随着城市交通拥挤日趋“常态化”,城市交通网络的路段行程时间不再是静态不变的,而是随时间不断变化的。基于静态网络的路径分析结果越来越不符合实际情况。因此对于适合于城市道路时变网络路径分析方法研究具有重要意义和价值。本文对城市道路时变网络进行探讨,构建了城市道路时变网络模型,并在Visual Studio 2010开发环境下,基于ArcGIS Engine开发了路径分析实验系统,对城市道路时变网络下的路径分析进行了实例分析,主要内容和成果如下:(1)从定义、描述以及时变特性方面对时变网络以及城市道路时变网络进行了分析,探讨了城市道路时变网络时变特性的描述方法。(2)城市道路时变网络路径分析方法研究。在将传统网络下最短路径最优性原则推广应用于FIFO网络的基础上,对传统最短路径算法分析总结,并结合城市道路网络路径分析特点,Dijkstra算法相较于Bellman-Ford算法和Floyd算法更适合求解城市交通网络最短路径分析问题;城市道路时变网络路径分析是以路径时耗为依据的,路径分析时必须顾及到转向延误,在比较分析了节点标号算法和弧标号算法的基础上,采用弧标号算法求解顾及转向延误的最短路径问题;分给定出发时刻、给定出发时间段以及给定到达时刻三种情形,对城市道路时变网络路径分析问题进行了求解;为了进一步提高算法的精度,从算法数据结构、搜索方向两方面对算法的效率进行改进,数据结构上采用四叉堆优先级队列,搜索方向上则采用启发式搜索;利用K则最短路径算法中的去边算法实现起点和终点间多个备选优化路径的求解,以最大程度满足用户对不同出行路径的选择需求。(3)对城市道路时变网络模型构建进行研究。把同一道路上同向且可随时互通的各车道进行综合,构建了行车道级网络;为了更好地对行车道间转向关系直观表达,构建了以行车道为节点的对偶网络,并结合两者优点,利用行车道级网络进行路网的可视化显示,而利用以行车道为节点的对偶网络进行路径分析;在对路段以及交叉口时变特性分析的基础上,给出任一时刻下任意路段或交叉口的通行时间的计算模型;利用百度地图Web服务API中的批量算路服务(又名Route Matrix API),实现各路段在各时段的速度的获取。(4)在Visual Studio 2010软件开发环境,基于ArcGIS Engine组件、百度地图API以及Echart组件,搭建了一个城市道路时变网络路径分析试验系统,实现了城市道路网络模型构建、路段速度分布获取、路段速度分布显示以及路径分析等功能,并通过实例对城市道路时变网络下的三类路径分析问题以及K则最短路径进行了试验分析。