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八卦城真的不堵车吗?

2011-01-08 12:32:53来源:STimes 编辑:shuishui浏览:

  还记得我们之前提过的没有红绿灯的城市——新疆特克斯县么?据说这座八卦构造的城市规划,能够有效的解决城市拥堵的情况,因此不需要红绿灯。嗯,一位叫彭令的朋友卷写了一篇关于特克斯县交通的论文。我们一起来看下吧!

摘要:本文利用地理信息系统的空间分析功能,通过对特克斯县交通网络进行路径分析及统计计算,并与北京市交通布局进行对比分析。在两种交通网络中均不考虑立交桥等改变十字路口通行的情况下,结果表明特克斯县的八卦式交通布局优于北京市的纵横交错式交通布局,说明八卦式交通布局有利于城市交通畅通。

关键词:地理信息系统;交通分析;八卦城;特克斯县

  1 引言

  特克斯县地处天山北坡西部,乌孙山南麓,平均海拔800至1200米,风光秀丽,气候宜人。全县总面积8352平方公里,总人口15.8万人,县辖七乡一镇,由哈、汉、回、维、柯、蒙等33个民族组成。境内有大小河流18条,地表水年径流量80亿立方米。矿产资源有铜、镍、金、石英、花岗岩等23种。特克斯县是世界上唯一保存完整、建筑正规、规模最大的八卦城。这座体现易经文化内涵和八卦奇特奥秘思想的城镇,以中心八卦文化广场为太极“阴阳”两仪,按八卦方位以相等距离、相同角度如射线般向外伸出乾、坤、震、坎、艮、巽、离、兑八条主街,每条主街长1200米,每隔360米左右设一条连接八条主街的环路,由中心向外依次共有四条环路,其中一环八条街、二环十六条街、三环三十二条街、四环六十四条街。这些街道按八卦方位形成了六十四卦,充分地反映了64卦386爻的易经数理。整个县城呈放射状圆形,街道布局宛若神奇迷宫,路路瞿通、街街环连。八卦城有一奇为城市街道上没有一盏红绿灯,然而城市的现代病拥堵在这里却不存在。这是八卦城布局有利于城市交通畅通,还是本就该县城车流量小,而使交通不拥堵呢?

  本文利用地理信息系统中的路径分析方法,以特克斯县八卦城的交通路线为对象,分析八卦式交通布局是否有利于城市交通畅通。

图 1 特克斯县

  2 路径分析原理

  GIS中的路径分析包含了最短路径分析、最小费用最大流分析等。在最短路径分析中,两点之间的距离既可定义为实际的距离,也可定义为两点间的时间、运费、流量等,即为使用这条边所需付出的代价。因此,可以对不同的专题内容进行最短路径分析。狄克斯特拉(Dijkstra)在1959年提出最短路径搜索算法,被公认为是最好的算法之一。它的基本思想是:把图中每个顶点分为S,T两类,若起始点u到某顶点x的最短通路己求出,则将x归入S,其余归入T,开始时S中只有u,随着程序运行,T的元素逐个转入S,直到目标顶点v转入后结束,下面是该算法的详细描述。

  

  1)用带权的邻接矩阵Cost来表示带权的n个节点的有向图,Cost[i,j]表示弧,vj>的权值,如果从vi到vj不连通,则Cost[i,j]=∞。一个带权有向图以及其邻接矩阵(见图2)。

图 2 带权的有向图和邻接矩阵

  然后,引进一个辅助向量Dist,每个分量Dist[i]表示从起始点到每个终点vi的最短路径长度。假定起始点在有向图中的序号为i0,并设定该向量的初始值为:

  令S为已经找到的从起点出发的最短路径的终点的集合。

  2)选择Vj,使得

  vj就是当前求得的一条从Vi0出发的最短路径的终点,令S=S∪{vj}

  3)修改从Vi0出发到集合V-S中任意一顶点Vk的最短路径长度。如果

  则修改Dist[k]为:

  4)重复第二三步操作共n-1次,由此求得从Vi0出发的到图上各个顶点的最短路径是依路径长度递增的序列。根据Dijkstra算法图2计算结果(见表1)。

  在实际应用中,采用Dijkstra算法计算两点之间的最短路径和求从一点到其它所有点的最短路径所需要的时间是一样的,算法时间复杂度为O(n2)。

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