一种基于网络路径选择算法的地图路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于网络路径选择算法的地图路径规划方法及系统，该系统包括信息获取模块，获取用户输入的出发地与目的地，并从数据存储模块中获取所述出发地与所述目的地的交通信息，同时调用互联网上的交通信息及交通控制中心发布的实时交通信息，并发送给所述数据存储模块进行存储；定位模块，根据出发地与目的地，在地图中查找所述出发地与所述目的地的位置；信息处理模块，将所述交通信息与所述实时交通信息进行处理，生成交通信息参数，并将所述交通信息参数发送到路径规划模块；所述路径规划模块，根据所述交通信息参数与所述出发地与所述目的地的位置，通过网络路径选择算法进行路径规划，查找N条路径并返回给用户，用户选定所需路径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络路径规划算法、信息通信、电子地图等领域，特别涉及一种基于网络路径选择算法的地图路径规划方法及系统。
技术介绍
随着社会的飞速发展，城市规模不断扩大，越来越多的道路构成了四通八达的交通网，拉近了人们之间的距离，然而，在我们享受着交通现代化建设带来便利的同时，也出现了很多问题，复杂的交通网络使人们无法适从，频繁的交通拥堵使人们难以选择正确的行车线路，处于陌生环境时无法确定自己的位置和附近的交通状况及设施分布，这些问题的存在经常给人们带来困扰，也浪费了人们的时间。近几年来，随着GPS定位的民用化和GIS系统的不断发展，加上解决上述问题的紧迫性，越来越多的地图导航系统层出不穷，它们的出现极大得方便了人们的生活，大家可以借助导航系统随时随地地了解自己所处的地理位置和周边环境，结合当前的道路情况做出最合理的规划，寻找抵达目的地的最优路径，也可以快速找到周边所需设施，便捷有效，有效避免了出行中迷路、绕路、拥堵等情况的发生，最近无人驾驶等方向的研究也非常火热，它的发展更加离不开精确合理的定位和路径规划，错综复杂的道路形成一个网状拓扑结构，每个地点都可以看作一个节点，他们之间的道路可以看作边，导航的核心问题就是实现两点间的路径规划，为用户提供最优的路径选择，因此，常见的网络路径选择规划算法都可以经过适当修改后，应用于地图路径规划问题，在车载导航系统中，城市道路网的表现形式一般为GIS矢量电子地图，采用的是Shape格式的矢量地图结构文件，矢量地图数据是路径规划的基础，路径规划的过程是将路网数据构造成拓扑图，然后基于具有拓扑结构的路网数据运用路径搜索算法进行寻径的过程，寻径时如何快速准确地找出城市路网中起点到目标点之间的最优路径，很大程度上取决于矢量地图的数据结构和路径搜索算法的选择。由此可见，导航系统的核心之一是路径规划问题，它直接决定了一个导航系统的有效性和可用性，由于现实中的道路普遍呈网状分布，因此可以利用常见的网络路径选择搜索算法，如Dijkstra算法与最佳优先搜索等，加以修改之后对地图路径进行规划，为用户选择最优路径，现在双向广度搜索算法、启发式最优路径搜索算法等都取得了不错的效果。然而，现有的导航系统还都普遍存在着一定问题，主要表现在以下几点：(1)很多系统都是按照系统中保存的电子地图直接进行静态规划，而多种因素的影响和路况的实时变化，导致很难找到最优路径；(2)地图系统中经常存在信息更新不及时的情况，在设施发生变动时，很多时候规划结果会发生偏差，有些路径甚至会不可达；(3)在进行路径规划时，综合考虑的因素太少，例如天气、突发事故等情况，经常导致最终的结果并不是最优；(4)一次导航进行过程中，现有系统都只能显示出规划完成时计算出的数据，如路线、剩余距离和时间等，无法在行驶过程中动态变化，显示最新的结果，也不能实时根据外界条件的变化对路线进行微调；(5)现有导航系统无法根据用户偏好进行路径规划，例如分析收集到的用户信息，可以得出用户偏好，从而推荐用户可能最喜欢的路线；(6)普遍没有反馈机制，不能根据用户的使用情况来优化系统，例如很多用户在某地掉头或不按规划路线走，可以判断此路不通；(7)缺少人机交互，很多时候用户无法事先在系统中写入自己的用路需求，在用路过程中也不能很方便得向系统反应问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于网络路径选择算法的地图路径规划方法及系统。