交通规划课程设计论文

利用Dijkstra算法与Floyd算法进行交通分配

比较分配结果

摘要：本文主要内容包括对乌鲁木齐市五区的人民进行OD调查，得到网络交通量数据，再利用Dijkstra算法与Floyd算法确定交通网络图的最短路径，运用全有全无的方法进行交通量的分配，最后比较这两种方法在确定最短路径时的利弊。

关键词：

Using the algorithm of Dijkstra and Floyd to distribute the volume of traffic and compare the result of the traffic assignment Abstract: The article takes the main point to use the algorithm of Dijkstra and Floyd to decide the shortest way of traffic network , making use of the method of All-or-none to distribute the volume of traffic. At last,comparing the advantages and disadvantages between the two methods during deciding the shortest way.

Key word:

0．引言：

随着科学技术的进步和工业的发展，城市中交通量激增，城市道路交通拥堵和环境污染现象越来越严重，对人民的出行和生活带来了很大的不便和危害，私人交通工具发展的结果，给城市交通带来了一系列的问题，主要是：①交通拥挤和交通阻塞，城市中的平均车速日益下降;②交通事故增加；③噪声和空气污染日趋严重;④能源消耗量猛增；⑤停放车场地严重不足。为了克服这些矛盾，一些工业发达的国家，曾致力于道路系统的改善：加宽地面道路，修建高架路和高速路，开辟地下交通。此外，在交通管理、交通控制系统方面采用了计算机等新技术。这些措施虽然提高了道路通过能力，但是仍解决不了由有增无减的私人交通流所造成的道路阻塞问题。就道路交通拥堵问题，这里运用Dijkstra算法与Floyd算法确定交通网络的最短路径，并用全有全无的方法进行交通量得分配，最后比较这两种方法在确定最短路径时的难易程度。

1．规划区社会经济发展概况

1.1 乌鲁木齐是新疆维吾尔自治区首府，全疆政治、经济、文化中心，也是第二座亚欧大陆桥中国西部桥头堡和我国向西开放的重要门户。她地处亚欧大陆中心，天山山脉中段北麓，准噶尔盆地南缘。乌鲁木齐经济建设长足进步。改革开放以来，特别是国家实施西部大开发战略以来，乌鲁木齐经济建设取得了前所未有的成就。以国有企业为中心的各项改革取得显著成效，建立和完善了社会主义市场经济体制，全方位的开放开发格局初步形成。经济结构战略性调整取得实质性进展，经济技术开发区、高新技术产业开发区和区级经济成为新的经济增长点，公有制为主体、混合所有制经济共同发展的格局基本形成。农村经济稳步发展，农业结构调整力度加大。工业结构调整继续深化，高新技术产业产值的比重不断提高。城市基础设施功能不断完善，建成了以中山路商业一条街、人民路金融一条街、二道桥民俗一条街和北京路科技一条街为主要代表的、各具特色的城市功能街区。新疆商贸城、中国新疆小商品城、新疆国际大巴扎、华凌、友好百盛等一批地方特色市场和大型超市相继建成，逐步形成了火

车南站、二道桥、中山路、大西门、铁路局等各具特色、初具规模的商业圈，肯德基、普尔斯玛特、世纪金花、百盛、家乐福等一批国内外著名品牌流通企业落户我市。2007年，全市生产总值820.28亿元，人均生产总值3.11万元，地方全口径财政收入95.8亿元，社会消费品零售总额332.4亿元，城镇居民人均可支配收入11373元。在西部12个首府、省会城市中，综合竞争力位居前列。

1.2.2

1.2.3

1.2.4

1.2.5

1.2.6

1.3.1沙依巴克区2010年国民生产总值预测

1.3.2天山区2010年国民生产总值预测

1.3.5

1.4 由以上两个折线图可以看书，乌鲁木齐五区的人口与国民生产总值在不断提高，人民生活质量日益增加。乌鲁木齐居民在食品消费上逐步向营养、科学、多样化方向发展，居民的饮食更多地追求食品的口感、方便和营养，以此也拉动了食品消费的支出，三季度人均月食品支出达到了207.12元，同比增长了9.17％。衣着消费方面，居民所追求的档次高了，三季度居民家庭人均月衣着支出59.07元，同比增长11.15％。同时，通信业的飞速发展，激发了人们对高科技信息产品和服务的需求渴望，引发消费热潮，居民用于通讯方面的支出大幅增长。三季度，居民人均月通讯支出达到了39.26元，同比增长15.64％。

