时态图最短路径查询方法

最短路径查询问题已被研究多年,然而,目前已有大部分工作主要集中在普通图上,针对时态图最短路径查询的研究工作相对较少.时态图中,2个顶点之间有多条边,每条边附带有时态区间,记录着边上代表事件的发生时间和结束时间.时态图最短路径查询在城市交通路径规划、社交网络分析、通信网络挖掘等领域有着广泛的应用.由于最短时态路径的子路径不能保证是最优子结构,传统的普通图最短路径计算方法不再适用于时态图.因此提出了基于压缩转化图树(CTG-tree)索引的查询方法,该方法包含预处理和在线查询2个阶段.预处理阶段将时态图转化为普通图,提出了一种无损压缩方法将转化图压缩以减小图规模,采用层次划分技术将压缩有向图分解为若干个子图,并基于子图建立CTG-tree索引.CTG-tree中的节点保存相应子图内部分顶点之间的最短路径、孩子节点对应子图的边界点之间的最短路径、孩子节点对应子图的边界点与当前节点相应子图的边界点之间的最短路径信息.在线查询阶段基于构建的CTG-tree索引,提出了一种高效的最短路径查询方法.基于4个真实的时态图数据集实验结果表明,与现有方法相比,提出的方法具有更优的查询性能.     

时序最短路径算法

最短路径是指网络中两结点间阻碍强度最小的一条路径。传统的最短路径是在静态网络上进行研究的,然而现实生活中很多网络是动态的、有时序性的,因此传统的最短路径算法并不能用于解决所有最短路径问题。为了寻找时序网络上的最短路径,在Dijkstra算法思想基础上,提出一种时序最短路径的精确算法。文中利用严格的数学推导证明了本算法的可行性,并通过对构建的网络做实证分析验证了算法的正确性。     

道路网上最短路径算法综述

在道路网上计算两点之间的最短路径是图论算法的众多实际应用之一。经典的Dijkstra算法在大规模图上过于缓慢。过去十年间,这个经典问题在道路网上取得了重大突破,目前已知最快算法的运行效率比Dijkstra算法快了百万倍。这些算法都对道路网数据进行预处理,产生一定的辅助信息以加速查询,其中目标向导方法和层次化方法是两类典型方法。一些算法的实验性能良好,但缺乏理论支撑。这是因为难以用数学语言严格地刻画道路网的特性。因此,如何弥合理论与实践的差距是此问题面临的主要挑战。     

结构化加密图的最短路径查询

随着云计算的快速发展, 数据用户将大量图数据外包给云以节约存储和管理成本。然而, 外包数据的安全隐私问题是云计算面临的一大挑战。由于云是半诚实的, 为保护敏感信息的隐私安全, 数据拥有者希望在将图数据外包给云服务器之前对其加密, 同时保留对加密的图数据进行查询和处理的能力。最短路径查询查找图中给定两节点之间的最短路径, 是图应用中最基础的查询类型之一。目前已有许多研究者提出一系列高效的方案, 以支持加密图上近似或精确最短距离查询、约束最短距离查询和 top-k 最近关键字查询, 但支持最短路径查询的方案较少, 且已有方案的存储与时间开销较大。本文提出一种支持在加密图上进行两节点间最短路径查询的结构化加密图方案。在本方案中, 我们基于 2-Hop 标签技术构造支持有向图上最短路径查询的标签索引并加密, 然后将加密的标签外包给云服务器。 利用改进的保序编码算法编码距离值, 实现加法运算和值的比较, 提高最短路径查询的效率。在查询阶段, 通过递归式地计算两节点间最短路径上的第一条边和最后一条边, 最终输出完整的最短路径。安全性和性能分析证明本文方案是安全有效的, 能以较小的存储和较高的查询效率实现两节点间的最短路径查询并保护图数据的隐私。     

基于树分解结构的Top-k最短路径查询算法

基于树分解原理及性质,本文运用启发式树分解方法将图转换为树结构,并对分解树进行预处理,在这些预存储的索引信息中查询Top-k最短路径。将树分解索引结构应用到Yen算法,通过解决树分解结构上的限制性路径查询,即Top-1最短路径查询,依次循环求解出Top-k最短路径查询。本算法并没有改变Yen算法最坏情况下的时间复杂度,而是通过分解树上的索引信息在分解树上递归查找,快速查找出最短路径。实验结果表明,基于树分解结构的Top-k最短路径查询算法比Yen算法的查询效率高,且存储索引信息在可接受范围内。     

