基于GIS空间分析技术的城市路网可靠性评价方法研究
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１ 连通 ） （ ． ‘
济活动和客货运输 的载体． 城市道路 网络的规划布
置 是否 合理 、 否 与城市 特点 相适 应 ， 是 在很 大程 度上 决 定着 城市 交通 运 输 的 效 率 和交 通 结 构 的发 展 ＿ ， ｌ Ｊ 城 市路 网左 右着 城市 发展 的方 向和规模 ， 因此 城 对 市 路 网的研 究分 析 已经 成 为一 个 重 要 的方 向． 别 特 是 当城 市路 网中有 不 确定 因 素加 人 时 ， 需 要 对 道 就 路 运行 状态 和未 来 规 划 发 展进 行 更 准 确 、 全 面 的 更 评价 ， 以便适 应城 市 的新 发展 ．
解 ．
道路的可靠性研究源于 ２ ０世纪 ８ ０年代 ， 其表 示道路在受到外界因素干扰 的情况下 ， 道路整体状
况 的表现 ， 中包 括连 通性 和道 路 的连通 效率 ， 变 其 改 了 以往用 出行 时 间或道 路拥 挤程 度 的概 念来描 述 路
２ 基 于 ＧＳ空 间分 析 技 术 的路 网可 靠 Ｉ 性评价 方法
摘要 ： 立 了基于 ＧＳ空间分析技术 的城市路 网可靠性评价 方法模型 ， 建 Ｉ 介绍 了基 于 Ａ ｅ ｎｉｅ组件 的路网空 间查找 、 ｒＥ ｇｎ 空间相 交、 几何 网络连通等方 法的详 细构建 过程与实现代码 ， 并分析 了最后 以广 州 一佛 山都 市圈道 路 网络 的可靠性
差异．
收稿 日期 ： ０ ０—０ ２１ ４—２ ６
要素进行裁剪 ， 面要素进行空间相交叠加等 ； ②空间
网络 分析 ， 主要 是对 各 种 空 间 网络 实 体 （ 通 、 流 交 物
等） 的分析 ， 例如道路路径分析 ， 连通分析 ， （ ） 顺 逆
基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ ０７ ０ ６ ４ ８ １８ ）
２ １ Ｇ Ｓ空 间分析 技术 的应 用 ． Ｉ
网， 而从网络的可靠性方面来研究道路路网 ， 将拓扑 等高级 网络属性 纳 入研 究范 围 ． ‘
１ ２ 路 网可靠 性评 价方 法 ．
ＧＳ空 间分 析 （ ｐｔｌＡ ａ ｓ ） Ｉ Ｓａａ ｎｌ ｉ 以地 理 空 间 为 ｉ ｙ ｓ
关键词 ： Ｉ ；空间分析 ； 市路 网；可靠性 ＧＳwenku.baidu.com城 中图分类号 ： ９ ３ Ｋ ０ 文献标志码 ： Ａ
城市道 路 网络 构 成 城 市 的 骨架 ， 城 市社 会 经 是
称终 端 可靠性 评估 方法 主要 用 以描 述路 网结 点 之 间保 持 连 通 的 概 率 ， 可 以定 义 为 路 网 中任意 ２ 它 个节 点之 间 至少存 在 １条 路径 连 通 的概 率 … ． 示 表 在特 定 Ｏ Ｄ对 之 间存 在 一 条 路 径 连 通 的情 况 ， 以 用 判 别 每一路 段 上连 通 或 是 中断． 于路 网 中各 个 路 对 段 ， 先标 识各 个路 段 的状态 ， 首 状态 分为 ０ 中断 ） （ 和
通 讯 作 者 ，ｕ ｐ ｃ ｕ ｅｕ ｃ ｈ ｗ ＠ｓｎ ．ｄ ． ｎ
１２ ２
华 南 师 范 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
２ １ 年 ０１
流分析等； ③数字图像分析 ， 是指对数字图像进行空 间纠正， 变换等操作 ， 在路网的应用上 ， 主要体现为
道路要 素 的 自动提 取 ．
２ ２ 评价 模型建 立 ．
精度为 ０ ０ １ （ ２ ．０ 即 条线要素相连节点在 ０ ０ １ ｍ ．０ ｍ 以 内默 认为 连通 ） ．
开 始
模 型 采用 ＧＳ空 间分 析技 术 ， 路 网 连 通性 的 Ｉ 从
角度 出发 ， 着重评价路 网网络之间保持连通的概率 ， 主要 选取 不 同的道 路 网络 节 点 ， 结 点之 间 的连 通 对 概率进行可靠性检验 ， 其具体建模思路如下 ： （） １对数据库中 Ｐ Ｉ Ｐｉ ｓ ｆ ｎ ｒ ｔ 感兴趣 Ｏ （ ｏ ｔ ｏ Ｉｔｅ ， ｎ ｅ ｓ 区域） 区域 内的数据建立几 何网络数据 ， 并确保数
