一种基于分布式动态路网的路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于分布式动态路网的路径规划方法及系统。所述基于分布式动态路网的路径规划方法包括：各个路口的监控节点建立邻居表；所述监控节点分别采集路口的车辆相关信息，确定所述两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间；监控节点分别建立所述监控节点的本地路由表；接收路径查询请求，生成查询消息，向邻接的监控节点发送所述查询消息；接收到所述查询消息的监控节点如果在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则根据所述查询消息中的信息以及所述最短路径树生成查询结果消息；将所述查询结果消息发送给所述路径起始监控节点。本发明专利技术在保证查询结果正确性的同时减少了查询时间和分布式网络中数据包转发的压力。

Path planning method and system based on distributed dynamic road network

The invention provides a path planning method and a system based on a distributed dynamic road network. The path planning method based on distributed dynamic network includes a monitoring node of each intersection of the neighbor table; the monitoring nodes were collected related information of the vehicle crossing, determine the monitoring node of the two adjacent intersection between the corresponding packet delay time; local routing table and the monitoring nodes are established monitoring nodes; the receive path query, a query message, the query message is sent to the monitoring node adjacent the monitoring node; receives the query message if there is the shortest path tree path to reach the objective of monitoring nodes in the local routing table, according to the query message information and the shortest path tree the results of the query message; message query result is transmitted to the monitoring node path starting. The invention reduces the query time and the pressure of data packet forwarding in the distributed network while guaranteeing the correctness of the query result.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种城市交通领域，特别是涉及一种基于分布式动态路网的路径规划方法及系统。
技术介绍
随着城市路网系统的日益庞大，道路拥挤、事故多发已经成为了城市交通普遍存在的问题。目前，智能交通系统中对车辆诱导的主要方法是将大量的路网数据汇聚到数据中心对路径规划请求进行集中处理。一般以路段的几何距离、道路质量等静态的信息作为路阻来规划车辆的行驶路线。对于大规模的动态路网，路段的状况随时间变化较大，所以传统的静态网络中查询得到的结果往往与实际情况将存在着很大的误差。对于大规模动态路网的路径规划问题，国内外也有着众多的解决方法。通常做法一般是统计大量的历史数据进行预处理来预测出未来最近可能出现的路况，从而实现路网的动态性。或者是将路网进行分割，将中心服务器的压力分解到分割后的各个子路网中形成一种伪分布的路网，进而减少路网数据动态更新在中心服务器上的压力和开销。而这些方式的效率在某种程度上还是相对较低，在实际工程中的应用受到很大的影响。鉴于此，如何找到更好的通过路网信息获取最优的交通路径的方案以向道路中的行驶车辆提供及时准确的引导就成了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于分布式动态路网的路径规划方法及系统，用于解决现有技术中大规模的动态路网的处理效率较低，不能及时获取最优的交通路径的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于分布式动态路网的路径规划方法，所述基于分布式动态路网的路径规划方法包括：各个路口的监控节点建立邻居表，邻居表中存储与所述监控节点邻接的监控节点信息，所述邻接的监控节点与所述监控节点对应的路口彼此相邻接；所述监控节点分别采集路口的车辆相关信息，确定所述路口与所邻接路口间的通行时间并将所述通行时间存储到所述路口的监控节点中；将任一两个邻接路口间的所述通行时间按照预设策略转换成所述两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间；监控节点分别建立所述监控节点的本地路由表，所述本地路由表包括从所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径树，所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径的权值为所述监控节点间的数据包延时时间；接收路径查询请求，确定路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点；所述路径起始监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果不存在，所述路径起始监控节点生成查询消息，所述查询消息包括路径查询请求中的路径起始监控节点信息以及路径目的监控节点信息，并根据所述路径起始监控节点的邻接表向邻接的监控节点发送所述查询消息；接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则根据所述查询消息中的信息以及所述最短路径树生成查询结果消息，所述查询结果消息包括路径起始监控节点到路径目的监控节点的最短路径树；将所述查询结果消息发送给所述路径起始监控节点。