cтарший преподаватель кафедры информационных технологий автоматизированных систем
г. Минск
Senior Lecturer of Information Technologies in Automated Systems Department
Minsk
Ревотюк Михаил Павлович, к.т.н., доцент, доцент кафедры информационных технологий автоматизированных систем
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
тел. +375-17-293-86-58
Revotjuk Mikhail Pavlovich, PhD, Associate Professor, Associate Professor of Information Technologies in Automated Systems Department
220013, Minsk, P. Brovka str., 6
tel. +375-17-293-86-58
д.т.н., профессор, декан факультета информационных технологий и управления
г. Минск
D.Sci., Professor, Dean of Faculty of Information Technologies and Control
Minsk
Цель работы – разработка базовых структур данных и эффективных по быстродействию и памяти алгоритмов слежения за изменениями предопределенных решений о множествах кратчайших путей на транспортных сетях, уведомления о которых получают автономные координируемые транспортные агенты с централизованным или коллективным управлением. Характерная особенность транспортных операций – независимость и асинхронность появления возмущений оптимальных решений, а также отсутствие глобального влияния отдельных возмущений на множество всех процессов на сети. Тем самым, очевидно, определяется целесообразность реализации идеи реоптимизации существующих решений в реальном времени по мере поступления информации о возмущениях структуры и параметров транспортной сети, различных ограничений на использование существующих кратчайших путей. В отличие от классических задач поиска кратчайших путей на статических или динамических графах, набор контролируемых наблюдателем ситуаций предлагается дополнить учетом ассоциаций деревьев кратчайших путей с фактически использующими такие пути агентами. Это позволит улучшить реактивность процессов уведомления агентов для своевременного переключения на новый путь. Пространство состояний поиска – динамически формируемый двудольный разреженный граф транспортной сети, представленный списком дуг. Базовый алгоритм поиска кратчайших путей использует схему Дейкстры, но реализует для формирования результата поиска метод бутстрэппинга. Компактность представления наблюдаемого леса кратчайших путей достигается отображением отдельных деревьев такого леса на проекцию вершин дерева в памяти, где позиция каждой вершины соответствует расстоянию от корня дерева. Предложенная версия построения процедуры поиска опирается на существующие в системах управления базами данных механизмы создания разных реляционных представлений физической модели данных. Это избавляет от необходимости решения технологических задач комплексирования гетерогенных моделей динамических транспортных сетей, распределения памяти. В результате спецификация различных правил логистики транспортных операций упрощается, так как такие операции в терминах объектно-ориентированных моделей легко определяются полиморфными классами переходов между узлами транспортной сети.
The purpose of the work is the development of basic data structures, speed-efficient and memoryefficient algorithms for tracking changes in predefined decisions about sets of shortest paths on transport networks, notifications about which are received by autonomous coordinated transport agents with centralized or collective control. A characteristic feature of transport operations is the independence and asynchrony of the emergence of perturbations of optimal solutions, as well as the lack of global influence of individual perturbations on the set of all processes on the network. This clearly determines the feasibility of realizing the idea of reoptimizing existing solutions in real time as information is received about disturbances in the structure and parameters of the transport network, various restrictions on the use of existing shortest paths. In contrast to the classical problems of finding shortest paths on static or dynamic graphs, it is proposed to supplement the set of situations controlled by the observer by taking into account the associations of shortest path trees with agents that actually use such paths. This will improve the responsiveness of agent notification processes for timely switching to a new path. The space of search states is a dynamically generated bipartite sparse graph of the transport network, represented by a list of arcs. The basic algorithm for finding the shortest paths uses Dijkstra's scheme, but implements a bootstrapping method to generate the search result. The compactness of the representation of the observed forest of shortest paths is achieved by mapping individual trees of such a forest onto the projection of tree vertices in memory, where the position of each vertex corresponds to the distance from the tree root. The proposed version of the construction of the search procedure is based on the mechanisms existing in database management systems for creating different relational representations of the physical data model. This eliminates the need to solve technological problems of complexing heterogeneous models of dynamic transport networks, memory allocation. As a result, the specification of various rules for the logistics of transport operations is simplified, since such operations in terms of object-oriented models are easily determined by polymorphic classes of transitions between nodes of the transport network.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.