• 제목/요약/키워드: Shortest Path Algorithms

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K-Shortest Path 알고리즘에 기초한 새로운 대역폭 보장 라우팅 알고리즘 (New Bandwidth Guaranteed Routing Algorithms based on K-Shortest Path Algorithm)

  • 이준호;이성호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권11B호
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    • pp.972-984
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    • 2003
  • 본 논문에서는 MPLS 네트워크에서 LSP 설정에 적용될 수 있는 새로운 대역폭 보장 온라인 라우팅 알고리즘들을 제안하고 기존의 알고리즘들과 함께 그 성능을 시뮬레이션을 통해서 평가한다. 제안된 방식은 기존의 WSP나 SWP 알고리즘을 K-shortest loopless path 알고리즘에 기초해서 확장시킨 형태를 가진다. 시뮬레이션을 통해서 accepted bandwidth, accepted request number 그리고 average path length라는 성능을 평가한 결과, 모든 노드들이 LSP 설정의 ingress나 egress 노드가 될 수 있는 상황에서 제안된 방식들이 전반적으로 우수한 성능을 보였는데 네트워크 부하가 큰 경우에는 특히, 최소 홉 경로에 기초한 방식들이 좋은 성능을 보임을 알 수 있다.

AN OPTIMAL PARALLEL ALGORITHM FOR SOLVING ALL-PAIRS SHORTEST PATHS PROBLEM ON CIRCULAR-ARC GRAPHS

  • SAHA ANITA;PAL MADHUMANGAL;PAL TAPAN K.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제17권1_2_3호
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    • pp.1-23
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    • 2005
  • The shortest-paths problem is a fundamental problem in graph theory and finds diverse applications in various fields. This is why shortest path algorithms have been designed more thoroughly than any other algorithm in graph theory. A large number of optimization problems are mathematically equivalent to the problem of finding shortest paths in a graph. The shortest-path between a pair of vertices is defined as the path with shortest length between the pair of vertices. The shortest path from one vertex to another often gives the best way to route a message between the vertices. This paper presents an $O(n^2)$ time sequential algorithm and an $O(n^2/p+logn)$ time parallel algorithm on EREW PRAM model for solving all pairs shortest paths problem on circular-arc graphs, where p and n represent respectively the number of processors and the number of vertices of the circular-arc graph.

다중 동적구간 대기행렬을 이용한 최단경로탐색 알고리즘 (Shortest Path-Finding Algorithm using Multiple Dynamic-Range Queue(MDRQ))

  • 김태진;한민홍
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제8A권2호
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    • pp.179-188
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    • 2001
  • We analyze the property of candidate node set in the network graph, and propose an algorithm to decrease shortest path-finding computation time by using multiple dynamic-range queue(MDRQ) structure. This MDRQ structure is newly created for effective management of the candidate node set. The MDRQ algorithm is the shortest path-finding algorithm that varies range and size of queue to be used in managing candidate node set, in considering the properties that distribution of candidate node set is constant and size of candidate node set rapidly change. This algorithm belongs to label-correcting algorithm class. Nevertheless, because re-entering of candidate node can be decreased, the shortest path-finding computation time is noticeably decreased. Through the experiment, the MDRQ algorithm is same or superior to the other label-correcting algorithms in the graph which re-entering of candidate node didn’t frequently happened. Moreover the MDRQ algorithm is superior to the other label-correcting algorithms and is about 20 percent superior to the other label-setting algorithms in the graph which re-entering of candidate node frequently happened.

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방향성이 있는 동적인 도로에서 실시간 최단 경로 탐색 시스템의 설계와 구현 (Design and Implementation of Real-time Shortest Path Search System in Directed and Dynamic Roads)

  • 권오성;조형주
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.649-659
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    • 2017
  • Typically, a smart car is equipped with access to the Internet and a wireless local area network. Moreover, a smart car is equipped with a global positioning system (GPS) based navigation system that presents a map to a user for recommending the shortest path to a desired destination. This paper presents the design and implementation of a real-time shortest path search system for directed and dynamic roads. Herein, we attempt to simulate real-world road environments, while considering changes in the ratio of directed roads and in road conditions, such as traffic accidents and congestions. Further, we analyze the effect of the ratio of directed roads and road conditions on the communication cost between the server and vehicles and the arrival times of vehicles. In this study, we compare and analyze distance-based shortest path algorithms and driving time-based shortest path algorithms while varying the number of vehicles to search for the shortest path, road conditions, and ratio of directed roads.

