CN107564289B - 一种合并交通节点的道路网预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合并交通节点的道路网预处理方法，包括以下步骤，首先以待处理的道路网为基础，构建用于表征城市路网信息的基础文件；其次，根据路网特征和预期目标，确定节点合并半径；然后，按指定规则生成基准节点，并在所述合并半径范围内查找待合并节点；最后，将查到的待合并节点删除，并处理基础文件，可优化由多个交通节点构成交叉口的道路网络，提高道路网络的整洁度和可读性。

Description

一种合并交通节点的道路网预处理方法
技术领域
本发明涉及一种合并交通节点的道路网预处理方法，属于城市道路网络预处理技术领域。
背景技术
近年来，在诸如城市交通拥堵加剧、污染严重和安全事故频发等问题日益突出的情况下，智慧交通城市建设的呼声越来越强烈，包括东南大学搭建的城市交通虚拟平台在内的，各种以城市交通大数据为基础，可实现辅助方案的制定、实施与评估等功能的集成应用***被不断提出及推广应用。
随着网络信息技术的不断发展，开放的道路交通信息为推进城市交通虚拟平台建设提供较为精准的海量路网数据。目前，从技术层面上已经实现了实时下载网络道路交通数据，并快速解析成路网。然而，在基于开源道路信息解析而成的路网中存在着以多个交通节点表征普通交叉口的情况，这不仅对道路交通分析毫无帮助，还会占用计算内存空间、增加运算时间。
发明内容
本发明为提高基于开源道路信息解析而成的道路网络的整洁度和可读性，缩短交通运行分析的时间消耗，本发明方法提出了一种合并交通节点的道路网预处理方法，该方法以基于开源道路信息解析而成的道路网络为研究对象，在构建表征城市道路网信息文件的基础上，提出了一套查找待合并节点、处理城市道路网信息文件的方法，可优化由多个交通节点构成交叉口的道路网络，提高道路网络的整洁度和可读性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种合并交通节点的道路网预处理方法，包括以下步骤：
步骤一、以待处理的道路网为基础，构建用于表征城市路网信息的基础文件，所述基础文件，包括节点基本信息文件、节点连接目录表文件和路段基本信息文件；
步骤二、根据路网特征和预期目标，确定节点合并半径；
步骤三、按指定规则生成基准节点，并在步骤(二所述合并半径范围内查找待合并节点，如果存在待合并节点，转至步骤四，否则，转至步骤三；
步骤四、将查到的待合并节点删除，并处理基础文件。
进一步的，步骤一中节点基本信息文件包括节点编号和节点坐标，路段基本信息文件包括路段编号、路段起点和路段终点，节点连接目录表文件包括发出节点编号、接收节点数量和接收节点编号。
进一步的，步骤二中确定节点合并半径包括：根据路网中需要合并的交通节点的密集程度，选取表征一个交叉口中的两个相距较远的交通节点，以上述两个交通节点之间的距离作为节点合并半径。
进一步的，步骤三中生成基准节点的规则包括：按发出节点编号从小到大的顺序生成、按发出节点编号从大到小的顺序生成或采用等概率随机从所有发出节点中选取。
进一步的，步骤四包括以下步骤：
(4.1)遍历交通节点基本信息文件的第一列，将含有待合并节点的所在行删除；
(4.2)在路段基本信息表中查找是否存在以下路段：从基准节点到待合并节点路段和/或从待合并节点到基准节点路段，若存在，将其删除；
(4.3)分别在路段基本信息表的第一列和第三列查找待合并节点，将查到的待合并节点用基准节点替换；
(4.4)将第一列元为待合并节点所在行的第三列至最后一列元添加到第一列元为基准节点所在行的接收节点编号列中，删除第一列元为基准节点所在行中的待合并节点，并将新的接收节点按从小到大顺序排列；并将其他行中的待合并节点替换成基准节点；
(4.5)重复执行步骤(4.1)-(4.4)，直到查找到的待合并节点均执行完毕。
有益效果：本发明与现有技术相比，通过使用本发明方法，可有效减少交叉口节点数量和路段数量，从而直接减小存储节点和路段的数据占用空间，在优化路网结构、提高交通分析速度方面具有积极的作用。
附图说明
图1为本发明方法的基本流程图；
图2为本发明方法实例分析采用的路网图；
图3为本发明方法实例分析中合并节点10后的路网图；
图4为本发明方法实例分析中依次合并节点后的路网图；
图5为本发明方法实例分析中节点合并后的最终路网图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述该发明方法。
图1是一种合并交通节点的道路网预处理方法的基本流程图，具体包括以下步骤：
步骤1：以待处理的道路网为基础，构建用于表征城市路网信息的基础文件，采用图2所示的路网进行说明：
1.1、构建交通节点基本信息文件，结果如表1所示；
表1交通节点基本信息表
Figure GDA0002512654460000031
1.2、构建路段基本信息文件，结果如表2所示；
表2路段基本信息表
路段编号 路段起点 路段终点 路段编号 路段起点 路段终点
1 2 10 7 8 9
2 10 11 8 9 10
3 11 5 9 10 3
4 6 12 10 4 11
5 12 9 11 11 12
6 9 1 12 12 7
1.3、构建节点连接目录表，结果如表3所示；
表3节点连接目录表
Figure GDA0002512654460000032
步骤2：根据路网特征和预期目标，确定节点合并半径；
从待处理的网络图中可知，需要将节点9、10、11和12，共计四个节点合并，根据节点坐标，计算出节点9和11之间的距离为1.414，节点合并半径可略大于该值，此处取节点合并半径为1.5；
步骤3：按指定规则生成基准节点，查找是否存在待合并节点；
此处，选用等概率随机生成基准节点方式，从连接目录表文件的发出节点中选取一个节点，本实施例设选中的节点为9；
以节点9为圆心，节点合并半径1.5为搜索半径，查到待合并的节点共3个，分别是10、11和12；
步骤4：将查到的待合并节点删除，并处理基础文件；
按节点序号递增的顺序，逐一合并待合并节点，现以合并节点10为例进行步骤4所述的文件处理：
4.1、遍历交通节点基本信息文件的第一列，将含有待合并节点的行删除，新的交通节点基本信息文件如表4所示；
表4合并节点9后的交通节点基本信息表
Figure GDA0002512654460000041
4.2、删除从基准节点到待合并节点路段和/或从待合并节点到基准节点路段，更新后的路段基本信息表如表5所示；
表5执行步骤D2后的路段基本信息表
路段编号 路段起点 路段终点 路段编号 路段起点 路段终点
1 2 10 7 8 9
2 10 11 9 10 3
3 11 5 10 4 11
4 6 12 11 11 12
5 12 9 12 12 7
6 9 1
4.3、分别在路段基本信息表的第一列和第三列查找待合并节点，将查到的待合并节点用基准节点替换，更新后的路段基本信息表如表6所示；
表6执行步骤D3后的路段基本信息表
Figure GDA0002512654460000042
Figure GDA0002512654460000051
4.4、将第一列元为待合并节点所在行的第三列至最后一列元添加到第一列元为基准节点所在行的接收节点中，删除第一列元为基准节点所在行中的待合并节点，并将新的接收节点按从小到大顺序排列；将其他行中的待合并节点替换成基准节点，更新后的连接目录表文件如表7所示；图3是将节点9合并至节点10后的路网图；
表7节点连接目录表
Figure GDA0002512654460000052
更换待合并节点，重复执行步骤4.1、4.2、4.3和4.4，即可合并节点11和12，图4 是分别合并10、11和12三个节点后的路网图集；
重复执行步骤3和4，可以得到最终合并路网图，见图5；
最终的路段基本信息文件，路段基本信息文件和节点连接目录文件分别如表8、9和10所示；
表8最终的交通节点基本信息表
节点编号 节点坐标x 节点坐标y
2 -5 0
4 1 -5
6 6 1
8 0 6
9 0 1
表9最终的路段基本信息表
Figure GDA0002512654460000053
Figure GDA0002512654460000061
表10最终的节点连接目录表
Figure GDA0002512654460000062
。