GIS支持下的城市交通网络最短路径研究

根据出行心理的不同，把出行划分为步行模式、私车模式和公车模式三种模式，在此基础上以徐州交通网络为例讨论网络的拓扑建模，实现网络最优路径的查询。     

基于最短路径的道路网络k近邻查询处理

针对基于空间道路网络的k近部查询处理,提出了分布式移动对象更新策略以有效减少服务器计算代价,利用基于内存的空间道路网络部接矩阵、最短路径矩阵结构和移动对象哈希表索引分别对道路网络无向图与移动对象进行存储管理。提出了基于最短路径度量的网络扩展搜索(SPNE)算法,以通过裁剪网络搜索空间来减少k近部查询搜索代价。实验表明,SPNE算法的性能优于传统的NE和MKNN等k近邻查询处理算法。     

基于SPB树的公路网络最短路径查询

针对在线地图服务和路程安排等领域中的点对点最短路径查询方法,提出一种新的数据结构——最短路径B+树(SPB树),以有效存储预先计算好的点空间信息和与之对应的最短路径信息.实验结果证明,利用SPB树在公路网络上进行最短路径查询比经典的Dijkstra算法最高快出3个数量级.     

神经网络求解图最短路径问题的一种新方法

本文给出一种求解图最短路径问题的实用反馈式神经网络，并证明这两种网络的求解稳定性，这种网络基于最小值选择网而构成，对任意有向图和无向图均能收敛到其唯一的稳定点，由此求得图所有顶点对间的最短路径及最短路径长度，本文结果是神经网络求解非ＮＰ－骓难解类优化问题的一种新尝试。     

图的最短路径和传递闭包的并行算法

1.图的最短路径 给定一赋权有向图G=(V,E),假设G中没有带负权圈的顶点,Floyd给出了一个计算G的所有顶点对v_i,v_j之间最短路径算法。在该算法中,用带权邻接矩阵cosT表示图,并规定cosT(i,j)=∞若(i,j)不属于E和cosT(i,j)=0,i,j=0,…,n-1,该算法的设计思想是按下面的递推规则依次产生矩阵序列A~0,…,A~(n-1),其中A~(n-1)即是G的所有顶点对之间最短路径的长度。     

基于缓存的时变道路网最短路径查询算法

作为图论中的基本操作之一,最短路径查询已被广泛应用于路径规划、GPS导航和个性化推荐等基于道路网的相关应用中.针对道路网中在线最短路径查询所面临的计算成本高、查询速度慢等问题,现有方案通常采用缓存技术来优化其性能.考虑到道路网的边权重具有频繁变化的特性,现有工作未能有效地实现缓存数据的快速更新,忽略了缓存数据的时效性,从而导致缓存命中率不高.鉴于此,首先提出一种新的缓存存储结构,能够有效平衡最短路径的整体查询速度与缓存数据更新速度之间的关系;其次,结合路径共享能力及路径多样性设计了新的缓存存储策略,优化缓存收益,继而提高缓存命中率;最后,提出基于缓存的时变最短路径查询(cache-based time-varying shortest path query, CTSPQ)算法.在真实数据集上的实验结果验证了CTSPQ算法的有效性和可扩展性.     

复杂网络中近似最短路径问题

随着网络规模的不断增大,经典算法(如Dijkstra等)效率越来越低.针对这一问题,研究者们提出了许多近似搜索算法,但如何既能提高搜索效率又能保持准确性一直是一大难点.本文根据复杂网络的结构特性引入区域划分,同时改进树分解的构造,将图构造成一棵树进行搜索,得到了一个新的适合于复杂网络的最短路径近似算法.此外通过实例验证,该算法不仅在一定程度上降低了计算复杂性,而且保持了较高的近似准确性.     

