[发明专利]一种基于近似算法的最短路径查询方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于近似算法的最短路径查询方法，包括：以固定的时间间隔接收来自多个用户的多个路径查询请求，根据所有路径查询请求对应路径的收益确定代表路径，将该代表路径作为当前代表路径存储在服务器的缓存中，从所有路径查询请求中选择与代表路径夹角为30°的所有路径，并将所有路径中目标点位于当前代表路径上的路径返回给客户端，针对每一条其对应路径没有被返回给客户端的路径查询请求而言，在服务器的缓存中对该路径查询请求进行查询处理。本发明能够解决现有最短路径查询方法中存在的路径权重固定且单一、更新权重花销大、更新频率高的技术问题，以及对用户响应速度快、但总体查询速度慢的技术问题。

技术领域

本发明属于路径规划技术领域，更具体地，涉及一种基于近似算法的最短路径查询方法和系统。

背景技术

随着移动互联网的发展，在日常生活中人们基于地理位置的查询服务越来越多。然而在基于地理位置的服务中路径规划是一项最基础的服务，其中最短路径查询是路径规划领域最基本的操作之一，其为人们的出行提供了重要的路线参考。

目前主流的最短路径查询方法主要包括三种：一、基于全局索引的静态图检索方法，其主要是采用快照的形式对地理信息上的数据进行采集，保持地理信息不变，通过对道路网建立索引结构进行最短路径的查询(常见的索引结构有基于地标和三角不等式的ALT算法、基于层次的HiTi算法、基于收缩层次结构CH算法、基于主干道算法AH、2-hoplabeling等)，以此得到用户查询请求的结果；二、基于全局索引的动态图检索方法，其主要是对动态的道路网上的权重信息进行采集更新，其包括两类，第一类是通过对现对现有的静态全局检索的方法加以改进，如Dynamic-CH、Dynamic-PLL、比特并行最短路径索引结构(Bit parallel shortest path tree indexing structure简称，BPL)等等，此类方法主要是通过点与点之间建立快捷附加边(shortcut)，通过shortcut进行快速的查找；第二类则是通过对道路网建立地理区域分区，利用地标、重合度等等方式修剪，再根据每个分组的边界顶点进行连接得出近似的最短路径；三、基于缓存的路径检索方法，其包括两种，第一种是动态缓存，其主要依赖于实时的查询，主要关注替换策略和保证缓存的稳定性；另一种是静态缓存，其主要依赖于查询日志，统计一段时间内的查询日志中高访问频率的查询将其装入缓存，并设置固定的更新时间。

然而，上述现有的最短路径查询方法均具有一些不可忽略的缺陷：首先，对于基于全局索引的静态图检索方法而言，其静态图的最短路径计算虽然只建立一次便可以重复利用，容易优化，效率高，但是其道路网上的权重固定，考虑权重单一，不适合道路网中交通路况不稳定性和随机性的情况；第二，对于基于全局索引的动态图检索方法而言，动态图的最短路径计算虽然可以实时更新，但是高效的返回最短路径是非常具有挑战的问题，当动态空间网络更新权重时，更新权重以及重新计算最短路径的开销非常昂贵；第三，对于基于缓存路径检索方法而言，其很容易减少查询的消耗，结合缓存本身处理速度快的特点，能够缓解服务器的计算压力，提高用户请求的响应速度；但是一般缓存技术利用历史数据进行计算，无法及时更新缓存，不能满足用户实时查询的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于近似算法的最短路径查询方法和系统，其目的在于，解决现有最短路径查询方法中存在的路径权重固定且单一、更新权重花销大、更新频率高的技术问题，以及对用户响应速度快、但总体查询速度慢的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于近似算法的最短路径查询方法，包括以下步骤：

(1)以固定的时间间隔接收来自多个用户的多个路径查询请求，每个路径查询请求包括其对应路径的起始点、目标点、起始点与目标点之间的欧几里得距离；

(2)根据所有路径查询请求对应路径的收益确定代表路径，将该代表路径作为当前代表路径存储在服务器的缓存(Cache)中，从所有路径查询请求中选择与代表路径夹角为30°的所有路径，并将所有路径中目标点位于当前代表路径上的路径返回给客户端；