[发明专利]大规模路网下中心式实时动态交通诱导路径优化方法

权利要求书

1.一种大规模路网下中心式实时动态交通诱导路径优化方法， 由一台客户端计算机、一台服务器主节点计算机、多台服务器从节点 计算机、信息交换机和终端设备构成实现路径优化方法的装置，客户 端计算机安装Windows XP操作系统、Oracle数据库、MapX4.5软件， 服务器主节点计算机和服务器从节点计算机全部安装Redhad-LinuX 6.0操作系统，服务器主节点计算机还安装MPI消息传递软件，其特 征在于：客户端计算机安装有由负责动态地从Oracle数据库中读取 实时更新的交通路网拓扑结构和路段路阻数据的数据获取模块、负责 与服务器主节点计算机进行连接和数据传输的客户端通信接口模块 和负责向路网中出行者发布最优路径计算结果的发布模块，数据获取 模块、客户端通信接口模块和发布模块构成路径优化客户端应用程 序；服务器主节点计算机有由负责与客户端计算机进行数据传输的服 务器通讯接口模块、负责将交通路网进行最优分解便于最优路径求解 的网络分解模块、负责全路网所有点对之间最优路径求解计算的最短 路径并行计算模块和负责检测最优路径是否完成求解计算的终止检 测模块，服务器通讯接口模块、网络分解模块、最短路径并行计算模 块和终止检测模块构成路径优化服务器计算程序，路径优化方法包括 如下步骤：

(1)数据获取模块与Oracle数据库建立连接，动态读取存储在 Oracle数据表中实时更新的交通路网拓扑结构和路段路阻数据，即 全路网中所有路段的起点编号、终点编号和路段路阻数据，并赋值给 一个N行3列的矩阵三元组，N为路网中路段总数，三元组指路段起 点编号、终点编号和路段路阻三个元素；

(2)、客户端计算机通过客户端通信接口模块与服务器主节点计 算机建立连接，将数据获取模块获取的由交通路网拓扑结构和路段路 阻数据构成的N行3列的矩阵三元组上传给服务器主节点，启动路径 优化服务器计算程序；

(3)路径优化服务器计算程序根据客户端计算机上传的N行3 列的矩阵三元组，首先通过网络分解模块将交通路网分解成几个小 区，以便于多个处理器的最优路径并行计算求解，所述的处理器是指 服务器主节点计算机和服务器从节点计算机；

(4)终止检测模块负责检测最优路径求解是否完成；

(5)对最短路径并行计算模块中各个处理器的队列是否清空及 通信网络中是否存在未被处理的消息进行实时地检测，如果所有处理 器的队列均已清空，并且在通信网络中没有未被处理的消息，则通知 最短路径并行计算模块结束计算；

(6)服务器主节点计算机和服务器从节点计算机完成全路网所 有点对之间的路径优化处理之后，通过服务器通信接口模块将路径优 化处理结果返回给客户端计算机，客户端接口模块负责接收路径优化 处理结果，并通过发布模块将最优路径处理结果发送给用户终端设 备。

2.根据权利要求1所述的路径优化方法，其特征在于步骤3中 网络分解模块进行交通路网分解由以下步骤实现：

(1)利用光谱对分方法，按照服务器启动的处理器数量将交通 路网分解为与处理器个数相同的小区；

(2)根据出行者喜欢尽可能走主要道路的行为特性将每个小区 分为主要路网和次要路网，并确定子区，其中，将驾驶员和居民出行 常走的道路定位主要道路，主要道路把城市路网划分成若干子区，子 区内的道路定位次要道路。

3.根据权利要求1所述的路径优化方法，其特征在于：步骤1 中交通路网拓扑结构和路段路阻数据，其初始交通路网拓扑结构数据 从导航电子地图内置的属性数据库中获取，当交通路网拓扑结构发生 变化，根据城市规划部门或交通指挥控制中心提供的交通路网拓扑结 构增量数据包对Oracle数据表中存储的交通路网拓扑结构数据进行 实时更新；路段路阻数据是路段的长度或行程时间，路段的长度数据 从导航电子地图属性数据库中直接获取，路段的行程时间数据是根据 城市交通路网中检测器实时采集的交通数据对路段行程时间进行估 计获取。

4.根据权利要求1所述的路径优化方法，其特征在于客户端通 信接口模块的具体实现流程包括：

a、初始化与服务器主节点计算机的连接；

b、矩阵三元组数据上传；

c、计算任务上传：求全路网所有点对之间的最优路径并要求返 回结果；

d、计算结果成功返回后，断开连接，进行善后处理。