据结构复杂；算法时间长；Dijkstra 最短路径算法对于网络拓扑图要求简捷，而对于复杂的网络拓扑必须对其进行复杂的抽象合并成简捷的网络拓扑图这无疑增加了程序的复杂性。国外许多学者都对出行路径选择算法进行了不断的和改善。Spiess H.FlorianM （1989）人研究的基础上提出了网络出行策略理论，首先将所有可能的出行方案一一列出，然后将乘客

16、从所选择的路线称为一种出行策略，最后的具体出行方式由发车频率的高低来决定。2004 年 Gentile 等人人理论的基础之上提出了乘客路径选择算法，这种方法有着很大的优势，能在站点实时信息条件下得出优选路径，大大了站点选择的精度和效率，也为进一步优化路径选择的智能化夯实了基础。与此同时，国内的一些学者也对此领域进行了探究。等（1995）换乘矩阵算法是以换乘次数最少为目标2004）引入直达矩阵 T 矩阵和最小换乘矩阵 Q 矩阵，在 Dijkstra算法寻找到最短路径时，利用 Q 矩阵对待检测 T 标号进行筛选，得出节点间最小换乘次数，该算法综合考虑了换乘和路径长度问题，但其执行时间是随着换乘次数

17、的增加而呈指数增长，必须要预先设置一个最大换乘次数才行，否则算法执行时间没有上限。等（2004）将现代启发式优化算法引入到出行路径选择研究中，用蚁群算法来求解出行路径的选择问题，但其研究也只是以最小换乘次数为约束条件，没有考虑影响乘客出行的其他，且只涉及到一种交通方式，各种形式的公共交通出行方式（如地铁、城铁等）不能实现有效换乘。五、小结本文概述了国内外现阶段智能发展的现状，在此大背景下，可见致力于西安市智能网络体系的发展研究是时代的要求。在改善西安网络中现存的一些问题的同时将进一步为西安智能体系的发展做出贡献。而对于出行的广大市民们，一款能够降低其乘车成本的线路查询客户端显得尤为重要，其中最主要的是要减少市民的换乘次数。Dijkstra算法在计算最短路线上虽然具有很多优点，但其不可避免的缺点使得此算法不能应用于西安市网路线路的最短路径查询中。参考文献1.基于换乘次数最少的城市网络最优路径算法J.经济地理，2005,25（5）：673676