时间依赖代价函数下的最优路径查询问题研究

作者研究了时间依赖图下,具有时间限制的费用代价最优路径的查询问题.目前有关时间依赖图上的最短路径查询的研究工作解决的是最短旅行时间问题(TDSP),这些工作都利用了以下性质:到达某个顶点的最早时刻可以通过到达其邻居的最早时刻计算得出.然而,在计算具有时间限制的费用代价最优路径时,该性质并不成立.因此,目前解决TDSP问题的方法均不能解决文中面对的问题.对此作者提出一个新的算法用于计算时间依赖图模型上的满足时间限制的费用代价最优路径.该算法适用于有向图和无向图.作者证明了算法的时间复杂度和空间复杂度分别为O(knlogn+mk2logk)和O((n+m)k).最后,作者通过真实数据集上的实验,验证了该算法的有效性.     

异质信息网络中最大路径连通Steiner分量查询算法

异质信息网络(HINs)是包含多种类型对象(顶点)和链接(边)的有向图,能够表达丰富复杂的语义和结构信息.HINs中的稠密子图查询问题,即给定一个查询点q,在HINs中查询包含q的稠密子图,已成为该领域的热点和重点研究问题,并在活动策划、生物分析和商品推荐等领域具有广泛应用.但现有方法主要存在以下两个问题:(1)基于模体团和关系约束查询的稠密子图具有多种类型顶点,导致其不能解决仅关注某种特定类型顶点的场景;(2)基于元路径的方法虽然可查询到某种特定类型顶点的稠密子图,但其忽略了子图中顶点之间基于元路径的连通度.为此,首先在HINs中提出了基于元路径的边不相交路径的连通度,即路径连通度;然后,基于路径连通度提出了k-路径连通分量(k-PCC)模型,该模型要求子图的路径连通度至少为k;其次,基于k-PCC模型提出了最大路径连通Steiner分量(SMPCC)概念,其为包含q的具有最大路径连通度的k-PCC;最后,提出一种高效的基于图分解的k-PCC发现算法,并在此基础上提出了优化查询SMPCC算法.大量基于真实和合成HINs数据的实验结果验证了所提出模型和算法的有效性和高效性.     

时态图顶点介数中心度计算方法

在社会网络分析中,介数中心度用于衡量顶点对网络结构的贡献大小,是一种广泛使用的顶点重要度衡量指标.该指标主要通过计算经过顶点的最短路径数来表明顶点的重要性.目前研究的介数中心度算法主要聚焦在普通图上,针对时态图的研究工作较少.普通图介数中心度计算方法主要依据Brandes算法设计,Brandes算法有效的关键理论是最短路径的子路径依然是最短路径,即最优子结构特性.然而时态图包含时态信息,时态路径类型多样,并且时态最短路径并不满足此特性,因此普通图介数中心度计算理论与方法不再适用于时态图.鉴于此,定义了严格（时态递增）和非严格（时态非递减）2种时态路径类型,并研究了时态图介数中心度计算理论与方法.提出了一种高效的基于消息传播的2阶段迭代计算框架.第1阶段采用自顶向下的广度优先遍历方式计算时态最短路径;第2阶段采用自底向上的方式计算顶点的后继节点和孩子节点对其介数中心度的贡献值,并设计了基于消息传播机制的迭代累积计算方法.为了提高效率和可扩展性,实现了基于OpenMP(open multiprocessing)框架的多线程并行算法FTBC(fast temporal betweenness...     

大规模路网图下关键词覆盖最优路径查询优化

游客倾向于采用个性化的旅游路线,规划这样的路线需要综合考量路径长度、路径开销和路径覆盖的兴趣点.关键词覆盖最优路径查询（KOR）就是用于规划这样的路线的一类查询,其处理过程通常包括预处理和路径拓展.由于路网图规模的不断扩大,现有算法预处理所需内存开销急剧上升,由于内存不足,导致较大规模的路网不能处理;路径拓展搜索空间快速膨胀,应用场景可扩展性与查询实时性难以保证.针对这些问题,提出一种大规模路网图下关键词覆盖最优路径查询算法KORL.KORL在预处理阶段将路网划分为若干子图,仅保存子图内路径和子图之间路径的信息,以减小预处理所需内存.在路径拓展阶段,综合运用最小代价剪枝、近似支配剪枝、全局优先拓展和关键词顶点拓展等策略对现有算法进行优化,以高效地搜索近似最优解.采用美国各地区的路网图,在16G内存环境下进行实验,突破了现有算法只能处理顶点数不超过25K路网图的限制.实验结果表明,KORL算法具有良好的可扩展性.     

复杂网络中最短K条路径问题的求解算法研究

以时间代价作为目标函数,针对复杂网络的优化问题进行研究,给出了目标评价函数模型的建立过程,提出了基于改进的A*算法求解复杂网络中最短K条路径问题的算法,并以城市交通为例,对算法进行了验证。实验结果表明所提出的算法可适用于一般多重图中最短K条路径问题的快速求解,具有广泛的应用价值。     

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...     

复杂网络中最短路径问题的求解算法研究

本文以时间代价作为目标函数,针对复杂网络的优化问题进行研究,给出了目标评价函数模型的建立过程,提出了改进的A＊算法求解复杂网络中最短路径问题的算法,并以城市交通为例,对算法进行了验证,实验结果表明所提出的算法可适用于一般多重图中最短路径问题的快速求解,具有广泛的应用价值。     

一种基于层次图模型的最优路径算法

论述了一种新的基于层次图的最优路径算法,即将一个平面图划分若干子图,子图抽象为一个高层图。最短路径的计算首先在高层图中进行,缩小了最优路径的查找范围,降低了最优路径计算的时间开销。     

一种基于公交路线的规划方法

提出一种用于公交路线规划的最优路径查询方法.利用最优位置选择思想,在给定源点和终点的路网中找到k最短路径中最优性值最大的路径,即客流量最大的路径,为进行公交路线规划提供参考.采用k最短路径算法找到长度满足条件的k最短路径,然后对这k最短路径上的一些特殊顶点(如路口)进行最优性查询,从而找到k最短路径中最优性值最大的路径.最后,通过实验验证该方法的有效性.     

RBF神经网络的行车路径代价函数建模

行车路线优化是城市智能交通系统的研究热点之一,对整个交通系统的优化起着重要作用.分析了影响行车时间的各种因素,结合图论中最短路径算法,建立了基于RBF神经网络的路径代价函数模型.基于该函数模型,可以计算出交通图中任意给定两地间的时间最优路径.将该模型应用于实际路况进行有效性验证,得到了有实用价值的结果,说明了该模型的正确性和有效性.