论文总字数：19670字

摘 要

：车道级城市道路网络模型是一种层次网络模型，主要由道路中心线、行车道和车道三层组成，分别表示道路网宏观、中观和微观层面的特征。随着城市道路网的不断发展和壮大，研究一种能够支持道路网数字化表达的模型构建技术是一种必然的趋势，也具有重要的显示意义。

本文在对车道级城市道路网模型研究的基础之上，分析车道级道路网模型的组成与结构以及模型的特点，研究其计算机的表达特点，设计了车道级城市道路网的数字模型。相比于传统的基于道路中心线的网络模型，该模型几何特征更加丰富，拓扑关系的表达更加完善，能够更加准确的反映道路的基本特征。在此基础上，为了更好地对该模型进行评价，设计了一套道路网模型的评价标准。最后，用程序的方式对该模型进行了显示、查询与分析功能设计。实验表明，该模型可以准确地模拟道路网实际情况，满足本文的评价标准。

关键字：道路网络，模型，网络分析

Research on the construction technology of the digital model of the lane-oriented road traffic network model

Abstract: Lane-oriented urban road network model is a hierarchical network model, mainly composed of the centerline of the road, carriage, lane, representing the characteristics of road network in macro, meso and micro level respectively. With the continuous development and growth of the urban road network, it is an inevitable trend to study a kind of model construction technology which can support the digital expression of road network.

On the basis of the research on the lane-oriented urban road network, analyzing the characteristics of the composition and the structure of the model, evaluating the representation features of the model in computer, this article designed a digital model of the model. Compared with the traditional network model based on the road center line, the geometric feature of the model is more abundant, and the expression of topological relationship is more perfect, which can reflect the basic characteristics of the road more accurately. On this basis, in order to better evaluate the model, a set of evaluation criteria for road network model is proposed. Finally, the model is displayed, query and analysis function design by using the program. Experiments show that the model can accurately simulate the actual situation of road network, and meet the evaluation criteria of this paper.

KEYWORDS: Road network, Model, Network analysis

目录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2背景和意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.3.1 国内外研究现状 2

1.3.2研究现状总结 3

1.3.3存在的问题分析 3

1.4研究内容和方法 4

1.4.1研究内容和目标 4

1.4.2研究方法和技术路线 4

第二章 城市道路网络模型设计 6

2.1城市道路网模型概述 6

2.2概念模型设计 6

2.2.1概念 6

2.2.2关联 7

2.3逻辑模型设计 8

2.4模型的评价标准 9

第三章 城市道路网络模型构建技术 11

3.1数据预处理 11

3.1.1道路网中心线交叉打断 11

3.1.2道路中心线的悬挂点处理 12

3.1.3道路中心线的多path清除 14

3.2交叉口流线的生成 14

3.2.1行车道生成 14

3.2.2交叉口流线生成 15

3.3行车道网络拓扑的生成 17

3.3.1拓扑关系生成 17

3.3.2最短路分析算法 18

3.4章节小结 19

第四章 城市道路网模型的实现 20

4.1程序设计 20

4.1.1程序框架 20

4.1.2功能模块 20

4.2程序功能 21

4.2.1预处理 21

4.2.2行车道流线生成 22

4.2.3网络分析 22

4.3章节小结 23

第五章 总结与展望 24

5.1总结 24

5.2研究工作展望 24

参考文献 26

致谢 27

第一章 绪论

1.1引言

近年来，随着城市化进程的不断推进,城市道路建设越发得到重视。然而，迅速增加的城市机动车拥有量所造成的拥堵问题严重制约了城市道路建设。为了解决城市拥堵问题，更好开展城市道路建设工作，有必要构建能准确表达城市道路交通网络结构和特点的数字模型。

智能交通系统（ITS）是在此背景下形成的一门新的多学科交叉的技术，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术、计算机技术及智能车辆技术等综合运用于整个交通运输管理体系，通过对交通信息的实时采集、传输和处理，借助各种科技手段和设备，对各种交通情况进行协调和处理，建立起一种实时、准确、高兴的综合运输管理体系。它对提高交通系统的管理效率、减少城市污染、缓解交通压力和能源消耗具有十分重要的研究价值。

路网模型作为ITS研究的基础，是研究重点。好的路网模型不仅能够对客观世界的路网进行合理抽象，对道路的几何特征与交通信息进行准确的描述，还能反映道路内部的结构与道路之间的关联。为了对路网进行高效的查询和分析，构建路网时需要尽可能的减少数据冗余，运用合适的技术手段将路网以简洁直观的方式展现出来，使人们对路网信息有清晰、直观的认知。

1.2背景和意义

车道是对道路的进一步细化，现实世界中，不同的车道具备不同的交通特征，如公交专用车道、临时管制车道、集散车道等，功能不同的车道上交通流的负载和交通信息的处理是不一样的。因此，在建立道路模型时，需要从车道层面上进行考虑，分析车道上的交通行为和信息。基于这种考虑，有必要建立一个以车道为基础的三维道路网模型，该模型将车道作为一个独立的对象进行分析，使车道的功能划分更加明确，车道之间的换道行为也能更加仔细地描述，有利于道路网的管理和控制。道路网模型除了尽可能真实地描述客观世界中的道路网，同时还应能进行快速查询与分析，对人们关心的道路问题提出现实可行的解决方案。

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