可选地，如果述路径起始监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则直接返回此最短路径树作为最优查询路径。可选地，如果接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中不存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则将所述监控节点信息加入到所述查询消息的查询路径中，跟据所述监控节点的邻接表向邻接的监控节点发送所述查询消息；当得到查询结果消息时，将所述查询结果消息根据所述查询消息的查询路径的顺序发送给当前监控节点的上一监控节点。可选地，根据路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点确定查询的地理位置范围，将根据所述路径查询请求生成的查询消息的接收监控节点限制在所述查询的地理位置范围内。可选地，所述查询的地理位置范围包括根据路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点生成的椭圆形状限制的地理位置范围。可选地，监控节点生成查询消息时，或者收到查询消息且所述查询消息为第一次收到时，将所述查询消息加入到所述监控节点的本地消息查询表中；当收到查询结果消息时，在所述本地消息查询表中查找是否存在所述查询结果消息对应的查询消息，当所述本地消息查询表中存在所述查询结果消息对应的查询消息时，分别计算查询结果消息中的最短路径树的权值以及查询花费时间，当所述查询花费时间大于或等于所述查询结果消息中的最短路径树的权值时，提取所述最短路径树为最优查询结果，删除所述本地消息查询表中的查询结果消息对应的查询消息；将所述最优查询结果记录到所述监控节点的路由表中。可选地，当所述查询花费时间小于所述查询结果消息中的最短路径树的权值时，计算所述查询结果消息中的最短路径树的权值与所述查询花费时间的时间差，等待所述时间差后，在所述本地消息查询表中查找是否存在所述查询结果消息对应的查询消息，当所述本地消息查询表中存在所述查询结果消息对应的查询消息时，提取所述最短路径树为最优查询结果，删除所述本地消息查询表中的查询结果消息对应的查询消息；将所述最优查询结果记录到所述监控节点的路由表中。可选地，所述查询消息中包括GUID信息。可选地，所述监控节点定时采集路口的车辆相关信息，重新计算任意两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间，当所述数据包延时时间超过预设延时阈值时，更新相关监控节点的路由表。本专利技术提供一种基于分布式动态路网的路径规划系统，所述基于分布式动态路网的路径规划系统包括：监控节点基本信息生成模块，用于在各个路口的监控节点建立邻居表，邻居表中存储与所述监控节点邻接的监控节点信息，所述邻接的监控节点与所述监控节点对应的路口彼此相邻接；所述监控节点分别采集路口的车辆相关信息，确定所述路口与所邻接路口间的通行时间并将所述通行时间存储到所述路口的监控节点中；将任一两个邻接路口间的所述通行时间按照预设策略转换成所述两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间；监控节点分别建立所述监控节点的本地路由表，所述本地路由表包括从所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径树，所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径的权值为所述监控节点间的数据包延时时间；监控节点查询请求处理模块，用于接收路径查询请求，确定路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点；所述路径起始监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果不存在，所述路径起始监控节点生成查询消息，所述查询消息包括路径查询请求中的路径起始监控节点信息以及路径目的监控节点信息，并根据所述路径起始监控节点的邻接表向邻接的监控节点发送所述查询消息；监控节点查询消息处理模块，用于接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则根据所述查询消息中的信息以及所述最短路径树生成查询结果消息，所述查询结果消息包括路径起始监控节点到路径目的监控节点的最短路径树；将所述查询结果消息发送给所述路径起始监控节点。可选地，所述监控节点查询请求处理模块还用于：如果述路径起始监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则直接返回此最短路径树作为最优查询路径。可选地，所述监控节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于，所述基于分布式动态路网的路径规划方法包括：各个路口的监控节点建立邻居表，邻居表中存储与所述监控节点邻接的监控节点信息，所述邻接的监控节点与所述监控节点对应的路口彼此相邻接；所述监控节点分别采集路口的车辆相关信息，确定所述路口与所邻接路口间的通行时间并将所述通行时间存储到所述路口的监控节点中；将任一两个邻接路口间的所述通行时间按照预设策略转换成所述两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间；监控节点分别建立所述监控节点的本地路由表，所述本地路由表包括从所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径树，所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径的权值为所述监控节点间的数据包延时时间；接收路径查询请求，确定路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点；所述路径起始监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果不存在，所述路径起始监控节点生成查询消息，所述查询消息包括路径查询请求中的路径起始监控节点信息以及路径目的监控节点信息，并根据所述路径起始监控节点的邻接表向邻接的监控节点发送所述查询消息；接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则根据所述查询消息中的信息以及所述最短路径树生成查询结果消息，所述查询结果消息包括路径起始监控节点到路径目的监控节点的最短路径树；将所述查询结果消息发送给所述路径起始监控节点。...