최단경로문제에서 k-치명호를 결정하는 진화 알고리듬의 개발 (Development of Evolutionary Algorithms for Determining the k most Vital Arcs in Shortest Path Problem)

  • 정호연;김여근
    • 한국경영과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.47-58
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    • 2001
  • The purpose of this study is to present methods for determining the k most vital arcs (k-MVAs) in shortest path problem (SPP) using evolutionary algorithms. The problem of finding the k-MVAs in SPP is to find a set of k arcs whose simultaneous removal from the network causes the greatest increase in the shortest distance between two specified nodes. Generally, the problem of determining the k-MVAs in SPP has been known as NP-hard. Therefore, to deal with problems of the real world, heuristic algorithms are needed. In this study we present three kinds of evolutionary algorithms for finding the k-MVAs in SPP, and then to evaluate the performance of proposed algorithms.

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도시부 가로망에서의 링크 통행속도 기반 One-to-One 최단시간 경로탐색 알고리즘 개발 (Development of One-to-One Shortest Path Algorithm Based on Link Flow Speeds on Urban Networks)

  • 김태형;김태형;박범진;김형수
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.38-45
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    • 2012
  • 시간 종속적 가로망에 대한 최단경로 탐색은 ITS분야의 경로 일정계획과 실시간 내비게이션 시스템에서 중요한 부분을 차지한다. 본 연구에서는 매시간간격 변동적인 링크 통행속도를 고려하는 one-to-one 시간 종속적 최단시간 경로 알고리즘을 제시한다. 이를 위해, 먼저 기존의 일반적인 최단거리 경로 알고리즘 중에서 실제 도로망에서 비교적 빠르고 효율적인 알고리즘으로 알려져 있는 3가지의 알고리즘들, 즉, two queues 구조를 가진 Graph growth 알고리즘, approximate buckets 구조를 가진 Dijkstra 알고리즘, double buckets 구조를 가진 Dijkstra 알고리즘이 선택되었다. 이 알고리즘들은 모두 네트워크 내 하나의 노드에서 모든 노드(one-to-all)로의 최단거리 경로를 빠르게 탐색하기위해 개발되었다. 선택된 알고리즘들은 시간 종속적 도로망에 대해 하나의 출발노드에서 하나의 목적노드(one-to-one)로의 최단시간 경로 탐색이 가능하도록 확장된다. 또한, 제안된 3가지의 시간 종속적 최단시간 경로탐색 알고리즘들은 미국의 Anaheim, Baltimore, Chicago, Philadelphia 4개 도시의 실제 가로망에 적용하여 검증 평가된다. 결과적으로, 도시부 가로망을 대상으로 한 시간 종속적 최단시간 경로탐색 알고리즘으로 double buckets 구조를 가진 확장된 Dijkstra 알고리즘이 추천된다.

다중 AGV의 이동시간과 작업시간을 고려한 고정 경로에서 충돌 회피 알고리즘 (Collision Avoidance Algorithms of Multiple AGV Running on the Fixed Runway Considering Running and Working Time)

  • 류강수
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.1327-1332
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    • 2018
  • An AGV(Automated Guided Vehicle) where is running on production automated system is related efficiency of production system similarly. On previous study proposed a path collision avoidance algorithms using shortest path of AGV. Running time about loading and unloading with shortest path of AGV is important factor to decide the production system efficiency. In this paper, we propose a method of shortest path and shortest time. Also propose the decision making method of collision avoidance position for setup a shortest runway for next command. To do verify the proposed method consist a simulation for AGV. Finally, we compare and analyse the proposed system between the existing system and show that our system can effectively the performance.

교통망에 적합한 K 비루프 경로 탐색 알고리즘 (Finding the First K Shortest Loopless Paths in a Transportation Network)

