• 제목/요약/키워드: Shortest Path Algorithms

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드브르젼 네트워크에서 고장 노드를 포함하지 않는 최단 경로 라우팅 (Fault free Shortest Path routing on the de Bruijin network)

  • ;;정연일;이승룡
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권11B
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    • pp.946-955
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    • 2004
  • 드브르젼 그래프(dBG: de Bruijn graph)는 병렬 계산을 위한 구조나 인터커넥션 네트워크 설계에 사용되고 있다. dBG 지향 라우팅 알고리즘은 고장포용(fault tolerance) 라우팅과 최단 경로 라우팅에 포함되어 연구되고 있지만, 아직까지 dBG에서 고장 노드를 포함하지 않는 최단 경로(FFSP) 프로토콜에 대한 연구는 없는 실정이다. 네트워크는 계속하여 그 크기가 커지기 때문에 현실적으로 네트워크 장애는 피할 수 없는 일이 생기게 된다. 더욱이, 그러한 네트워크 장애에 대비하여 보통의 라우팅 알고리즘은 긴 지체 시간과 낮은 처리량 그리고 높은 트래픽을 발생시키게 된다. 본 논문은 양방향 드브르젼 그래프(BdBG)에 기반을 두고 네트워크 장애가 존재하는 상태에서의 두 가지 라우팅 알고리즘에 대하여 제안한다. 첫 번째는 알고리즘은 네트워크에 연결된 상태로 네트워크의 결함 노드가 존재할 경우에도 항상 최단거리 경로로 도달하게 하는 알고리즘이다. 두 번째 알고리즘은 첫 번째 알고리즘에 비해 최단 거리 경로를 찾아내는 성능을 높인 알고리즘이다. 두 알고리즘의 성능 평가 항목으로 경로 길이 측정과 이산 집합(Discrete Set: DS)의 크기를 정의하여 다른 알고리즘과 성능 평가를 비교하였으며, 성능 평가 결과 제안한 알고리즘들은 dBG 기반을 둔 실제 네트워크를 위한 라우팅에 적합하다는 결론을 얻었다.

One-to-One 최단경로 알고리즘의 성능 평가 (Performance Evaluation for One-to-One Shortest Path Algorithms)

  • 심충섭;김진석
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제29권11호
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    • pp.634-639
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    • 2002
  • 최단 경로 탐색 알고리즘 (Shortest Path Algorithm)은 출발지에서 목적지에 이르는 여러 경로 중에서 가장 경제적이고 효율적인 경로를 찾는 알고리즘으로 레이블링 기법에 기초하고 있다. 레이블링 기법에는 레이블 고정(Label-Setting) 기법과 레이블 수정 (Label-Correcting) 기법이 있다. One-to-One 최단 경로 탐색 알고리즘에서 레이블 고정 기법이 빠르다고 알려져 왔으나 최근 연구에서 대용량 도로 데이터에 대한 실험을 통해 레이블 수정이 레이블 고정보다 탐색 씨간이 빠름을 보였다[1,2]. 레이블 수정 기법 중에서 가장 속도가 빠른 것은 그래프 성장 (Graph Growth) 알고리즘인데, 이 알고리즘은 One-to-All 방식을 사용하고 있으므로 One-to-One 최단 경로 탐색에는 적합하지 않다. 본 논문에서는 One-to-One 방식을 사용하는 새로운 알고리즘을 제안하였고, 실험결과 그래프 성장 알고리즘의 성능에 비해 새로 제안된 알고리즘의 성능이 30~40 향상되었음을 알 수 있었다.

