Implementation and Evaluation of Path-Finding Algorithm using Abstract Graphs

추상 그래프를 활용한 경로 탐색 알고리즘의 구현 및 성능 평가

Recently, Many studies have been progressing to path-finding with dynamic information on the Terminal Based Navigation System(TBNS). However, the most of existing algorithms are based on $A{\ast}$ algorithm. Path-finding algorithms which use heuristic function may occur a problem of the increase of exploring cost in case of that there is no way determined by heuristic function or there are 2 way more which have almost same cost. In this paper, two abstract graph(AG) that are different method of construction, Homogeneous Node merging($AG^H$) and Connected Node Merging($AG^C$), are implemented. The abstract graph is a simple graph of real road network. The method of using the abstract graph is proposed for reducing dependency of heuristic and exploring cost. In result of evaluation of performance, $AG^C$ has better performance than $AG^H$ at construction cost but $AG^C$ has worse performance than $AG^H$ exploring cost.

최근 단말기 기반의 경로 탐색에서도 동적인 정보를 반영하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 제시하는 대부분의 알고리즘은 $A{\ast}$알고리즘을 기반으로 한다. 휴리스틱을 이용한 알고리즘에서는 다음과 같은 탐색 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 휴리스틱에 의해 결정된 추정 경로에 실제 경로가 존재하지 않을 경우, 휴리스틱 가중치 값이 비슷한 2가지 이상의 경로가 존재할 경우 탐색 비용이 증가한다. 이 논문에서는 생성 방법이 다른 추상 그래프의 성능을 평가 하였다. 추상 그래프는 실제 도로 네트워크를 단순화한 그래프로, 휴리스틱의 의존성과 탐색 비용을 줄이기 위해 제안된 방법이다. 추상 그래프는 생성 방법에 따라 동일 특성 노드 합병을 통한 추상 그래프($AG^H$)와 연결 노드 합병을 통한 추상 그래프($AG^C$)로 구별된다. 성능 실험 결과 생성 비용 측면에서 $AG^C$가 좋은 성능을 보였지만, 탐색 성능 측면에서는 $AG^H$가 좋은 성능을 보였다.