大规模路网上点到点最短路径计算的Anytime算法研究

【摘要】图上最短路径问题是一个经典问题,在诸多领域有着广泛的应用,路网上交通导航就是其中尤为重要的一项应用。随着信息化的高速发展,路网趋于精细,数据量较大；比如纽约市路网地图就包含了26万个节点,73万条边。面对大规模的路网数据,传统的最短路径算法在求解时耗时较长,不能满足应用中的实时需求。Anytime算法是一类能够随时被中断运行,且中断时能返回所求问题的解的算法,并且允许运行的时间越长,算法返回的解的质量就越好。对于求解点到点最短路径问题而言,一个Anytime算法能够在任意时刻终止并返回一条路径,且返回的路径随着允许运行的时间的增加而减短,直至最终返回最短路径。由于这类算法能够尽快的返回一个相对较短的路径,并在时间允许的情况下返回最短路径,从而能够在路径长度和求解时间之间取得平衡。本文主要工作有：1,对图预处理算法的实验分析与比较文中描述了几种对图进行预处理的算法,通过实验从预处理时间、边覆盖比例、加速比等角度分析了各个图预处理算法在不同路网地图上的表现,指出了各个算法的特点。本文在已有工作的基础上提出了一种基于路网信息的Scatter预处理算法。2,对已有点到点最短路径问题的Anytime算法的实验分析与比较文中介绍了三个用于求解点到点最短路径问题的Anytime算法,并对各个算法进行了对比分析,指出它们相同点和不同点,通过实验比较了各个算法在求解时间和求解质量上的不同。分析指出,由于使用了上一轮的计算信息,相对于WA*算法,这些算法找到的路径不够短或耗时较长。3,提出APWA*算法(异步并行加权A*算法)该算法利用利用现代计算机具有计算资源冗余性的特点,异步并行的运行多个权值不同的WA*算法实例,并在用户给出中断信号后返回已找到的最短的路径。该算法返回的路径长度随着允许运行的时间的增加而变短,并在时间允许的情况下返回最短路径。
【作者】冷勋泰；
【导师】孙广中；
【作者基本信息】中国科学技术大学，计算机软件与理论，2014，硕士
【关键词】最短路径；路网；Anytime；APWA~*；

【参考文献】
[1]林雪.胎膜早破383例临床分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[2]陈智明,林起浪,蔡秋红,马志超.氧化石墨烯/双马来酰亚胺树脂纳米复合材料的制备及性能[J].高分子材料科学与工程,2012,11:169-172.
[3]张楠.国际环境NGO与中国地方政府环境治理研究[D].上海外国语大学,国际关系,2012,硕士.
[4]陈豫.Ni/PTFE复合电镀工艺研究[D].重庆大学,化学工程与技术,2014,硕士.
[5]沈晨鸣.数据仓库教学中的几个问题[J].常州工学院学报,2002,04:85-87.
[6]张佳佳.语文阅读策略教学对学生学习动机及阅读成绩的影响[D].首都师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[7]袁飞,滕贤亮,张小白,章熙.调度主站AGC中水电机组振动区的动态建模与跨越方法[J].电力系统自动化,2011,01:87-90+99.
[8]邱莎.基于卷积码的网络编码关键技术研究[D].中国矿业大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[9]张桦栋.TK/GCV系统对骨肉瘤MG-63细胞杀伤的体外实验研究[D].山西医科大学,外科学,2013,硕士.
[10]丹妮.医疗纠纷事件中媒体报道的问题及改进策略研究[D].内蒙古大学,新闻学,2014,硕士.
[11]许俊娟.日语复合格助词“によって”与对应汉语介词之比较研究[D].南京农业大学,日语语言文学,2011,硕士.
[12]刘伊生.建设工程项目管理的发展趋势——集成化[J].建筑经济,2008,01:13-16.
[13]吉日格乐.RFID测试系统载波抵消技术研究[D].北京交通大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[14]李承帅.基于白光干涉的色散补偿镜特性测试研究[D].浙江大学,光学工程,2013,硕士.
[15]姜军伟.高新技术企业知识产权管理体系构建研究[D].江苏科技大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[16]付春钢,周广生,李倩,曲燕.一次典型的西门子LCI软起动励磁控制系统的故障分析[J].冶金自动化,2010,01:35-40+45.