대중교통망에서의 최단경로 탐색을 위한 유전자 알고리즘 (A Genetic Algorithm for Searching Shortest Path in Public Transportation Network)

  • 장인성;박승헌
    • 경영과학
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    • 제18권1호
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    • pp.105-118
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    • 2001
  • The common shortest path problem is to find the shortest route between two specified nodes in a transportation network with only one traffic mode. The public transportation network with multiple traffic mode is a more realistic representation of the transportation system in the real world, but it is difficult for the conventional shortest path algorithms to deal with. The genetic algorithm (GA) is applied to solve this problem. The objective function is to minimize the sum of total service time and total transfer time. The individual description, the coding rule and the genetic operators are proposed for this problem.

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지형에서의 음영공간을 통과하는 최적경로 생성 (A generation of Optimal Path Passing through Shadow Volume in Terrain)

  • 임인선;구자영
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권6호
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    • pp.131-137
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    • 2007
  • 전파가 미치지 않는 3차원 지형에서의 음영공간을 항공기가 안전하게 목적지까지 비행하는 최단 경로를 구하고자 하는 것이다. 여기서 비교적 넓은 음영공간을 다각형 형태의 볼록 다각형으로 분할하고, 분할된 볼록 다각형 내에서는 가중치 값에 따라 중간목적지까지의 경로를 찾고, 그 중간목적지를 시작점으로 하여 인접한 다각형에서 다시 목적지를 찾아가는 과정을 분할된 다각형 내에서 반복해서 최종 목적지까지의 최단 경로를 찾아가는 방법을 제안하였다. 구현은 3차원 실지형 상에서 전파가 미치지 않는 음영공간상에 Graph Growth 알고리즘의 임계값을 적용한 수정된 알고리즘을 이용하여 최단 경로를 탐색하였다. 실험에 의해 본 논문에서 제안한 방법이 효과적인 비행 궤적을 생성하였다.

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다각형 내부에 있는 두 점 사이의 최단 경로를 구하는 빠른 알고리즘 (Fast Algorithms for Computing the Shortest Path between Two Points inside a Simple Polygon)

  • 김수환;임인택;최진오;최진호
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.807-810
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    • 2009
  • 본 논문에서는 단순 다각형 내부에서 발생하는 최단 경로 문제를 다룬다. 다각형 내부에 위치한 두 점 사이의 최단 경로는 다각형의 외부를 지나지 않는 경로 중에서 길이가 가장 짧은 경로를 말한다. 일반적인 다각형에서 최단 경로를 구하는 선형 시간 알고리즘은 매우 복잡한 과정으로 알려진 삼각분할을 전처리과정으로 수행해야 한다. 따라서 이론적으로는 최적인 시간복잡도를 갖지만, 실제적으로는 구현이 어려울 뿐만 아니라 입력의 크기가 매우 크지 않은 한 수행 시간이 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 특정한 다각형의 부류들에 대해서 각 대상에 적합한 최단 경로 알고리즘을 설계하는 것을 고려한다. 연구 결과로서 다각형의 부류로 널리 알려진 별형 다각형, 에지 가시 다각형, 단조 다각형 등에 대해서 효율적이면서 간단한 구현으로 최단 경로를 구하는 알고리즘들을 제시한다.

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최단경로문제에서 k개의 치명호를 찾는 방법 (A Method for finding the k Most Vital Arcs in the Shortest Path Problem)

  • 안재근;정호연;박순달
    • 한국경영과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.11-20
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    • 1998
  • This paper deals with a mathematical model and an algorithm for the problem of determining k most vital arcs in the shortest path problem. First, we propose a 0-1 integer programming model for finding k most vital arcs in shortest path problem given the ordered set of paths with cardinality q. Next, we also propose an algorithm for finding k most vital arcs ln the shortest path problem which uses the 0-1 Integer programming model and shortest path algorithm and maximum flow algorithms repeatedly Malik et al. proposed a non-polynomial algorithm to solve the problem, but their algorithm was contradicted by Bar-Noy et al. with a counter example to the algorithm in 1995. But using our algorithm. the exact solution can be found differently from the algorithm of Malik et al.

