基于随机游走的道路选取研究的开题报告.docx

基于随机游走的道路选取研究的开题报告
【开题报告】
一、选题背景
交通出行在现代社会扮演着重要的角色，而城市道路系统则牵扯到城市交通出行的关键因素，如交通拥堵、出行时间、行驶距离、安全性等，因此我们需要对城市道路系统做进一步的研究和优化。目前，最主要的研究方式是道路网络分析，其中的核心问题是道路选取，即如何选出最优的一组道路以实现最小化期望出行时间。然而，现有的大部分道路网络研究方法都基于优化算法，对于大规模复杂的城市道路系统经常会导致时间复杂度过高，甚至出现局部最优解等问题。
因此，随机游走方法引起了研究人员的关注，在解决交通出行问题方面具有很大的潜力。随机游走可以模拟人类行为，通过仿真行人在城市中的随机漫步过程，从而确定最优的道路选取方案。
二、研究目的
本研究旨在探讨基于随机游走的道路选取算法，构建一个适用于城市道路网络的通用模型，并探索其可行性和有效性。
三、研究内容
1.基于随机游走的道路选取原理研究，包括随机游走模型理论基础、路网拓扑结构建模等方面的内容；
2.随机游走算法实现，包括城市道路系统建模、随机游走算法设计、最优道路选择方法等；
3.建立算法评价体系，探索不同道路网络规划方法的优缺点，并选择适合实际情况的算法。
四、研究方法
本文将主要采用以下方法：
1.道路网络建模：对于研究城市道路网络系统，我们需要将道路网络中的路网拓扑结构进行建模。本文将采用有向图来对道路网络进行建模，将道路看做一个有向边，同时也需要将每一个交叉口看做一个节点来构建一个有向图。
2.随机游走的实现：在道路网络建模的基础上，我们需要考虑如何将随机游走运用到问题中来。我们将根据随机游走的理论基础，对城市道路系统建立相应的随机游走模型，并进行算法设计。
3.最优道路选择：在获得了很多路径方案之后，因为每个路径的期望达到时间不相同，我们需要通过神经网络对Path-finding得到的N个路径进行排序。并最终选取期望时间最短的一条路径。
4.算法评价：通过实验验证探讨不同方案的优缺点，以此评价算法的有效性、准确性、可靠性和实用性。
五、预期成果
1.建立一个通用的基于随机游走的道路选取算法模型；
2.实现该算法，对其准确性进行测试和验证；
3.构建道路选取决策支持系统，支持城市交通出行的优化决策。
六、研究进度
1.2021年6月--2021年7月：文献查找、调研；
2.2021年7月--2021年8月：网络建模、随机游走算法设计；
3.2021年8月--2021年9月：最优道路选择方法研究、算法实现；
4.2021年9月--2021年10月：算法评价体系搭建、实验评价；
5.2021年10月--2021年11月：论文撰写、答辩。
七、研究意义
1.通过研究基于随机游走的道路选取算法，探讨最优道路选择的有效性和实用性，并为城市道路系统优化提供一种新的思路和方法。
2.该研究成果有助于提高城市交通出行的便利性和效率，降低人们每次出行的时间成本，提高出行的舒适度。