應(yīng)用于實(shí)時(shí)合乘的最優(yōu)多會(huì)合點(diǎn)路徑搜索方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)合乘應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于實(shí)時(shí)合乘的最優(yōu)多會(huì)合 點(diǎn)路徑搜索方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 實(shí)時(shí)合乘，又被稱作動(dòng)態(tài)拼車，是現(xiàn)代交通系統(tǒng)中一種頗具發(fā)展前景的節(jié)省燃油 并減輕交通擁堵的方式。最近一段時(shí)間以來，許多實(shí)時(shí)合乘應(yīng)用，諸如Uber(www.uber. com)、Lyft(www.lyft.com)，在智能手機(jī)用戶中越來越受歡迎，因?yàn)檫@可以幫助他們規(guī)劃旅 程。在典型的實(shí)時(shí)合乘系統(tǒng)中，有兩種實(shí)體：駕駛者和乘客。乘客可以通過他們帶定位功能 的智能手機(jī)來預(yù)定汽車。他們需要提供他們的地理位置信息給系統(tǒng)，隨后系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地安排 駕駛者為這些乘客提供合乘服務(wù)。
[0003] 架設(shè)一個(gè)這樣的實(shí)時(shí)合乘系統(tǒng)不是一件容易的事。主要的技術(shù)難點(diǎn)有兩個(gè)：1、如 何快速地找到可以服務(wù)進(jìn)來的用戶請求的駕駛者；2、匹配好了駕駛者和乘客之后，又該如 何快速地確定最優(yōu)的路徑讓駕駛者可以接上所有的匹配的乘客。在文獻(xiàn)里，現(xiàn)有的一些研 宄主要集中在解決第一個(gè)問題。
[0004] 例如，在文獻(xiàn)[2] "S.Ma,Y.Zheng,and0?Wolfson, "T-share:Alarge-scale dynamictaxiridesharingservice,''in2013IEEE29thInternationalConferenceon DataEngineering(ICDE)，2013,pp. 410-421"和文獻(xiàn)[3]"S.MaandO.Wolfson，"Analysis andevaluationofthesluggingformofridesharing,''inProceedingsofthe21st ACMSIGSPATIALInternationalConferenceonAdvancesinGeographicInformation Systems, 2013,pp. 64 - 73" 中，ShuoMa等人做出了 一 個(gè)叫T-share的系統(tǒng)，用于的士 合乘應(yīng)用中，駕駛者和乘客的實(shí)時(shí)匹配。在文獻(xiàn)[1] (Y.Huang,R.Jin,F.Bastani,and X.S.Wang,"LargeScaleReal-timeRidesharingwithServiceGuaranteeonRoadNe tworks, "ArXivl3026666Cs,Feb. 2013)中，YanHuang等人提出了一種高效的活動(dòng)樹算法來 支持一種有服務(wù)保證的駕駛者和乘客之間的匹配。這幾種算法的工作都集中在開發(fā)一種實(shí) 用的算法來高效地解決駕駛者和乘客之間的匹配問題，即上文所述的技術(shù)難點(diǎn)1。而對于上 文所述的技術(shù)難點(diǎn)2,據(jù)我們所知，暫時(shí)還沒有相關(guān)的研宄見諸報(bào)道。相類似的研宄有：0SR 問題、K0R問題、合乘查詢問題以及0MP問題。
[0005] 0SR問題，S卩最優(yōu)序列路徑問題（optimalsequencedroute)，該問題分別 在文獻(xiàn)[4](F.Li，D.Cheng，M.Hadjieleftheriou，G.Kollios，andS.-H.Teng，"On tripplanningqueriesinspatialdatabases, "inAdvancesinSpatialand TemporalDatabases,Springer, 2005,pp. 273 - 290)和文獻(xiàn)[5](M.Sharifzadeh，M. Kolahdouzan,andC.Shahabi,"Theoptimalsequencedroutequery,''VLDB J.，vol. 17,no. 4,pp. 765 - 787, 2008)中被獨(dú)立提出，并且在之后的文獻(xiàn)中被推廣。根據(jù) [5]中的定義，0SR問題的目標(biāo)是找出一條有著最短距離的路徑，這條路徑從一個(gè)源點(diǎn)出 發(fā)，按照一定的順序經(jīng)過數(shù)個(gè)有類型的點(diǎn)，這個(gè)一定的順序由點(diǎn)的類型施加，最終到達(dá)一個(gè) 目標(biāo)點(diǎn)。OSR問題同我們的問題是不同的，主要有以下三個(gè)不同點(diǎn)：1、在我們的問題中，這 些節(jié)點(diǎn)是沒有任何類型信息的，而0SR經(jīng)過的一系列點(diǎn)是分屬不同的類型的。2、不同于0SR 問題，我們的問題并不會(huì)給最優(yōu)路徑強(qiáng)加一個(gè)類型序列的約束。3、0SR問題里，最優(yōu)路徑 必須經(jīng)過這些特定類型的節(jié)點(diǎn)，而我們的問題并不需要經(jīng)過特定的點(diǎn)。以圖1為例子。假 設(shè)我們的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)分別為^和v1(|，我們假設(shè)乘客到路徑和駕駛者沿著路徑行駛 的花費(fèi)，所占的權(quán)重相同，并且假設(shè)乘客在％點(diǎn)，即U= {v6}。那么對于這個(gè)問題，0SR求 解的結(jié)果是路徑（Vpv3,v6,v8,v1(l)，而我們這個(gè)問題的結(jié)果應(yīng)該是（Vpv3,v7,v1(l)。因?yàn)榻Y(jié) 果如此地不同，所以之前用于解決的OSR問題的技術(shù)（參閱文獻(xiàn)[4]，文獻(xiàn)[5]，文獻(xiàn)[9] (M.SharifzadehandC.Shahabi,"Processingoptimalsequencedroutequeriesusing voronoidiagrams, "GeoInformatica，vol. 12,no. 4,pp. 411 - 433,2008.))都不能被用于 解決本問題。
