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Algoritmo de etiquetado para el problema de caminos más cortos simples con múltiples destinos y su aplicación

Autores: Udhayasekar, Sethu Vinayagam; Srinivasan, Karthik K.; Kumar, Pramesh; Chilukuri, Bhargava Rama

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Algoritmo de etiquetado para el problema de caminos más cortos simples con múltiples destinos y su aplicación


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Software

Palabras clave

Aplicaciones
Problema de los caminos más cortos
Algoritmo de etiquetado
Multi-destino
Aceleración computacional
Método heurístico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 43

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El problema de los caminos más cortos encuentra aplicaciones en múltiples campos. De particular interés en el campo del transporte es la variante de encontrar caminos más cortos simples (KSSP), que tiene una complejidad mayor. Esta investigación presenta un algoritmo novedoso de etiquetado para el problema KSSP de múltiples destinos en redes dirigidas que evita aplicaciones repetidas del algoritmo a cada destino (necesario en los algoritmos existentes basados en desviaciones), lo que resulta en una aceleración significativa de la computación. Se muestra que el algoritmo propuesto es exacto y lo suficientemente flexible para manejar varias variantes del problema modificando adecuadamente la condición de terminación. Teóricamente, también se demuestra que es más rápido que los algoritmos de vanguardia en redes dispersas y densas siempre que el número de etiquetas creadas sea sub-polynomial en el tamaño de la red. Se proponen un método heurístico y estructuras de datos optimizadas para mejorar la escalabilidad del algoritmo y su rendimiento en el peor de los casos. Los resultados computacionales muestran que la heurística propuesta proporciona aceleraciones de tiempo computacional de dos a tres órdenes de magnitud (29-1416 veces en diferentes redes) con una pérdida insignificante en la calidad de la solución (desviación promedio máxima del 0.167% de la solución óptima). Finalmente, se ilustra una aplicación práctica del método propuesto para determinar la gravedad de un borde (importancia estructural relativa) en una red.

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