[发明专利]动态路网环境下的协同进化路径优化方法

摘要

动态路网环境下的协同进化路径优化方法。属于计算机算法和管理优化领域。其目的是解决在一个特定的动态路网环境下(即，假设路网环境的变化是可以预测的)，仅仅通过一次性的优化计算(可以是离线的，从而不需要不断进行实时在线优化计算)，就能保证实际走过路线(从原始起点到终点)的理论最优性的技术问题。在本发明的方法的单次路径优化计算过程中，路网环境不是静态不变的，而是会随着计算过程按给定的路网环境变化规律而变化，即，在单次优化计算中的路网环境随计算过程而协同进化；因为路网环境会协同进化，所以在路径优化过程中允许在不可通达结点和链接前的等待行为。本发明的方法可用于现实物理网络和抽象虚拟网络中的路径优化问题。

主权项

1.一种动态路网环境下的协同进化路径优化方法，用以解决在一个路网环境的变化规律是已知的动态路网环境下，仅仅通过一次性的优化计算，就能保证从原始起点到终点所实际走过路线的理论最优性的技术问题，其特征是：在单次路径优化计算过程中，路网环境不是静态不变的，而是会随着计算过程按给定的路网环境变化规律而变化，即，在单次优化计算中的路网环境随计算过程而协同进化；路网环境协同进化会造成结点和链接变成暂不可通达，路径优化计算过程中会考虑运动体在暂不可通达结点和链接前的等待行为；考虑了路网环境协同进化的优化计算过程能有效保证实际走过路径的最优性和计算的时效性；所述的方法主要包括以下几个步骤：(1)确定描述路网环境变化的规律；(2)选定一个足够小的时间单位，以确保能有效描述所给定的路网环境的变化过程；(3)初始化在原始起点时的路网环境，选定一个旅行速度常值，并计算从原始起点出发沿路网中的链接在一个时间单位长度内所能到达的所有位置，将所有这些位置记为当前阵面，并将当前阵面中所有点的前驱结点标注为原始起点，即，当前阵面中的每个点都是从原始起点走过来的；(4)如果当前阵面中包含终点，前往步骤(7),否则，前往步骤(5)；(5)根据路网环境变化的规律，按一个时间单位长度计算更新路网环境；(6)基于更新的路网环境，计算从当前阵面出发沿路网中的链接在一个时间单位长度内所能到达的所有以前不曾到达过的位置，记为新的当前阵面，并根据计算过程标注好新的当前阵面中各个点的前驱结点，即，新的当前阵面中的某一个点是从上一个当前阵面中的哪一个点走过来的；如果新的当前阵面中的某一个点可以从上一个当前阵面中的多个点在当前这一个时间单位长度内到达，则该点的前驱结点应该标注为上一个当前阵面中在当前这一个时间单位长度内最早到达该点的那一个点；在计算新的当前阵面时，需要考虑运动体在暂不可通达的结点和链接前的等待行为，即，假如在更新的路网环境中，上一个当前阵面中的某个点的前方在当前这一个时间单位长度内有一个暂不可通达的结点或链接，则从该点出发而形成的新的当前阵面中还会包含该点，即运动体在该点可以有等待行为；然后返回步骤(4)；(7)从终点开始，按前驱结点依次反推直到原始起点，从而确定最优路径，然后优化计算过程结束。