2 主要方法介绍

2.1 OD调查方法

2.1.1 OD调查即交通起止点调查又称OD交通量调查，OD交通量就是指起终点间的交通出行量。“O”来源于英文ORIGIN，指出行的出发地点，“D”来源于英文

DESTINATION，指出行的目的地。

2.1.2 OD调查方法很多。在我国，客流OD调查多采用家访调查，货流调查多采用发收表调查。家访调查是对居住在调查区内的住户，进行抽样家访。由调查员当面了解该户中包括学龄前儿童在内的6年以上（如北京1986年进行的个人出行调查）全体成员的详细出行情况，包括出发地、出发时间、目的地、到达目的地的时间、交通工具、出行目的、换乘情况、上车前后的步行时间等。这种调查方法数据可靠，而且还可同时得到出行者的个人属性及社会经济特征资料。发收表调查是将调查表格发到卡车驾驶员处，由驾驶员逐项填写。主要包括发时、抵时、货种、载重、起止点路段名和单位名，经过主要路口、里程等。事实证明，这两种调查方法的调查效果都很好。此外还有路边询问调查、明信片调查、工作出行调查、车辆牌照调查、运输集散点调查、公交线路乘客调查、电话询问调查等。每种方法都各有优缺点，可根据实际情况加以选用，也可以同时采用几种方法，以互补不足或互相校对。

2.2 Dijkstra算法

2.2.1Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。Dijkstra算法是很有代表性的最短路径算法，在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍，如数据结构，图论，运筹学等等。Dijkstra一般的表述通常有两种方式，一种用永久和临时标号方式，一种是用OPEN, CLOSE表的方式，这里均采用永久和临时标号的方式。注意该算法要求图中不存在负权边。

2.2.2 Dijkstra算法思想为：设G=(V,E)是一个带权有向图，把图中顶点集合V分成两组，第一组为已求出最短路径的顶点集合（用S表示，初始时S中只有一个源点，以后每求得一条最短路径 , 就将加入到集合S中，直到全部顶点都加入到S中，算法就结束了），第二组为其余未确定最短路径的顶点集合（用U表示），按最短路径长度的递增次序依次把第二组的顶点加入S中。在加入的过程中，总保持从源点v到S 中各顶点的最短路径长度不大于从源点v到U中任何顶点的最短路径长度。此外，每个顶点对应一个距离，S中的顶点的距离就是从v到此顶点的最短路径长度，U中的顶点的距离，是从v到此顶点只包括S中的顶点为中间顶点的当前最短路径长度。

2.2.3 算法具体步骤

（1）初始时，S只包含源点，即S＝，v的距离为0。U包含除v外的其他顶点，U中顶点u距离为边上的权（若v与u有边）或）（若u不是v的出边邻接点）。（2）从U中选取一个距离v最小的顶点k，把k，加入S中（该选定的距离就是v到k的最短路径长度）。

（3）以k为新考虑的中间点，修改U中各顶点的距离；若从源点v到顶点u（u U）的距离（经过顶点k）比原来距离（不经过顶点k）短，则修改顶点u的距离值，修改后的距离值的顶点k的距离加上边上的权。

（4）重复步骤（2）和（3）直到所有顶点都包含在S中。

2.3 Floyd算法

2.3.1 Floyd算法又称为弗洛伊德算法，插点法，是一种用于寻找给定的加权图中顶点间最短路径的算法。

2.3.2核心思路：通过一个图的权值矩阵求出它的每两点间的最短路径矩阵。从图的带权邻接矩阵A=[a(i,j)] n×n开始，递归地进行n次更新，即由矩阵D(0)=A，按一个公式，构造出矩阵D(1)；又用同样地公式由D(1)构造出D(2)；……；最后又用同样的公式由D(n-1)构造出矩阵D(n)。矩阵D(n)的i行j列元素便是i号顶点到j 号顶点的最短路径长度，称D(n)为图的距离矩阵，同时还可引入一个后继节点矩阵方向来记录两点间的最短路径。