蒙特 卡 罗 方法 又 称 随 机抽 样 方法 ， 般 用 以评 一 价路 网容量 指标 ， 基本 思想 是 ： 其 当要解 决 的某 个 问 题 的答 案是 某种 事 件 产 生 的概 率 时 ， 它通 过 实 验 的
１ 可靠性方 法研 究现状
１ １ 可 靠性概 念 ．
方法 ， 到该 事件 出现 的频率 ， 得 以此 作 为 问题 的
对象 ， 侧重于空间信息的提取和空间信息传输 ， 分析 地理 目 标的位置和形态特征． 目前 ， Ｉ ＧＳ的空间分析 在城市路 网评价中的应用主要有① 空间几何分析 ，
主要 是针 对要 素 的几 何 形 状 进行 的 ， 例如 对 线 道 路
目前 ，国 内外 评 价 路 网 可 靠 性 的 方 法 主 要 有 ： 终 端 可靠 性评估 方 法 、 博弈 论 技 术 、 特卡 罗 方 法 、 蒙 吸收 马尔科 夫链 方 法 等 ． 几 种 方 法 虽 然指 标 不 相 这 同， 但都 通 过计算 模 型和 计 算 方 法 来求 解 路 网 的可 靠性 指标 ．
文 章 编 号 ：１０ ５ ６ （０ １Ｏ — １１— ７ ０ ０— ４ ３ ２ １ ） １ ０ ２ ０
基 于 Ｇ Ｓ空 间分 析 技 术 的城 市 路 网 Ｉ 可 靠性 评 价 方 法研 究
吴 驰 ， 胡伟平 ， 红亮 ， 锐 王 刘
（ 华南师范大学地 理科学学院 ， 广东 广州 ５０ ３ ） １６ １
华南师 范大学学报 （ 自然科学版 ）
２ １ 年 ２月 ０１
Ｆｂ ２ ｅ 、 ０１１
．
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＯＵＴＨ ＣＨＩ ＮＡ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩ ＲＳ ＶＥ Ｉ １
２１ 年 第 １ ０１ 期
Ｎｏ １ ０ １ ． ，２ １
（ Ａ Ｕ Ａ Ｃ Ｅ Ｅ Ｅ ＩＩＮ） Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳ ＩＮＣ ＤＴＯ
济活动和客货运输 的载体． 城市道路 网络的规划布
置 是否 合理 、 否 与城市 特点 相适 应 ， 是 在很 大程 度上 决 定着 城市 交通 运 输 的 效 率 和交 通 结 构 的发 展 ＿ ， ｌ Ｊ 城 市路 网左 右着 城市 发展 的方 向和规模 ， 因此 城 对 市 路 网的研 究分 析 已经 成 为一 个 重 要 的方 向． 别 特 是 当城 市路 网中有 不 确定 因 素加 人 时 ， 需 要 对 道 就 路 运行 状态 和未 来 规 划 发 展进 行 更 准 确 、 全 面 的 更 评价 ， 以便适 应城 市 的新 发展 ．
解 ．
道路的可靠性研究源于 ２ ０世纪 ８ ０年代 ， 其表 示道路在受到外界因素干扰 的情况下 ， 道路整体状
况 的表现 ， 中包 括连 通性 和道 路 的连通 效率 ， 变 其 改 了 以往用 出行 时 间或道 路拥 挤程 度 的概 念来描 述 路
２ 基 于 ＧＳ空 间分 析 技 术 的路 网可 靠 Ｉ 性评价 方法
摘要 ： 立 了基于 ＧＳ空间分析技术 的城市路 网可靠性评价 方法模型 ， 建 Ｉ 介绍 了基 于 Ａ ｅ ｎｉｅ组件 的路网空 间查找 、 ｒＥ ｇｎ 空间相 交、 几何 网络连通等方 法的详 细构建 过程与实现代码 ， 并分析 了最后 以广 州 一佛 山都 市圈道 路 网络 的可靠性
差异．
收稿 日期 ： ０ ０—０ ２１ ４—２ ６
要素进行裁剪 ， 面要素进行空间相交叠加等 ； ②空间
网络 分析 ， 主要 是对 各 种 空 间 网络 实 体 （ 通 、 流 交 物
等） 的分析 ， 例如道路路径分析 ， 连通分析 ， （ ） 顺 逆
基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ ０７ ０ ６ ４ ８ １８ ）
２ １ Ｇ Ｓ空 间分析 技术 的应 用 ． Ｉ