[0006] K0R問題（參閱文獻(xiàn)[10] :X.Cao,L.Chen,G.Cong,andX.Xiao, "Keyword-aware optimalroutesearch, "Proc.VLDBEndow.，vol. 5,no. 11，pp. 1136 - 1147, 2012)，即關(guān)鍵 詞發(fā)現(xiàn)最優(yōu)路徑問題（keyword-awareoptimalroute)。KOR問題旨在找到一條最優(yōu)的s~ t路徑，該路徑經(jīng)過的點(diǎn)覆蓋了所有給定的關(guān)鍵詞，而且它同時(shí)滿足一些既定的約束。很明 顯，根據(jù)定義就可以知道我們的問題跟K0R問題有著根本的區(qū)別，故而[10]中K0R問題的 方法不可以用于解決我們的問題。
[0007] 合乘查詢問題（ride-sharingquery)，在文獻(xiàn)[11] (F.Drewsand D.Luxen, "Multi-hopridesharing, "inSixthAnnualSymposiumonCombinatorial Search, 2013.),文獻(xiàn)[12] (R.Geisberger,D.Luxen,S.Neubauer,P.Sanders,and L.Volker,"Fastdetourcomputationforridesharing,ArXivPrepr. ArXiv09075269, 2009)中被提出。該問題的目標(biāo)在于找到一條最優(yōu)s~t迂回路徑，該路徑 包含一子路徑s'~t'，這里的s'和t'在查詢中給出。明顯地，合乘查詢問題的最優(yōu)s~ t迂回路徑經(jīng)過給定的點(diǎn)s'和t'，而我們的問題里的路徑并不需要經(jīng)過查詢點(diǎn)。因?yàn)檫@一 點(diǎn)根本的不同，[11]，[12]里給出的方法不能被用于我們的問題。
[0008] 0MP問題，最優(yōu)會(huì)合點(diǎn)（optimalmeetingpoint)問題（參閱文獻(xiàn)[I3] (Z.Xu andH. -A.Jacobsen,"Processingproximityrelationsinroadnetworks, "in Proceedingsofthe2010ACMSIGMODinternationalconferenceonmanagement ofdata, 2010,pp. 243 - 254)，文獻(xiàn)[14] (D.Yan,Z.Zhao,andW.Ng,"Efficient algorithmsforfindingoptimalmeetingpointonroadnetworks, "Proc.VLDB Endow.，vol. 4,no. 11，2011))。該問題給定一個(gè)查詢點(diǎn)集，要求一個(gè)集合點(diǎn)，使得所有的查 詢點(diǎn)到集合點(diǎn)的花費(fèi)總和最小。0MP問題也明顯不同于我們的問題。一方面，0MP問題旨 在找到一個(gè)集合點(diǎn)，而我們的問題要求的結(jié)果是一條s~t路徑。另一方面，在我們的問題 里，目標(biāo)函數(shù)包含兩個(gè)部分一一路徑的長度和所有查詢點(diǎn)到路徑的距離。而在0MP問題里， 目標(biāo)函數(shù)只由查詢點(diǎn)到集合點(diǎn)的距離決定。因?yàn)檫@些不同，0MP問題里現(xiàn)有的方法不能被 用于求解我們的問題。而且，[14]還通過一種不同與我們所用的證明來說明0MP問題的集 合點(diǎn)必然為圖上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0009] 此外，值得注意的是，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑明顯不是我們問題的解。 故而，Dijkstra算法以及其他許多基于索引的最短路徑解法都不能被應(yīng)用于我們的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于實(shí)時(shí)合乘的最優(yōu)多會(huì)合點(diǎn)路徑搜索方法及裝 置，能夠快速地確定最優(yōu)的路徑以讓駕駛者可以接上所有的匹配的乘客。
[0011] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0012] -種應(yīng)用于實(shí)時(shí)合乘的最優(yōu)多會(huì)合點(diǎn)路徑搜索方法，包括：
[0013] 獲取路徑搜索預(yù)設(shè)信息，包括：圖G=(V，E，W)，點(diǎn)集U，a，出發(fā)點(diǎn)S，目的點(diǎn)t;其 中，V、E和W分別為點(diǎn)集、邊集和權(quán)值的集合；為頂點(diǎn)的子集；參數(shù)aG(〇，1)，用 于平衡圖G上s~t路徑Pst和U中的點(diǎn)到路徑Pst之間的距離和的比重；
[0014] 初始化隊(duì)列Q和集合D，將初始狀態(tài)((.v，0)，〇)加入隊(duì)列Q;
[0015] 當(dāng)所述隊(duì)列Q不為空時(shí)重復(fù)以下步驟：
[0016] A、彈出隊(duì)列Q中第一個(gè)元素（(v，X)，C〇st);其中