[17]翁若男.纵观电信技术之发展速度[J].现代电信科技.1996(03)
[18]向毅.健美动力性与静力性下肢练习效果的对比研究[D].西安体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[19]罗燕兰.铁凝中短篇小说的荒诞叙事[D].西南大学,中国现当代文学,2014,硕士.
[20]张永涛.数字舌图的分析方法与齿痕舌上的应用研究[D].北京中医药大学,2005.
[21]马晓辉.BSC在A证券营业部绩效管理中的应用研究[D].大连理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[22]顾瑞敏.白居易丁忧时期心态研究[D].河北师范大学,中国古代文学,2012,硕士.
[23]陈义龙.鲤鱼干扰素γ-2β基因克隆、鉴定及差异表达分析[D].吉林大学,预防兽医学,2013,硕士.
[24]薛雅茜.新媒体环境下的大学生思想政治教育[D].山西师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[25]郭春皓.日资企业发展战略研究[D].广东财经大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[26]程炜.利用球Bessel函数求解热传导方程的定解问题[J].河南教育学院学报(自然科学版),2015,01:.
[27]龚月.Cu_2S、CuInS_2纳米结构的合成及其光电性能的研究[D].华中科技大学,2012.
[28]文怀.杭州市道路交通死亡13年尸检损伤特征研究[D].浙江大学,急诊医学,2014,硕士.
[29]张玲.社会资本对大学生就业的影响研究[D].西北师范大学,社会学,2013,硕士.
[30]张永飞.基于智能小车的模拟入库系统[D].西安科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[31]毕艳.课程导向下韩国初中道德教育分析及启示[D].吉林大学,思想政治教育,2014,硕士.
[32]丁胜.基于临床路径的医疗服务管理应用效果研究[D].苏州大学,公共卫生（专业学位）,2012,硕士.
[33]孙树文.穿越时空的声音——试论《呼啸山庄》中的现代主义因素[D].吉林大学,比较文学与世界文学,2004,硕士.
[34]邓洪波.HB太阳能热水器公司发展战略研究[D].西南交通大学,工商管理,2013,硕士.
[35]王磊.浅论勃拉姆斯晚期钢琴小品作品118的创作风格及演绎[D].西安音乐学院,钢琴教学与演奏,2014,硕士.
[36]郝韶刚.PB-g-SiO_2杂化纳米粒子的制备表征和聚丁二烯的紫外交联初步探索[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[37]吴杰.基于VHDL的故障注入工具的研究与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机技术,2013,硕士.
[38]占琴.英汉倒装句的图形—背景理论阐释[D].西南大学,英语语言文学,2013,硕士.
[39]黄敏丽.视网膜母细胞瘤中Survivin的表达及其与p53、bcl-2表达的关系[D].广西医科大学,眼科学,2004,硕士.
[40]刘济豪,郭春义,刘羽超,许韦华,阳岳希,赵成勇.基于无功潮流分析的多馈入直流输电耦合作用[J].电力系统自动化,2014,13:153-159.
[41]王斌.高钢级管线钢焊接热影响区的研究[D].燕山大学,材料学,2013,硕士.
[42]杨飞.硅系薄膜的PECVD法制备、微结构与性能研究[D].浙江大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[43]崔莉.初二学生英语自我效能感的实验研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[44]王利民,钱生越,杨建平,凌小燕.论农业机械化与农业现代化协调发展[J].中国农机化.2003(03)
[45]张新华.海德堡K系列胶印机故障及排除(一)[J].云南印刷.1995(02)
[46]和凯.阵列天线与宽带天线研究[D].西安电子科技大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[47]肖健梅,李军军,王锡淮.梯度微粒群优化算法及其收敛性分析[J].控制与决策,2009,04:560-564.
[48]袁美琪.澳门博彩业的可持续发展研究[D].华中科技大学,行政管理,2013,硕士.
[49]林勇.新型功能化石墨烯的制备及其在橡胶中的应用[D].华南理工大学,2014.
[50]吴双迟.MGF纳米微球静电纺丝材料对人骨髓间充质干细胞生物学行为的影响[D].重庆大学,生物医学工程,2014,硕士.