时序图上动态子图查询优化算法

挖掘时序图中的特定模式,能够有效地发现有价值的信息,并进行预测与决策支持,因此动态子图的查询及索引优化成为时序图研究的一个热点。研究了聚焦在动态子图的快速查询,着重探讨了索引优化,给出了查询模型的定义及基本查询算法。针对查询算法进行索引优化,提出了两种不同的建立索引的方法,波形索引及二叉树索引。为了验证索引的适用条件,设计了相应的实验,并使用随机数据集对实验程序进行测试,从时间消耗和空间占用的角度对两种索引的运行效率进行了验证分析。波形索引的优势在于存储结构简单,适用于边长度较长边数量不多的情况。二叉树索引的查询速度快,适用于边长度较短边数目较多的情况。     

基于规则的最短路径查询算法

最短路径查询是图数据管理中非常重要的一类问题.研究了基于规则的最短路径查询,它是一类特殊的最短路径查询问题.给定起点和终点,基于规则的最短路径查询是指找到一条从起点到终点的最短路径,使得此路径经过用户指定点集中的所有点,并且某些点的访问顺序满足一定的偏序规则.该问题被证明是一个NP-hard问题.目前已有的工作侧重于空间数据集（两点之间的最短距离用欧氏距离表示）上基于规则的最短路径问题,它采用穷举的方式列出所有满足规则的路径,然后选择长度最小的路径作为问题的解.然而在实际的道路交通网中,两点之间的距离等于两点之间的最短路径的长度,它往往大于两点之间的欧氏距离;此外,采用穷举的方式会造成大量重复的计算.因此,设计了一种前向搜索算法以及一些优化技术来求解该问题.最后,在不同的真实数据集上设计了大量的实验来验证算法的有效性.实验结果表明,该算法可以快速给出问题的解,而且算法的效率在很大程度上超过了现有的算法.     

动态图上基于2-HOP COVER的TOP-K最短路径算法

top-k最短路径问题是在给定图中查找两个节点的最短的k条路径的问题。对于大规模的图,这一问题的算法通常分为两个步骤:耗时的一次性预处理和快速的查询应答。但是,很多这样的算法都是针对静态图的。如果图进行了改变,耗时的预处理就要重做。基于静态图中的2-hop cover的top-k最短路径算法,提出一个适用于动态的有向带权图上的top-k最短路径算法,其创新部分是一个更新预处理数据的子程序。该算法只需要修改原始图的很小一部分索引集就可以得到更新后图的索引集,极大地减少了算法的总运行时间。证明了算法的正确性,并分析了算法的时间和空间复杂度。     

一种非完全图最短遍历路径的新型求解方法

本文提出一种通过非完全图虚拟化完全图,并利用遗传算法求解虚拟完全图的最短 遍历路径,最终解决非完全国最短遍历路径问题的新方法,实验证明：该方法能有效 求解非完全图最短遍历路径问题,为工程应用提供了一种强有力的数学工具。     

最短路径树的计算与修改算法

在有向赋权图Ｇ＝（Ｖ，Ｅ，ＣＯＳＴ）上，给出了求解以每个顶点为根的向前／向后最短路径树（ＦＢＳＰＴ）算法。当Ｇ中的边被删除或边权增加时，证明了在这种情况下，不可能存在高效的对ＦＢＳＰＴ的修改算法；而对边添加和边权减少的情况，本文给出时间复杂性为Ｏ（ｎ￣２）的修改算法。此外，本文也讨论了对上述算法的并行实现问题。     

一种求解最短路径算法

在图论中，一个典型的问题就是路径问题。本文介绍一种求图的最短路径算法，该算法与［１］中的Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法、Ｆｏｌｙｄ算法相比，有较大的改进，且直观清晰，略加修改可用来求图的关键路径。     

目的驱动最短路径树的快速算法

通过分析目的驱动最短路径生成树算法DDSP(Destination-drivenShortestPath)的节点搜索过程,提出一种以较小的存储空间为代价,减少DDSP算法在搜索当前节点、父节点和待处理节点时搜索空间的快速算法FDDSP(Fastdestination-driv-enshortestpath)。随机网络模型的仿真结果表明,FDDSP算法生成的多播树与DDSP算法相同,但FDDSP算法的效率更高。     

中国主干公路网最短路径查询

在VB环境下应用MapX控件和Dijkstra算法查询中国主干公路网中任意两个节点间最短路径的编程实现方法。