[发明专利]一种基于重优化技术的物流网络高效K最短路径算法

权利要求书

1.一种基于重优化技术的物流网络高效K最短路径算法，包括以下步骤：

步骤1、输入物流网络数据以及当前物流参数，所述物流网络数据给定区域所有的路段，并将路段进行抽象化，具体是：采集给定区域内所有物流网络数据，并将该区域内物流网络数据中所有路段抽象成有向边a(n_u,n_v)，每条边有两个端节点n_u,n_v，以及一个权重值t(n_u,n_v)(如：行程时间、距离、运输时间、中转次数、物流车辆数)，每个节点n_u包含若干列前继节点和后继节点，分别用PRED(n_u)和SUCC(n_u)表示，当前物流参数包括起点o、目的地d、路径数K；

步骤2、根据当前输入物流参数，调用物流网络数据，得到当前输入物流参数所在区域的物流路段数据，并针对物流路段数据执行如下步骤：

步骤2.1，初始化，包括以下子步骤，

S101,调用Dijkstra算法计算从起点o和目的地d的第一条最短路径标号p¹；

S102,判断标号p¹是否为空，是则退出程序并返回空；否则设置候选优先队列C：＝{p¹}，已确定的路径集L：＝{}，进入步骤2；

步骤2.2，路径选择，包括以下子步骤，

S201,判断路径集L的数量是否大于k，是则退出程序并返回路径集L；否则进入S202；

S202,判断候选优先队列C是否为空，是则退出程序并返回路径集L；否则进入S203；

S203,设置p^j为优先队列C的顶端元素，将p^j添加到L中，并从C中移除；

S204,进入步骤3，计算p^j的偏离路径集D^j；

S205,将偏离路径集D^j添加到候选优先队列C中；

步骤2.3，偏离路径集计算，包括以下子步骤，

S301,确定路径的第一个偏离节点以及相应的偏离边集

S302,从网络中删除路径p^j上前l-1个节点和边

S303,从网络中删除偏离边集中所有的边，令i:＝l-1；

S304,判断i是否大于等于m，是则进入S305，否则还原网络并返回偏离路径集D^j；

S305,将节点还原，并令发生变化的节点集合

S306,令从起点o到当前节点的根路径其是由一系列边连接而成；

S307,进入步骤4计算子路径

S308,联合根路径和子路径得到偏离路径并将添加到偏离路径集D^j中；

S309,还原边并令发生变化的边集合

S310,令i:＝i-1，并返回到步骤S304；

步骤2.4，子路径计算，包括以下子步骤，

S401,判断是否首次进入，是则将网络中每个节点n_u都设置为g(n_u)：＝∞，rhs(n_u)：＝∞，并设置目标点g(d)：＝0,rhs(d)：＝0，将目标节点d添加优先队列SE中；否则对于中的所有边a(n_u,n_v)，进入步骤5更新节点n_u，对于中所有的节点n_u，对其所有前继节点n_v进入步骤2.更新；

S402,判断优先队列SE是否为空，是则退出步骤4并返回为空；否则进入S403；

S403,从优先队列SE中选取并移除关键值key(n_u)最小的节点n_u；

S404,判断当前选取的关键值key(n_u)是否大于节点的关键值且是否等于是则退出步骤4并返回节点的路径；否则进入步骤S405；

S405,判断g(n_u)是否大于rhs(n_u)，是则设置g(n_u):＝rhs(n_u)，并对节点n_u所有的前继节点n_v进入步骤2.5进行更新；否则返回步骤S402；

S406,返回步骤S402；

步骤2.5，节点更新计算，包括以下子步骤，

S501,判断节点n_u是否是目标节点d，是则进入S502，否则令然后进入S502；

S502,判断节点n_u是否在优先队列SE中，是则将n_u从优先队列SE，然后进入S503，否则直接进入S503；

S503,判断rhs(n_u)是否等于g(n_u)，是则退出步骤5；否则将节点n_u添加到优先队列SE中，SE：＝SE∪{n_u}，然后退出步骤2.5；

步骤3、输出路段选择最终优化结果，即：输出K条最短路径结果，结果构成包括：第n条最短路径为：(M₁,M₂,M₃…,M_l)，需要花费H小时；其中，l表示该路径的节点数；M₁表示第一个节点，M₂表示第二个节点，M₃表示第三个节点，M_l表示第l个节点。