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1、基于GIS的最短路径剩余算法研究九江市城市规划市政设计院江丙九江332000摘要：论文针对国内目前OD调查数据处理的方法，提出了更加合理的基于GIS的最短路径剩余法，介绍了算法的计算流程，并给出了实际的算例，提出了以算法为核心的调查数据处理子系统。关键词：OD调查；公路网；最短路径剩余算法；公路网OD基础数据库1最短路径剩余算法的提出公路网总的OD矩阵是通过各个调查点的OD矩阵合成的，而这种合成又不是矩阵中各OD对值的简单相加。不能简单相加的原因主要是：一辆车有可能会在一次出行中在多个调查点被重复调查到，这样不同调查点的OD矩阵中的同一个OD对就会包涵同一辆车的岀行信息，如果将各调查点O
2、D矩阵的各OD对值简单相加，就会重复计算这些OD对的车辆数。对于公路网OD调查来说，特别是对省级以上大型公路网来说，如何处理这些被重复调查到的车辆数信息，保证单点OD矩阵合并后的数据符合实际的出行状况，具有重要意义；也可以说单点OD矩阵合成方法的优劣在很大程度上决定着大型公路网OD总矩阵的精度。目前，国内对OD调查数据处理的方法主要有两类：一是针对项目级的OD调查数据的处理主要采用直接生成法，即针对调查OD点较少，各个OD点重复易于判断和计算的特点，直接得到区域或通道上的OD;二是针对公路网规划进行的OD调查，采用“串并联”法则处理，所谓串并联处理法就是把道路比作车辆的导体，认为车辆通过
3、道路从甲地驶往乙地，就像电流通过导体从甲地送往乙地一样，当一条道路上有多个OD调查截面时，其统计调查交通量即为各调查点调查数据的平均值（有时也可取其最大值），这乂与电流中的串联原理相似，当同一截面上有多条道路时，其截面OD量即为各条道路端面OD量之和，这与电流中的并联原理相同。当在一个0D对之间的联系道路的所有路段上都布设了调查点的吋候,利用出入交通小区道路法和串并联法是可以获得很高精度的0D数据结果的。但是实际的0D调查情形是：一个0D对之间往往会遗漏一些调查点或者是调查点布设得不合理引起复杂的调查点关系判断，也正是这些情形致使每一种合并方法在处理调査点遗漏和调査结果重复计算方面都会冇
4、缺陷。在调查点遗漏和调查点布设不合理的情况下，要得到很高精度的调查结果是不可能的，但是可以用某种方法来估计被遗漏的0D流量以及可能被重复计算的0D流量，这样则可以在一定程度上提高调查结果的精度。最短路径剩余算法就是基于以上考虑提出来的方法。2.算法的计算流程本研究提出的“最短路径剩余算法”，根据车辆出行一般选择最短路径(吋间或综合费用)的特点，建立基于GIS的路网计算平台，不仅可以消除“串并联”法主观人为判断的缺陷，同吋也可以得到各个0D对的调查精度。苏具体计算流程图如下图1所示。图1最短路径剩余算法流程图3.算例如图2所示，路网中有4个调查点，每个调查点都能调查到A点和B点之间的0D流
5、量，={N1,N2,N3,N4},同时记OD(A-B)Nl、OD(A-B)N2、OD(A-B)N3和OD(A-B)N4分别为调查点Nl、N2、N3和N4的OD(A-B),设OD(A-B)Nl=1000,OD(A-B)N2=600,OD(A-B)N3=1000,OD(A-B)N4=1000o令K=l,寻找AB间的最短路径，最短路径为：A-S1-S2-S3-S5-B,该最短路径包含了测点N2和测点N4，OD(A-B)最小的是测点N2,其0D量Δ=600,T(A-B)=0+600=600，OD(A-B)N4=1000-600=400,OD(A-B)N2=0,于是删除路段S5，删除集
6、合中的N2。此吋集合还没有空。令K=2,寻找AB间的最短路径，最短路径为：A-S1-S2-S3-S4-B,该最短路径只包含了测点N4,因此Δ=400,T(A-B)=600+400=1000,OD(A-B)N4=400-Δ=400-400=0,于是删除路段S3,删除集合中的N4o此吋集合还没冇空。令K=3，寻找AB间的最短路径，最短路径为：A-S1-S7-B,该最短路径只包含了测点N1,因此Δ=1000,T(A-B)=1000+1000=2000,OD(A-B)Nl=1000-Δ=0,于是删除路段S7,删除集合中的Nl。此吋集合还没有空。令K
7、=4,寻找AB间的最短路径，最短路径为：A—S1—S2—S6—B,该最短路径只包含了测点N3,因此Δ=1000,T(A-B)=2000+1000=3000,OD(A-B)N3=1000—Δ=0,于是删除路段S6,删除集合中的N3。此吋集合为空，结束运算。最后得到的A点和B点之间的OD流量T(A-B)为3000。图2路网流量示意图图3调查数据处理子系统技术流程图2.基于GIS的公路网OD基础数据库从上述计算流程