本专利技术提出一种基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，包括：信息获取模块，用于获取用户输入的出发地与目的地，并从数据存储模块中获取所述出发地与所述目的地的交通信息，同时调用互联网上的交通信息及交通控制中心发布的实时交通信息，并发送给所述数据存储模块进行存储；定位模块，用于根据用户输入的出发地与目的地，在地图中查找所述出发地与所述目的地的位置；信息处理模块，用于将所述交通信息与所述实时交通信息进行处理，生成交通信息参数，并将所述交通信息参数发送到路径规划模块；所述路径规划模块，用于根据所述交通信息参数与所述出发地与所述目的地的位置，通过网络路径选择算法进行路径规划，查找N条路径并返回给用户，用户选定所需路径。还包括动态更新模块，用于用户在选定路线后，实时刷新用户的位置及周边环境，对返回数据进行动态微调，为用户显示的当前位置、交通信息及剩余到达时间。还包括信息反馈模块，用于用户在使用所述系统的过程中遇到任何问题或突发情况，主动反馈给所述系统，帮助所述系统更好得实现地图路径规划。所述信息处理模块中，所述交通信息参数还包括获取用户最近一段时间内使用所述系统时产生的数据，获取用户的使用偏好，作为地图路径规划时的考虑因素；获取对所有用户最近一段时间内在所述出发地与所述目的地的路径选择情况进行分析，获取路径被选择次数为N的路径，并生成交通信息参数。所述网络路径选择算法为设出发地S、目的地D，输出为出发地S与目的地D之间的一条路径，具体步骤为：判断出发地S与目的地D所在的路网级别，假设出发地S位于第i级路网Gi，目的地D位于第j级路网Gj，则在第i级路网Gi上调用Dijkstra算法，找到距离出发地S最近的位于i-1级路网Gi-1上的节点Si-1，接着在第i-1级路网Gi-1上调用Dijkstra算法，找到距离节点Si-1最近的位于i-2级路网Gi-2上的节点Si-2，直到在第2级路网G2上找到距离S2最近的位于最低级路网上的节点S1，获取从出发地S到S1的路径序列RS1；同样在第j级路网Gj上调用Dijkstra算法，找到距离目的地D最近的位于j-1级路网Gj-1上的节点Dj-1，接着在第j-1级路网Gj-1上调用Dijkstra算法，找到距离Dj-1最近的位于j-2级路网Gj-2上的节点Sj-2，直到在第2级路网G2上找到距离D2最近的位于最低级路网上的节点D1，获取从目的地D到D1的路径序列RD1；在最低级路网G1上，调用启发式最优路径搜索算法，搜索从S1到D1的最短路径，得到路径序列RS1D1；将RS1，RD1，RS1D1结合，输出出发地S到目的地D之间的一条最优路径。本专利技术还提出一种基于网络路径选择算法的地图路径规划方法，包括：步骤1，获取用户输入的出发地与目的地，并从数据存储模块中获取所述出发地与所述目的地的交通信息，同时调用互联网上的交通信息及交通控制中心发布的实时交通信息，并发送给所述数据存储模块进行存储；步骤2，根据用户输入的出发地与目的地，在地图中查找所述出发地与所述目的地的位置；步骤3，将所述交通信息与所述实时交通信息进行处理，生成交通信息参数，并将所述交通信息参数发送到路径规划模块；所述路径规划模块，用于根据所述交通信息参数与所述出发地与所述目的地的位置，通过网络路径选择算法进行路径规划，查找N条路径并返回给用户，用户选定所需路径。还包括用户在选定路线后，实时刷新用户的位置及周边环境，对返回数据进行动态微调，为用户显示的当前位置、交通信息及剩余到达时间。还包括用户在使用所述系统的过程中遇到任何问题或突发情况，主动反馈给所述系统，帮助所述系统更好得实现地图路径规划。