稳定的最短路径树及其构造算法

构建最短路径树是动态网络研究的重要问题之一。在动态网络中,当边状态发生变化时会引发最短路径树动态的重新构建,反复地计算不仅消耗大量时间,也会导致最短路径树的频繁变化。提出一种稳定的最短路径树构造算法,使得构造的路径树在动态网络上更稳定,即更新最短路径树所需的操作数更少。该算法通过记录频繁变化的不稳定边并尽可能避免将其加入最短路径树中,从而能够高效地减少边变化带来的操作。实验结果表明,与传统的动态最短路径树算法相比,该算法可以得到更稳定的最短路径树,并且更新时间减少了57.24%,结点更新次数降低了43.6%。     

一种高效的最短路径完全动态更新算法

在通信网络中,节点间最短路径的计算是链路状态路由协议计算路由的基础。通过对现有动态最短路径算法的深入研究,提出了一种处理网络拓扑变化的完全动态最短路径算法DSPT-ID。该算法利用已有SPT的信息,建立一个最短路径树的更新队列,当网络拓扑发生变化时,算法针对边的权值增大和减小,分别进行更新,并将更新节点局限在受拓扑变化影响的节点中,从而达到SPT的增量更新。算法复杂度分析和仿真结果显示,DSPT-ID算法具有更少的节点更新次数和更高的时间效率。     

一种高效的最短路径树动态更新算法

计算动态环境下最短路径树是一个典型的组合优化问题。Ba11-and-String模型是一种高效的动态更新算法,但仍存在不少冗余计算。针对Ba11-and-String算法中边的处理进行了优化,从而提高了动态更新的效率,同时实现了对节点的删除和增加,以适应最短路径树的拓扑变化。实验结果表明新算法效率更高。     

多链路权值增大的动态最短路径算法

动态网络最短路径是交通、通信等系统中的重要问题。在处理多链路权值变大时,多链路权值增大的动态最短路径算法可有效地减少单链路权值增大动态最短路径算法的冗余计算。目前,多链路权值增大的动态最短路径算法的研究较少,尚未存在有效的多链路变大的动态最短路径算法。通过对现有动态最短路径算法的深入研究,提出了一种多链路权值增大的动态最短路径算法(DSPT-MLI)。算法复杂度分析和仿真结果显示,DSPT-MLI算法具有更少的节点更新次数和更高的时间效率。     

基于路由最短路径树的动态多节点删除算法

提出一种基于路由最短路径树的多节点删除动态算法。算法建立一个最短路径树更新队列,将所有将被删除节点的子孙节点保存到该队列;从原最短路径树中删除需要被删除的节点和其所有子孙节点;从队列中选取与根节点距离最短的节点进行更新,已更新节点不再被插入队列,从而减少节点更新次数。实验结果表明,该算法能有效减少节点的更新冗余。     

适用于无向网络的动态Dijkstra算法优化

网络拓扑发生变化时,利用静态Dijkstra算法重新计算最短路径树(SPT)会造成冗余计算。动态Dijkstra算法解决了这个问题,但目前动态算法一般是基于有向网络模型进行的研究。在已有的动态Dijkstra算法基础上,提出适用于无向网络的动态Dijkstra算法。算法主要解决了在无向网络中如何确定待更新节点的问题,对网络中的一条边权值增大、减小的处理方法进行了详细描述,并对已有的算法的筛选机制进行了优化。为了验证算法的正确性,用仿真实验实现了该算法并与静态算法进行性能比较。实验结果表明,新算法更能提高节点更新的时间效率。     

一种不需记录后继的扩展SPT动态更新算法

动态SPT算法是在图的拓扑改变时,以原有SPT为基础作局部更新;SPT动态更新需要解决寻找因为该改变而需要修正最短路径的相关节点的问题。对于传统的SPT定义先扩展,使节点记录距离相等的一条或多条最短路径,称之为ESPT。提出了一种不需记录后继的ESPT动态更新算法并加以证明,通过证明还说明在ESPT定义下该算法找到的所有节点都是动态更新所必要且充分的。给出算例,列出操作过程,对不同复杂度的图进行计算实验,将其结果与经典静态算法进行了对比。     

动态最短路径算法及其仿真

最短路径算法广泛应用在GIS(地理信息系统)、机器人探路、计算机网络等领域,经过几十年发展,有了很大进展.现在流行的最短路径算法有Dijkstra算法、A*算法,它们都建立在信息完全准确、静态路网的前提下.但现实中信息常常不准确、不完整,路途环境不断变化.当环境变化时,需要重新修改整个路径,因而速度较慢.介绍一种动态最短路径算法,初始时建立好最短路径,当环境变化时,可以只计算变化处附近局部节点,减少计算量,从而较迅速做出新的最短路径选择.最后经过仿真看出,路网中节点越多,动态最短路径算法优势越大.     

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。     

基于加权节点的Steiner树启发式算法

Steiner最小树问题是一个NP完全问题,被广泛应用在通信网络中点到多点的路由选择。为了实现更多链路的共享,减少所求Steiner树的费用,提出了一种基于加权节点求解Steiner树的启发式(NWMPH)算法。该算法构造了非正则点的权值公式,给每一个非正则点赋权值,根据权值对链路的费用进行修正,通过修正费用最短路径依次把所有的正则点连接起来,得到包含所有正则点的最小树。对STEINLIB标准数据集中的部分数据进行计算,结果表明: NWMPH算法与MPH算法所用时间基本相同,得到的Steiner树费用优于MPH算法;NWMPH算法比KBMPH算法所用时间少,得到的Steiner树费用绝大多数优于KBMPH算法。