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１ ２ 路 网可靠 性评 价方 法 ．
ＧＳ空 间分 析 （ ｐｔｌＡ ａ ｓ ） Ｉ Ｓａａ ｎｌ ｉ 以地 理 空 间 为 ｉ ｙ ｓ
关键词 ： Ｉ ；空间分析 ； 市路 网；可靠性 ＧＳwenku.baidu.com城 中图分类号 ： ９ ３ Ｋ ０ 文献标志码 ： Ａ
城市道 路 网络 构 成 城 市 的 骨架 ， 城 市社 会 经 是
称终 端 可靠性 评估 方法 主要 用 以描 述路 网结 点 之 间保 持 连 通 的 概 率 ， 可 以定 义 为 路 网 中任意 ２ 它 个节 点之 间 至少存 在 １条 路径 连 通 的概 率 … ． 示 表 在特 定 Ｏ Ｄ对 之 间存 在 一 条 路 径 连 通 的情 况 ， 以 用 判 别 每一路 段 上连 通 或 是 中断． 于路 网 中各 个 路 对 段 ， 先标 识各 个路 段 的状态 ， 首 状态 分为 ０ 中断 ） （ 和
通 讯 作 者 ，ｕ ｐ ｃ ｕ ｅｕ ｃ ｈ ｗ ＠ｓｎ ．ｄ ． ｎ
１２ ２
华 南 师 范 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
２ １ 年 ０１
流分析等； ③数字图像分析 ， 是指对数字图像进行空 间纠正， 变换等操作 ， 在路网的应用上 ， 主要体现为
道路要 素 的 自动提 取 ．
２ ２ 评价 模型建 立 ．
精度为 ０ ０ １ （ ２ ．０ 即 条线要素相连节点在 ０ ０ １ ｍ ．０ ｍ 以 内默 认为 连通 ） ．
开 始
模 型 采用 ＧＳ空 间分 析技 术 ， 路 网 连 通性 的 Ｉ 从
角度 出发 ， 着重评价路 网网络之间保持连通的概率 ， 主要 选取 不 同的道 路 网络 节 点 ， 结 点之 间 的连 通 对 概率进行可靠性检验 ， 其具体建模思路如下 ： （） １对数据库中 Ｐ Ｉ Ｐｉ ｓ ｆ ｎ ｒ ｔ 感兴趣 Ｏ （ ｏ ｔ ｏ Ｉｔｅ ， ｎ ｅ ｓ 区域） 区域 内的数据建立几 何网络数据 ， 并确保数
蒙特 卡 罗 方法 又 称 随 机抽 样 方法 ， 般 用 以评 一 价路 网容量 指标 ， 基本 思想 是 ： 其 当要解 决 的某 个 问 题 的答 案是 某种 事 件 产 生 的概 率 时 ， 它通 过 实 验 的
１ 可靠性方 法研 究现状
１ １ 可 靠性概 念 ．
方法 ， 到该 事件 出现 的频率 ， 得 以此 作 为 问题 的
对象 ， 侧重于空间信息的提取和空间信息传输 ， 分析 地理 目 标的位置和形态特征． 目前 ， Ｉ ＧＳ的空间分析 在城市路 网评价中的应用主要有① 空间几何分析 ，
主要 是针 对要 素 的几 何 形 状 进行 的 ， 例如 对 线 道 路
目前 ，国 内外 评 价 路 网 可 靠 性 的 方 法 主 要 有 ： 终 端 可靠 性评估 方 法 、 博弈 论 技 术 、 特卡 罗 方 法 、 蒙 吸收 马尔科 夫链 方 法 等 ． 几 种 方 法 虽 然指 标 不 相 这 同， 但都 通 过计算 模 型和 计 算 方 法 来求 解 路 网 的可 靠性 指标 ．
文 章 编 号 ：１０ ５ ６ （０ １Ｏ — １１— ７ ０ ０— ４ ３ ２ １ ） １ ０ ２ ０
基 于 Ｇ Ｓ空 间分 析 技 术 的城 市 路 网 Ｉ 可 靠性 评 价 方 法研 究
吴 驰 ， 胡伟平 ， 红亮 ， 锐 王 刘
（ 华南师范大学地 理科学学院 ， 广东 广州 ５０ ３ ） １６ １
华南师 范大学学报 （ 自然科学版 ）
２ １ 年 ２月 ０１
Ｆｂ ２ ｅ 、 ０１１
．
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｓ ＯＵＴＨ ＣＨＩ ＮＡ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩ ＲＳ ＶＥ Ｉ １
２１ 年 第 １ ０１ 期
Ｎｏ １ ０ １ ． ，２ １
（ Ａ Ｕ Ａ Ｃ Ｅ Ｅ Ｅ ＩＩＮ） Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳ ＩＮＣ ＤＴＯ