一种基于路径阻断的求解最短路径算法

全源最短路径的求解是计算机科学、交通工程、地理信息系统等学科中的一个研究热点。随着网络规模不断增大,求解全源最短路径的时间复杂度急剧上升,这制约了复杂网络相关研究与应用的快速发展,因此最短路径算法的效率问题是普遍关注并且在实际应用中迫切需要解决的问题。本文在BFS的基础上,引入路径阻断策略,利用已求得的单源最短路径节点的结果,加速全源最短路径的求解。实验结果表明该方法对大规模网络全源最短路径实现了加速计算。     

基于k-shell的复杂网络最短路径近似算法

复杂网络最短路径经典算法的处理效率较低，不适用于大规模复杂网络，而现有近似算法通用性有限，且计算准确率不理想，不能满足规模日益扩大的复杂网络中的最短路径计算需求。针对于此，提出基于[k]-shell的复杂网络最短路径近似算法。算法利用节点的[k]-shell值进行网络划分并引导搜索路径，利用超点聚合处理[k]-shell子网来降低路径搜索中节点和连边的规模，通过在路径搜索过程使用双向搜索树方法提高算法的计算效率和准确率。实验结果表明，算法通用性较好，在现实与仿真大规模复杂网络中均具有较高的计算效率和准确率。     

PC机群环境下最短路径并行算法的研究

本文在PC机群环境下,研究了最短路径并行算法。在非循环图网络模型和强连通随机网络模型上对算法的加速比和并行效率进行了实验研究,讨论了在PC机群环境中提高并行性能的方法及不同网络规模和网络模型下算法的加速比和效率。     

一类标准矩形网络节点间最短路径的求解方法

针对常见的交通道路最短路径问题, 提出标准矩形网络的概念, 分析其节点间最短路径的性质, 并在此基础上给出一种新颖的最短路径求解算法. 该算法利用标准矩形网络的几何性质, 简化了搜索方向和步长的判断, 同时指出常见的交通道路网络一般均可以整体或部分化为标准矩形网络. 与常见的求取最短路径的Dijkstra、Floyd、ACO、A* 等算法进行仿真实验比较, 实验结果表明, 对于大规模标准矩形道路网络, 所提出算法具有更好的寻优精度、稳定性和寻优速度.

     

利用多线程技术实现最短路径的并行算法

最短路径问题是图论中的一个典范问题,它被应用于众多领域.最短路径问题可以分成两类：单源最短路、所有顶点对间的最短路径.在研究图中最短路径问题上,Dijkstra算法是其中最为经典的算法之一,本文主要介绍所有顶点对间的最短路径问题,提出了一种更高效的新的所有顶点对间的并行算法.最后利用多线程技术对给出的并行算法进行了实现.     

适合复杂网络分析的最短路径近似算法

基于互联网抽取的社会网络往往具有较大的规模,这对社会网络分析算法的性能提出了更高的要求.许多网络性质的度量都依赖于最短路径信息,社会网络等现实网络往往表现出"无标度"等复杂网络特征,这些特征指示了现实网络中最短路径的分布规律.基于现实网络的拓扑特征,提出了一种适合于复杂网络的最短路径近似算法,利用通过局部中心节点的一条路径近似最短路径,该算法能够方便地用于需要最短路径信息的社会网络性质的估算,为复杂网络的近似分析提供了一种新的思路.在各种生成网络与现实网络上的实验结果表明,该算法在复杂网络上能够大幅降低计算复杂性并保持较高的近似准确性.     

有向赋权网络中任意节点对的最短路径集求解方法

有向赋权网络任意节点对之间的最短路径可能多于一条,运用Floyd算法对已知加权交互网络的最短路径进行求解,对获得最短路径后的每一个节点对,向其中插入已知交互网络中的其余所有节点,并计算此时的节点对之间的路径,通过与前次Floyd算法计算出的最短路径进行比较,筛选出构成最短路径的所有中间节点,并构建路径支撑树,基于路径支撑树确定任意节点对的最短路径集.     

基于蚁群算法的网络安全路由算法研究

通过研究蚂蚁寻食的轨迹,分析推理出一种得到最优路径的并行算法,由于其灵感来源于蚂蚁,所以起名为蚁群算法。蚁群算法是近年才发展起来的,成功应用于很多领域,如车辆调度问题、分布式人工智能研究、负载平衡、大规模集成电路设计、工厂生产计划制定方面、图像着色和路由算法方面等等。本文主要是运用蚁群算法,寻找Ad Hoc网络中最优路由路径,使整个Ad Hoc网络成为一个稳定可靠的网络系统。     

GIS的前k个最短路径分布式多线程实现

与求最短路径问题类似,求前k个最短路径问题也是一个经典的网络优化问题,并被广泛应用于实际.对求前k个最短路径问题的顺序算法和并行算法进行了研究,提出了一种基于Chandy and Misra算法的分布式多线程算法,并成功应用于基于Java实现的通信GIS系统中的自动电路调度.     

公交车网络的最短路径算法及实现

最短路径问题是图论研究中的一个经典算法问题,旨在寻找图中任意两结点之间的最短路径.一般在交通道路网络中最短路径问题就是单纯地求解两点间的最短路径.为了保证实用性,公交车网络的最短路径算法以转车次数最少为首要目的.文中借鉴广度优先搜索的思路来求解最短路径,即逐个找出经过起点站和终点站的车次以及这些车次沿途可转的车次.首先说明了算法的计算机实现方法,再举例详细说明其过程,最后指出此算法的扩充用途.     