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가변 동심원 도법을 이용한 축구로봇의 최단시간 경로설정에 관한 연구 (A study on the Minimum-Time Path Decision of a Soccer Robot using the Variable Concentric Circle Method)

  • 이동욱;이귀형
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권9호
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    • pp.142-150
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    • 2002
  • This study describes a method of finding an optimal path of a soccer robot by using a concentric circle method with different radii of rotation. Comparing with conventional algorithms which try to find the shortest path length, the variable concentric circle method find the shortest moving time. The radius fur the shortest moving time for a given ball location depends on the relative location between a shooting robot and a ball. Practically it is difficult to find an analytical solution due to many unknowns. Assuming a radius of rotation within a possible range, total path moving time can be calculated by adding the times needed for straight path and circular path. Among these times the shortest time is obtained. In this paper, a graphical solution is presented such that the game ground is divided into 3 regions with a minimum, medium, and maximum radius of rotation.

3차원 환경 기반 무인 항공기 생존성 극대화를 위한 이동 경로 계획 (A Path Planning to Maximize Survivability for Unmanned Aerial Vehicle based on 3-dimensional Environment)

  • 김기태;전건욱
    • 산업공학
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    • 제24권4호
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    • pp.304-313
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    • 2011
  • An Unmanned Aerial Vehicle(UAV) is a powered pilotless aircraft, which is controlled remotely or autonomously. UAVs are currently employed in many military missions(surveillance, reconnaissance, communication relay, targeting, strike etc.) and a number of civilian applications(communication service, broadcast service, traffic control support, monitoring, measurement etc.). For accomplishing the UAV's missions, guarantee of survivability should be preceded. The main objective of this study is the path planning to maximize survivability for UAV based on 3-dimensional environment. A mathematical programming model is suggested by using MRPP(Most Reliable Path Problem) and solved by transforming MRPP into SPP(Shortest Path Problem). This study also suggests a $A^*PS$ algorithm based on 3-dimensional environment to UAV's path planning. According to comparison result of the suggested algorithm and SPP algorithms (Dijkstra, $A^*$ algorithm), the suggested algorithm gives better solution than SPP algorithms.

U-TURN을 포함한 가로망 표현 및 최단경로의 구현 (Network Representation Schemes for U-TURN and Implementation in the Vine-Based Dijkstra Shortest Path Algorithm)

  • 최기주
    • 대한교통학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.35-52
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    • 1995
  • This paper reviews both network representation schemes of transportation network and algorithms for findings the shortest path between two points in the network. Two types of network representation schmes for considering U-Turn have been proposed along with some modifications of the vine-based Dijkstra shoretest path algorithm. The traditional Sioux-Fall network has been chosen and modified with the introduction of left-turn prohibitions and U-Turns for the purpose of evaluating the peroformance of two modified algorithms and network representation schemes(NA1 an d NA2 ). This type of modification in both network representation scheme (including network data) and algorithms is not only supposed to be needed for route guidance but supposed to contribute to finding more realistic path and estimating more accurate traffic voulume thorughout the entire network.

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Minimum Energy Cooperative Path Routing in All-Wireless Networks: NP-Completeness and Heuristic Algorithms

  • Li, Fulu;Wu, Kui;Lippman, Andrew
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제10권2호
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    • pp.204-212
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    • 2008
  • We study the routing problem in all-wireless networks based on cooperative transmissions. We model the minimum-energy cooperative path (MECP) problem and prove that this problem is NP-complete. We hence design an approximation algorithm called cooperative shortest path (CSP) algorithm that uses Dijkstra's algorithm as the basic building block and utilizes cooperative transmissions in the relaxation procedure. Compared with traditional non-cooperative shortest path algorithms, the CSP algorithm can achieve a higher energy saving and better balanced energy consumption among network nodes, especially when the network is in large scale. The nice features lead to a unique, scalable routing scheme that changes the high network density from the curse of congestion to the blessing of cooperative transmissions.