申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2022-08-30

公开（公告）日：2022-11-25

公开（公告）号：CN115394109A

主分类号：G08G1/0968

分类号：G08G1/0968

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.02#授权;2022.12.13#实质审查的生效;2022.11.25#公开

摘要：本发明公开一种基于共用计算的K对单源点单汇点最短路搜索方法及应用，包括：1.由实时路况信息构建城市网络；2.获取目标源汇点交叉口对集合；3.参数定义及初始化；4.在当前源汇点下的向前搜索；5.根据当前搜索交叉口对应的B中的元素值，判断是否已经找到最短路径并进行B的更新。本发明考虑通过二维数组B来储存搜索得到的最短路径距离，从而能提高减少计算资源浪费，提高路径搜索效率，为实现更快速导航等提供支持。

主权项：1.一种基于共用计算的K对单源点单汇点最短路搜索方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：构建城市路网；获取实时道路网络数据并得到城市路网G＝V,A,W，V表示交叉口集合，且V＝{v1,v2,v3,…,vi,…,vR}，vi表示第i个交叉口，i＝1,2,3,…,R，R为所述城市路网G中的交叉口总数，A表示交叉口之间的路段集合，且A＝{vi,vj|i,j＝1,2,3,…,R}，vi,vj表示第i个交叉口vi到第j个交叉口vj之间的有向路段，W表示交叉口之间路段的权重集合，W＝{wij|i,j＝1,2,3，…,R}，wij为有向路段vi,vj的权重，若第i个交叉口vi到第j个交叉口vj之间存在有向路段vi,vj，则第j个交叉口vj为第i个交叉口vi的邻居交叉口，第i个交叉口vi为第j个交叉口vj的前驱交叉口，且ωij＞0；若第i个交叉口vi到第j个交叉口vj之间不存在有向路段vi,vj，则令ωij＝+∞；步骤2：获取目标源汇点交叉口对集合；将待计算最短路的K个源汇点交叉口对加入目标源汇点交叉口集合其中，表示第k个源汇点交叉口对；和表示目标源汇点交叉口集合VOD中第sk个源点交叉口和第ek个汇点交叉口；步骤3：参数定义及初始化；定义当前第i个交叉口vi的前向距离为源点交叉口到当前第i个交叉口的最短距离，定义前向距离的数组集合F＝{Fkvi|i＝1,2…R；k＝1,2…K}；Fkvi为第k个源汇点交叉口对中的第sk个源点交叉口到第i个交叉口vi的最短距离；定义当前第i个交叉口vi的后向距离为当前第i个交叉口vi到汇点交叉口的最短距离,定义维度为R×R的后向距离矩阵B＝{Bxj|x,j＝1,2,3…R}；其中，Bkj表示任意第x个交叉口vx到任意第j个交叉口vj的最短距离，令表示从当前第i个交叉口vi到第ek个终点交叉口的后向距离；若则表示没有找到从当前第i个交叉口vi到第ek个终点交叉口的最短路径；若则表示已经找到从当前第i个交叉口vi到第ek个终点交叉口的最短路径；定义当前第i个交叉口vi的估价函数Tkvi为第k个源汇点交叉口对中的第i个交叉口vi的前向距离Fkvi和后向距离之和，定义估价函数的数组集合T＝{Tkvi|i＝1,2,…R；k＝1,2,…K}；定义Q为在搜索过程中估价函数值最小的交叉口集合；将第k个源汇点交叉口对中第sk个源点交叉口到第ek个终点交叉之间的最短路径上第i个交叉口vi的前驱交叉口记为λkvi，定义前驱交叉口数组集合λ＝{λkvi|i＝1,2,…R；k＝1,2,…K}；初始化B＝{Bij＝0|i,j＝1,2,3…R}，λ＝{λkvi＝φ|i＝1,2,…R；k＝1,2,…K}，k＝1；步骤4：当前第k个源汇点交叉口对的向前搜索；步骤4.1初始化；获取第k个源汇点