基于PCNN的交通路径寻优算法研究

路径寻优作为智能交通系统的重要组成部分,搜索效率需要提高,但是目前的算法未能快速准确地实现大规模交通路网路径寻优的计算功能。本文提出脉冲耦合神经网络（PCNN）求解最短路径,根据PCNN独特的自动波并行传播特性,结合大规模路网“节点数目多、结构复杂”的特点,采用PCNN改进模型。各神经元点火形成脉冲波在路网传播,记录最先到达脉冲波走过的路径为最短路径。最后给出路径搜索实现算法并与蚁群算法、Dijkstra算法比较,通过实例验证了改进模型和算法的有效性,该算法对求解大规模实时问题具有一定优越性。     

基于路由机制的变权网络路径快速生成算法

在大规模交通流仿真中,车辆个体路径生成环节存在着大量重复计算。为避免重复计算及提高车辆个体路径生成速度,将计算机网络中的路由机制引入到交通流仿真中,提出一种基于路由机制的变权网络路径快速生成算法,即把每个道路路口节点作为路由器,分解并存储原本与车关联的路径作为指路信息。仿真车辆通过访问该指路信息获取下一步行车方向,并且当路网权值发生变化时,能及时响应路网的动态变化,从而给出求实时路况下仿真车辆行驶路径的一种方法。     

面向时间敏感网络的流量调度方法

从高效流量路由调度计算的角度出发,针对时间敏感流量调度中通常存在的计算效率低、迭代收敛慢等问题,提出一种基于最短路径负载均衡与改进遗传算法的流量调度方法。建立网络模型与流量模型并定义时间敏感网络中的流量传输约束,同时利用基于K最短路径的负载均衡路由算法与改进选择算子和交叉变异概率的遗传算法进行路由与调度计算。实验结果表明,该方法能有效缩短时延敏感流量调度任务的完成时间,提高调度计算效率,并加快迭代收敛速度。     

A Hybrid Genetic and Ant Colony Algorithm for Finding the Shortest Path in Dynamic Traffic Networks

Solving the dynamic shortest path problem has become important in the development of intelligent transportation systems due to the increasing use of this technology in supplying accurate traffic information. This paper focuses on the problem of finding the dynamic shortest path from a single source to a destination in a given traffic network. The goal of our studies is to develop an algorithm to optimize the journey time for the traveler when traffic conditions are in a state of dynamic change. In this paper, the models of the dynamic traffic network and the dynamic shortest path were investigated. A novel dynamic shortest path algorithm based on hybridizing genetic and ant colony algorithms was developed, and some improvements in the algorithm were made according to the nature of the dynamic traffic network. The performance of the hybrid algorithm was demonstrated through an experiment on a real traffic network. The experimental results proved that the algorithm proposed in this paper could effectively find the optimum path in a dynamic traffic network. This algorithm may be useful for vehicle navigation in intelligent transportation systems.     

基于等效网络的车辆导航系统路线规划算法

在实际交通行为中,不可避免地存在着交叉口时间延迟,而且交通管制信息如交叉口转向限制也普遍存在,这些交通特征使得常规的最短路算法难以满足车辆导航系统路线规划的要求。提出基于“节点-弧段-特征”的数据结构存储方案,能够完整描述路网的平面拓扑和交通特征属性;针对具有交叉口转向限制和交叉口延迟等特征的交通网络,首先采用对偶图方法构造等效网络,在等效网络中采用常规的最短路算法计算最优路线,然后将它转化为原道路网中的行车路线。试验证明这种方法能够有效解决包含交通特征的车辆导航系统路线规划问题.     

动态交通网络中最优路径查找算法*

在真实交通网络中,可能出现某高速公路在某一时刻内通过的车辆过多,从而改变了该时刻道路的即时速度,这就需要对道路的交通流量进行监控。针对这一问题,通过建立交通网络的速度模式库,根据道路可达速度的变化更新速度模式。基于A*算法与速度模式库,提出针对动态交通网络的最短路径查询算法。采用真实数据集对算法进行测试,结果表明,应用该方法能够有效地解决在速度模式发生变化的情况下最优路径的查找,使交通网络中的最优路径查询更为准确有效。     

室内外一体化最优路径分析算法实现

为了弥补传统路径导航服务在室内立体空间方面的不足,提出了一种室内外一体化的网络数据模型和最优路径分析解决方案。以几何网络模型为基础,设计了一种楼层数据偏移策略,实现室内三维空间路径拓扑模型快速构建和二维可视化表达。对开源pgRouting库内置的高效Dijkstra路径查询函数进行扩展,实现了基于PostgreSQL库的任意两点之间最优路径和转弯方向语义信息查询。最后,利用GeoServer和OpenLayers等开源软件开发了室内外一体化路径查询原型系统,并采用大规模室内外一体化路径网络模型数据进行测试,定性与定量分析对比结果验证了该方法的正确性和高效性。该方法能够最大化兼容城市交通网络数据和成熟的最短路径分析算法,具有普适性与实用性。     

基于方向优先和对向搜索的改进Dijkstra算法

传统Dijkstra算法在搜索最短路径时需要逐一遍历网络图中所有顶点,计算量大,占用存储空间大,搜索效率很低。因此,针对交通网络的空间特性和传统算法的不足,改进存储结构,采用“方向优先+对向搜索”相结合的搜索方法,以减少存储空间,缩小搜索范围,从而加快搜索速度,提高算法的搜索效率。实验数据表明：与传统算法相比,改进的算法能够更有效地搜索交通网络中的最短路径,具有更好的实用价值。