Claims (1)

1.一种合并交通节点的道路网预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、以待处理的道路网为基础，构建用于表征城市路网信息的基础文件，所述基础文件，包括节点基本信息文件、节点连接目录表文件和路段基本信息文件；
步骤二、根据路网特征和预期目标，确定节点合并半径；
步骤三、按指定规则生成基准节点，并在步骤二所述合并半径范围内查找待合并节点，如果存在待合并节点，转至步骤四，否则，转至步骤三；
步骤四、将查到的待合并节点删除，并处理基础文件；
所述步骤一中节点基本信息文件包括节点编号和节点坐标，路段基本信息文件包括路段编号、路段起点和路段终点，节点连接目录表文件包括发出节点编号、接收节点数量和接收节点编号；
所述步骤二中确定节点合并半径包括：根据路网中需要合并的交通节点的密集程度，选取表征一个交叉口中的两个相距较远的交通节点，以上述两个交通节点之间的距离作为节点合并半径；
所述步骤三中生成基准节点的规则包括：按发出节点编号从小到大的顺序生成、按发出节点编号从大到小的顺序生成或采用等概率随机从所有发出节点中选取；
所述步骤四包括以下步骤：
(4.1)遍历交通节点基本信息文件的第一列，将含有待合并节点的所在行删除；
(4.2)在路段基本信息表中查找是否存在以下路段：从基准节点到待合并节点路段和/或从待合并节点到基准节点路段，若存在，将其删除；
(4.3)分别在路段基本信息表的第一列和第三列查找待合并节点，将查到的待合并节点用基准节点替换；
(4.4)将第一列元为待合并节点所在行的第三列至最后一列元添加到第一列元为基准节点所在行的接收节点编号列中，删除第一列元为基准节点所在行中的待合并节点，并将新的接收节点按从小到大顺序排列；并将其他行中的待合并节点替换成基准节点；
(4.5)重复执行步骤(4.1)-(4.4)，直到查找到的待合并节点均执行完毕。
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