交叉口对令令当前交叉口记为vc，初始化第sk个源点交叉口为当前交叉口vc，初始化Fkvi＝{+∞|i＝1,2,…R}；步骤4.2：若当前交叉口vc不是第ek个汇点交叉口则遍历满足vc,vn∈A的邻居交叉口vn，若Fkvc+wcn＜Fkvn，则将Fkvc+wcn赋值给Fkvn，将赋值给Tkvn，其中，Fkvc、Fkvn分别为计算k个源汇点交叉口对时交叉口vc、vn的前向距离，wcn表示交叉口vc到交叉口vn的路段vc,vn的权重，为计算k个源汇点交叉口对时邻居交叉口vn的后向距离；设置vn的前驱交叉口λkvn为当前交叉口vc；若当前交叉口vc是第ek个汇点交叉口则表示找到第k个源汇点交叉口对的最短路径，并将vc的估价函数Tkvc赋值给源点与汇点的后向距离将第k个源汇点交叉口对从源汇点交叉口对集合VOD中移除后，转入步骤6；步骤4.3：设交叉口vl为满足的交叉口，其中，Tkvl为计算k个源汇点交叉口对时交叉口vl的估价函数，Fkvl为计算k个源汇点交叉口对时交叉口vl的前向距离，为计算k个源汇点交叉口对时交叉口vl的后向距离，将交叉口vl加入估价函数值最小的交叉口集合Q中；步骤4.4：若交叉口vl到第ek个汇点交叉口的后向距离则设置交叉口vl为当前交叉口vc，并转入步骤5；步骤4.5：若交叉口vl到第ek个汇点交叉口的后向距离则表示找到源汇点交叉口对最短路径，并将vl的估价函数Tkvl赋值给源点与汇点的后向距离将第k个源汇点交叉口对从源汇点交叉口对集合VOD中移除后，转入步骤6；步骤5：当前交叉口vc的后向距离时，更新后向距离矩阵B；步骤5.1：若当前交叉口vc的前驱交叉口λkvc为源点交叉口则将当前交叉口vc的前向距离Fkvc赋值给当前交叉口vc与源汇点交叉口之间的后向距离转入步骤4.2；否则转入步骤5.2；步骤5.2将当前交叉口vc的前向距离Fkvc减去当前交叉口vc的前驱交叉口λkvc的前向距离Fkλvc后赋值给前驱交叉口λkvc与当前交叉口vc之间的后向距离步骤5.3：将当前前驱交叉口的前驱交叉口λkλkvc赋值给前驱交叉口λkvc后，转入步骤5.1；步骤6：当前交叉口vc的后向距离时，更新后向距离矩阵B；步骤6.1：若当前交叉口vc的前驱交叉口λkvc为源点交叉口则转入步骤7；否则转入步骤6.2；步骤6.2：计算当前交叉口vc与其前驱交叉口之间的最短路径值以更新B中对应元素的值，将当前交叉口vc的前向距离Fkvc减去当前交叉口vc的前驱交叉口λkvc的前向距离Fkλkvc后赋值给前驱交叉口λkvc与当前交叉口vc之间的后向距离若当前交叉口vc为第ek个汇点交叉口则转入步骤6.4；否则，执行步骤6.3；步骤6.3：计算当前交叉口vc及其前驱交叉口λkvc与第ek个汇点交叉口之间的最短路径值以更新B中对应元素的值，将当前交叉口vc的估价函数Tkvc赋值给源点交叉口与第ek个汇点交叉口之间的后向距离将源点交叉口与第ek个汇点交叉口之间的后向距离减去当前交叉口vc的前驱交叉口λkvc的前向距离后再赋值给前驱交叉口λkvc与第ek个终点交叉口之间的后向距离步骤6.4：将λkλkvc赋值给λkvc后，转入步骤6.1；步骤7：判断是否已经找到所有源汇点交叉口对的最短路径：如果源汇点交叉口对集合VOD＝φ，则表示已找到所有源汇点交叉口对的最短路径；并根据前驱交叉口，逐个将K对源汇点交叉口对之间最短路径输出；如果源汇点交叉口对集合VOD≠φ，则表示未找到所有源汇点交叉口对的最短路径，令源汇点交叉口对的次序k+1赋值给k后，转入步骤4。

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百度查询： 合肥工业大学 基于共用计算的K对单源点单汇点最短路搜索方法及应用

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