所述步骤3中，所述交通信息参数还包括获取用户最近一段时间内使用所述系统时产生的数据，获取用户的使用偏好，作为地图路径规划时的考虑因素；获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取用户输入的出发地与目的地，并从数据存储模块中获取所述出发地与所述目的地的交通信息，同时调用互联网上的交通信息及交通控制中心发布的实时交通信息，并发送给所述数据存储模块进行存储；定位模块，用于根据用户输入的出发地与目的地，在地图中查找所述出发地与所述目的地的位置；信息处理模块，用于将所述交通信息与所述实时交通信息进行处理，生成交通信息参数，并将所述交通信息参数发送到路径规划模块；所述路径规划模块，用于根据所述交通信息参数与所述出发地与所述目的地的位置，通过网络路径选择算法进行路径规划，查找N条路径并返回给用户，用户选定所需路径。

【技术特征摘要】
1.一种基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取用户输入的出发地与目的地，并从数据存储模块中获取所述出发地与所述目的地的交通信息，同时调用互联网上的交通信息及交通控制中心发布的实时交通信息，并发送给所述数据存储模块进行存储；定位模块，用于根据用户输入的出发地与目的地，在地图中查找所述出发地与所述目的地的位置；信息处理模块，用于将所述交通信息与所述实时交通信息进行处理，生成交通信息参数，并将所述交通信息参数发送到路径规划模块；所述路径规划模块，用于根据所述交通信息参数与所述出发地与所述目的地的位置，通过网络路径选择算法进行路径规划，查找N条路径并返回给用户，用户选定所需路径。2.如权利要求1所述的基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，其特征在于，还包括动态更新模块，用于用户在选定路线后，实时刷新用户的位置及周边环境，对返回数据进行动态微调，为用户显示的当前位置、交通信息及剩余到达时间。3.如权利要求1所述的基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，其特征在于，还包括信息反馈模块，用于用户在使用所述系统的过程中遇到任何问题或突发情况，主动反馈给所述系统，帮助所述系统更好得实现地图路径规划。4.如权利要求1所述的基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，其特征在于，所述信息处理模块中，所述交通信息参数还包括获取用户最近一段时间内使用所述系统时产生的数据，获取用户的使用偏好，作为地图路径规划时的考虑因素；获取对所有用户最近一段时间内在所述出发地与所述目的地的路径选择情况进行分析，获取路径被选择次数为N的路径，并生成交通信息参数。5.如权利要求1所述的基于网络路径选择算法的地图路径规划系统，其特征在于，所述网络路径选择算法为设出发地S、目的地D，输出为出发地S与目的地D之间的一条路径，具体步骤为：判断出发地S与目的地D所在的路网级别，假设出发地S位于第i级路网Gi，目的地D位于第j级路网Gj，则在第i级路网Gi上调用Dijkstra算法，找到距离出发地S最近的位于i-1级路网Gi-1上的节点Si-1，接着在第i-1级路网Gi-1上调用Dijkstra算法，找到距离节点Si-1最近的位于i-2级路网Gi-2上的节点Si-2，直到在第2级路网G2上找到距离S2最近的位于最低级路网上的节点S1，获取从出发地S到S1的路径序列RS1；同样在第j级路网Gj上调用Dijkstra算法，找到距离目的地D最近的位于j-1级路网Gj-1上的节点Dj-1，接着在第j-1级路网Gj-1上调用Dijkstra算法，找到距离Dj-1最近的位于j-2级路网Gj-2上的节点Sj-2，直到在第2级路网G2上找到距离D2最近的位于最低级路网上的节点D1，获取从目的地D到D1的路径序列RD1；在最低级路网G1上，调用启发式最优路径搜索算法，搜索从S1到D1的最短路径，得到路径序列RS1D1；将RS1，RD1，RS1D1结合，输出出发...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅，兰星，邓波，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11