  • 신성일
    • 대한교통학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.121-131
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    • 2004
  • 다수경로 알고리즘은 비루프경로(Loopless Path: 또는 Simple Path)와 루프경로(Loop Path)를 탐색하는 방안으로 대별된다. 알고리즘의 난이도 측면에서 일반적으로 비루프경로를 탐색하는 방안이 루프경로를 탐색하는 방안보다 많은 노력이 소요된다. 바꾸어 말하면, 루프경로 탐색방안이 알고리즘의 이해 및 활용성 측면에서 용이하다는 장점이 존재한다. 루프경로탐색방안에서 경로삭제방식(Path Deletion Method)이 가장 효율적인 알고리즘으로 알려져 있다. 경로삭제방식은 K번째의 최적경로를 탐색하기 위하여 K-1번째의 경로의 탐색금지 상황설정이 필요하며, 이를 네트워크의 변형된 확장형태(Enlarged Transform)를 통하여 추구하는 방식이다. 그러나 이 알고리즘은 경로상에 노드 및 링크의 반복이 허용되는 루프를 생성시켜 교통망에 적용하기에는 한계가 존재하는 단점이 있다. 본 연구에서 링크표지를 활용하여 루프를 제거하는 방안을 개발한다. 이를 위해 K-1번째 확장네트워크에서 링크표지를 갱신하는 과정에서 대상링크와 전 링크의 부분경로와의 관계를 고려하여 루프가 생성되지 않도록 링크표지를 확정하여 원천적으로 루프의 생성을 방지한다. 본 연구에서 제안하는 비루프 알고리즘은 노드비루프와 링크비루프로 구분되며, 노드비루프는 경로 상에서 노드의 반복이 존재하지 않는 일반적인 단순경로(Simple Path)를 의미하며, 링크비루프는 경로 상에 링크의 반복이 존재하지 않는 경로를 의미한다. 특히 링크비루프는 도시 교차로에서 발생하는 U-턴, P-턴의 덩굴망 통행행태를 설명하기 위한 중요개념으로 확대 정의된다. 사례연구를 통하여 제안된 알고리즘의 활용성을 검증한다.

전시 최단수송경로 선정 (Determination of the Shortest Transportation Path in Wartime)

  • 윤종옥;하석태
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.72-89
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    • 1991
  • In transportation network problems, it is often desirable to select multiple number of the shortect paths. On problems of finding these paths, algorithms have been developed to choose single shortest path, k-shortest paths and k-shortest paths via p-specified nodes in a network. These problems consider the time as the main factor. In wartime, we must consider availability as well as time to determine the shortest transportation path, since we must take into account enemy's threat. Therefore, this paper addresses the problem of finding the shortest transportation path considering both time and availability. To accomplish the objective of this study, values of k-shortest paths are computed using the algorithm for finding the k-shortest paths. Then availabilties of those paths are computed through simulation considering factors such as rates of suffering attack, damage and repair rates of the paths. An optimal path is selected using any one of the four decision rules that combine the value and availability of a path.

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지능형 최단 경로, 최소 꺾임 경로 및 혼합형 최단 경로 찾기 (Finding Rectilinear(L1), Link Metric, and Combined Shortest Paths with an Intelligent Search Method)

  • 임준식
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.43-54
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    • 1996
  • 이 논문은 새로운 휴리스틱 탐색(heuristic search)방법을 이용하여, 수평 및 수 직선으로 이루어진 방해 물들이 놓인 가운데 수평 및 수직선으로 구성된 최단 거리 (rectilinear shortestpath)와 꺾이는회수가 가장 적은최소 꺾임경로(link metric shortest path) 및 이 둘을 혼합시킨 혼합형 최단 경로를 구하는 알고리즘을 서술 하고 있다. 최단 경로를 구하는 방법으로 미로 찾기형 알고리즘(maze-running algorithms)과 선형 탐색 알고리즘(line-search algorithms)의 장점만을 이용한 GMD 알고리즘(Guided Minimum Detour algorithm)을 제안하고 있으며 이를 더욱 효율 적으 로 개선한 LGMD 알고리즘 (Line-by-Line Guided Minimum Detour algorithmm)을 개발 하였다. 이들 GMD와 LGMD 알고리즘은 기존의 최단 경로를 내포하고 있는 conection group를 이용하지 않고서도 휴리스틱을 사용한 guided A 탐색(guided A* search)을 이용하여 최적의 최단 경로를 구할 수 있는 장점이 있으며 시간과 메모리 면에서 효 율을 극대화하였다. 이들 GMD와 LGMD 알고리즘은 각각 O(m+eloge+NlogN)와 O(eloge+ NlogN)의 시간과 O(e+N)의 메모리를 사용한다. 여기서 m은 탐색에 사용된 지선 (line segment)들의 수이다. 또한 LGMD는 최소 꺾임 경로(link metric shortest path)와 최단 경로와 최소의 꺾임을 조합한 혼합형 최단 경로를 구하는 데에도 적용될 수 있는 확장성을 가지고 있다.

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