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于，所述基于分布式动态路网的路径规划方法包括：各个路口的监控节点建立邻居表，邻居表中存储与所述监控节点邻接的监控节点信息，所述邻接的监控节点与所述监控节点对应的路口彼此相邻接；所述监控节点分别采集路口的车辆相关信息，确定所述路口与所邻接路口间的通行时间并将所述通行时间存储到所述路口的监控节点中；将任一两个邻接路口间的所述通行时间按照预设策略转换成所述两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间；监控节点分别建立所述监控节点的本地路由表，所述本地路由表包括从所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径树，所述监控节点到达邻接的监控节点的最短路径的权值为所述监控节点间的数据包延时时间；接收路径查询请求，确定路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点；所述路径起始监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果不存在，所述路径起始监控节点生成查询消息，所述查询消息包括路径查询请求中的路径起始监控节点信息以及路径目的监控节点信息，并根据所述路径起始监控节点的邻接表向邻接的监控节点发送所述查询消息；接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中查询是否存在到达路径目的监控节点的最短路径树，如果接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则根据所述查询消息中的信息以及所述最短路径树生成查询结果消息，所述查询结果消息包括路径起始监控节点到路径目的监控节点的最短路径树；将所述查询结果消息发送给所述路径起始监控节点。2.根据权利要求1所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：如果述路径起始监控节点在本地路由表中存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则直接返回此最短路径树作为最优查询路径。3.根据权利要求1所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：如果接收到所述查询消息的监控节点在本地路由表中不存在到达路径目的监控节点的最短路径树，则将所述监控节点信息加入到所述查询消息的查询路径中，跟据所述监控节点的邻接表向邻接的监控节点发送所述查询消息；当得到查询结果消息时，将所述查询结果消息根据所述查询消息的查询路径的顺序发送给当前监控节点的上一监控节点。4.根据权利要求1所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：根据路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点确定查询的地理位置范围，将根据所述路径查询请求生成的查询消息的接收监控节点限制在所述查询的地理位置范围内。5.根据权利要求4所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：所述查询的地理位置范围包括根据路径查询请求中的路径起始监控节点以及路径目的监控节点生成的椭圆形状限制的地理位置范围。6.根据权利要求1或3所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：监控节点生成查询消息时，或者收到查询消息且所述查询消息为第一次收到时，将所述查询消息加入到所述监控节点的本地消息查询表中；当收到查询结果消息时，在所述本地消息查询表中查找是否存在所述查询结果消息对应的查询消息，当所述本地消息查询表中存在所述查询结果消息对应的查询消息时，分别计算查询结果消息中的最短路径树的权值以及查询花费时间，当所述查询花费时间大于或等于所述查询结果消息中的最短路径树的权值时，提取所述最短路径树为最优查询结果，删除所述本地消息查询表中的查询结果消息对应的查询消息；将所述最优查询结果记录到所述监控节点的路由表中。7.根据权利要求6所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：当所述查询花费时间小于所述查询结果消息中的最短路径树的权值时，计算所述查询结果消息中的最短路径树的权值与所述查询花费时间的时间差，等待所述时间差后，在所述本地消息查询表中查找是否存在所述查询结果消息对应的查询消息，当所述本地消息查询表中存在所述查询结果消息对应的查询消息时，提取所述最短路径树为最优查询结果，删除所述本地消息查询表中的查询结果消息对应的查询消息；将所述最优查询结果记录到所述监控节点的路由表中。8.根据权利要求1或3所述的基于分布式动态路网的路径规划方法，其特征在于：所述监控节点定时采集路口的车辆相关信息，重新计算任意两个邻接路口对应的监控节点间的数据包延时时间，当所述数据包延时时间超过预设延时阈值时，更新相关监控节点的路由表。9.一种基于分布式动态路网的路径规划系统，其特征在于：所述基于分布式动态路网的路径规划系统包括：监控节点基本信息生成模块，用于在各个路口的监控节点建立邻居表，邻居表中存储与所述监控节点邻接的监控节点信息，所述邻接的监...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋昌俊，闫春钢，陈闳中，张亚英，叶晨，喻剑，陆王延，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31