SPFA算法的分析及改进

SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)算法是一种对任意有向图求单源最短路径的算法。该算法实现简单,实际运行效果较好,在国内有着比较大的影响力。但遗憾的是,该算法一直缺少正确的理论分析。对该算法进行了分析,指出该算法在不存在源点可达负圈的有向图中,最坏情况运行时间为Θ(|V||E|);在存在源点可达负圈的有向图中,算法将无限运行下去。对此,给出了改进的SPFA算法,对于任意的有向图,该算法能够在O(|V||E|)内运行完毕。最后,从实际运行角度将SPFA算法与其它思想上同源的最短路径算法进行了一系列比较。

一种基于分层图的改进SPFA算法

针对数据结构课程教学中顶点数受限的最短路径问题,提出一种基于图分层的改进SPFA算法——K_SPFA。借鉴图分层思想,将原图拓展为层数与顶点限制数相等的图层,将原图中的边拓展成图层间的边。利用2个同步循环的FIFO队列和贪心策略,对SPFA算法的数据存储结构和最短路径更新操作进行改进,从而实现原图中顶点数受限的最短路径寻找。实验结果表明,K_SPFA具有较低的平均时间复杂度。

基于SPFA的整车物流运输线路及运输方式的优化及求解

运输成本对物流企业的作用至关重要,而运用计算机辅助技术来解决整车运输线路优化的问题也一直是物流企业关注的重点。文中以安吉整车物流现有的运输网络为研究对象,以运输成本最低为目标,建立运输线路及运输方式的优化模型,并运用改进后的SPFA算法编程进行求解,从而解决运输线路及运输方式的选择问题。希望通过研究在降低物流运输成本方面做出一些有益的探索。

基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型

煤矿突水事故时有发生,易造成重大人员财产损失,而优化突水救援路径,将提高矿井突水灾害应急救援能力,降低突水危害。本文采用无向图和邻接表对矿井巷道网络进行描述和存储,根据巷道水位高度与井下人员身高的比值计算巷道安全系数,进而求解巷道等效长度,据此,使用优化SPFA算法进行单源路线搜索,提出矿井突水救援路线模型,并给出最优救援路线。以王家岭矿的巷道拓扑网络结构为基础进行仿真分析,结果表明,基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型可以正确地计算出单源最优路线。该方法综合考虑了工作人员被井巷塌方或水流所阻而不可通行的复杂情况,为实现快速有效的事故抢险提供了可靠的技术支持。

基于预测信息的时间依赖网络路径规划算法

分析最小时间规划算法,针对算法在应用上存在的不足,在研究SPFA静态规划算法的基础上,结合该规划算法的优点,提出一种改进的最小时间路径规划算法。实例验证结果表明,该算法能够提供实时、高效、预测性强的规划路径,在城市交通中较好地满足用户的需求。

带约束条件的煤矿火灾避灾路线算法研究

为了解决常见煤矿井下避灾路线算法在带约束条件问题方面的局限性以及运行效率待提升等问题,提出一种带约束条件的煤矿火灾避灾路线算法。该算法在当量长度的计算中引入了体能消耗指数,实现了巷道起伏对避灾路线影响的量化;考虑了灾变因子对巷道网络的影响,特别地,以具有累积量危害的定量属性为约束条件对算法进行改进;引入SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)算法,相比经典Dijkstra算法,本算法在时间效率上有较大提升。最后,以寺家庄煤矿为例进行了测试,验证了算法设计的有效性,同时实现了时间效率的数量级提升。

空域预先规划时间的冲突处理方法研究

作战任务对各类空域的需求需要对空域的使用时间进行预先规划,通过对空域添加时间约束以限定空域的使用时段,从而避免空域产生冲突。基于简单时间网络STN(simple temporal network,STN)构建空域使用时间网络约束图,利用SPFA(shortest path faster algorithm,SPFA)改进算法对空域预先规划时间冲突进行检测,并通过基于最小代价的负环消解算法对时间冲突进行消解,最后通过实例分析对预先规划时间冲突进行检测及消解进行验证,结果表明,用STN处理空域的预先规划时间冲突是可行的。

用于铜矿矿区的手机室内导航最短路径算法研究

带有电子地图的导航软件已经成为人们身边不可或缺的工具,但是室内导航软件尚未普及。本文针对铜矿矿区室内地图范围小、结构简单、弧段少的特点,采用经典算法从可行性和计算时间进行对比,分析各种经典算法优劣,确定用于铜矿矿区的室内导航算法。

天津市轨道交通最优路径换乘查询系统

针对目前城市交通线网规划日渐复杂,乘客在选择换乘出行时易出现衔接导向不明确、局部换乘供需不平衡等问题,以天津市轨道交通为例,应用通用性、可移植性较强的SPFA算法对最优换乘路径做了系统性优化,从换乘乘客角度出发,本着最少换乘站数及最短换乘时间两方面原则,应用MicrosoftAccess作为数据库开发工具,基于VisualBasic语言设计最优换乘系统,为用户提供最优换乘路径,并提示乘客换乘所需时间及站数等,从根本上解决乘客因换乘所带来的出行困扰。