Implementace paralelního algoritmu pro hledání optimální cesty závislé na čase

František KOLOVSKÝ

Bakalářská práce

Implementation of parallel algorithm for time-dependent shortest path search

Anotace:

Tato práce řeší problém hledání nejkratší cesty v silniční síti, kde doba průjezdu úsekem závisí na čase, konkrétně problém volby doby výjezdu pro dosažení nejkratšího času cesty. Cílem této práce je vyvinout a implementovat paralelní algoritmus. Zaměřil jsem se na algoritmus pro distribuované prostředí na bázi modelu MapReduce. Práce představuje MapReduce algoritmus pracující ve spojitém čase a založený na LCA (Label Corecting Algorithm), který byl implementován v prostředí Apache Spark za pomocí nástavby GraphX určené pro grafové analýzy. Jako graf byla použita silniční síť z OSM a transportní funkce byly vygenerovány náhodně. Byl navržen a implementován paralelní algoritmus se složitostí O(n^2) a dobrou škálovatelností. Dále byly provedeny výkonnostní testy, které ukázaly, že vyvinutý algoritmus je vhodný pro velmi velké grafy (které se nevejdou do paměti jednoho počítače), protože režie distribuovaného systému u malých grafů tvoří velké procento výpočetního času.

Abstract:

This article deals with time-dependent shortest path problem. Concretely article is solving min-cost one-to-all problem. The intention of the article is implementation parallel algorithm for distributed environment based on MapReduce. Article presents MapReduce algorithm, which works in continues time. The algorithm is based on LCA (Label Correcting Algorithm), which was implementing in Apache Spark environment using GraphX framework. Route network was used like input graph. Final algorithm has complexity O(n^2) and has good scalability. They were made performance tests. Developed algorithm is suitable for large graphs. In small graphs distributed system spend a lot of time distributing data.

Klíčová slova

Apache Spark, nejrychlejší cesta v grafu, časová závislost, distribuované prostředí, MapReduce

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 6. 2015

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jan Ježek, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Bakalářský studijní program / obor:
Geomatika / Geomatika