[发明专利]随机GIS网络驱动的交通最短可靠路径方法

权利要求书

1.随机GIS网络驱动的交通最短可靠路径方法，其特征在于，提出随机交通网络中的最短可靠路径问题和最短可靠路径扩展问题的解决方法，通过减小最短可靠路径计算的规模，高效查找大型GIS交通网络中的最短可靠路径；并针对一般有环网络，求解前N条最短可靠路径；

第一，针对大型GIS网络，提出基于交通层级收敛的最短可靠路径方法：基于层级收敛方法对大型交通网络进行预处理，按照结点的重要性进行排序，基于网络结点的重要性对网络结点进行收敛操作，进行反复层级压缩，采用添加快速边的方式保持原始交通网络拓扑结构不变，根据多目标支配条件,确定支配路径,然后用最短可靠路径算法进行检索查询，并构建新的网络，在新的网络中求解最短可靠路径问题；层级收敛的最短可靠路径方法实现包括拟定结点顺序和结点收敛；

第二，针对有环一般交通网络，提出基于自适应去除的N最短可靠路径方法：在行程时间不确定的场景下，寻找一般有环网络中的交通N最短可靠路径，通过不断去除求得的最短可靠路径，在新网络图上求解最短可靠路径；根据随机交通网络行程时间的不确定性，基于去除路径自适应方法，在新网络图上求解最短可靠路径就是原始图的次最短可靠路径，如此不断迭代，达到求解N最短可靠路径的目标，通过扩展结点的方式保持网络拓扑结构不变；在一般有环网络中优化寻找最短可靠路径，采用一个启发式函数，通过优先考虑距离目标地近的结点进行检索进一步改善性能。

2.根据权利要求1所述的随机GIS网络驱动的交通最短可靠路径方法，其特征在于，交通GIS最短可靠路径问题定义：定义一个有向图F(M,D)，M表示结点，D表示弧边，每条弧边d∈D有一个尾结点，有一个头结点，和一个随机行程时间，结点k∈M及结点a∈M表示K-A结点对，一条路径表示为q^v在K-A结点对之间，给定的路径q^v包含h个结点和h-1条弧边路径行程时间用R^v表示，计算整条路径上的弧边行程时间的总和：

是路径q^v上第i条边弧上的行程时间分布，这条路径上的行程时间R^v是一个随机变量，它的行程时间的平均值和标准差分别用r^v和b^v表示，在z可靠度下按时到达的路径表示为q^v，在z置信水平下所需时间用累计概率密度函数的相反数表示，z∈[0,1]，假定每条路径上的行程时间符合正态分布，每条路径上的路段相互独立，行程时间符合正态分布，另外边弧的行程时间分布相互独立，采用层级网络模型来优化查询效率，路径的行程时间的平均值和标准差分别表示为：

和分别表示边行程时间的均值和标准差,所需的行程时间预算用式4表示：

X_z是在置信水平z下正态分布的分布，累计概率密度函数的相反数对应一个常数，通过查表或计算得到；

每一对结点(u，k)∈M×M存在确定的最短可靠路径,若两点之间存在至少一条路径,两结点之间存在两条路径q₁和q₂，路径的行程时间的均值和标准差分别是用和和和表示，则采用多标准模型添加快速边：

1)如果并且则保留路径q₁；

2)如果并且或并且则保留两条路径q₁和q₂；

3)如果并且则保留路径q₂。