JP6622777B2 - Route search device, route search method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、経路探索装置、経路探索方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a route search device, a route search method, and a program.

ネットワークに対して追加されるリンクについて、災害による影響が相対的に小さくなるような物理経路の選択を支援することができる経路探索手法が知られている(非特許文献1)。非特許文献1では、経路探索の対象となる始点と終点との間に適当な間隔で碁盤の目(格子)を設定し、各格子の頂点(格子点)付近の設備(ノード)を代表として選択する。そして、代表として選択したノード間について経路長が最小となる経路を探索する部分問題を設定し、これらの部分問題から得られた格子間の経路(部分経路)を複数組み合わせることで、全体の経路を探索している。   There is a known route search method that can support the selection of a physical route that is relatively less affected by a disaster for a link added to a network (Non-Patent Document 1). In Non-Patent Document 1, a grid (grid) is set at an appropriate interval between the start point and end point to be searched for, and equipment (nodes) near the vertex (grid point) of each grid is used as a representative. select. Then, by setting a partial problem to search for a path with the minimum path length between nodes selected as representatives, and combining multiple paths (partial paths) between the lattices obtained from these partial problems, the entire path Looking for.

災害による影響は被災範囲に含まれる経路長の長さに依存するため、非特許文献1では、経路の経路長が短くなるほど災害の影響は相対的に小さくなるとしている。   Since the influence of a disaster depends on the length of the path length included in the disaster area, Non-Patent Document 1 states that the influence of the disaster becomes relatively smaller as the path length of the path becomes shorter.

P. N. Tran and H. Saito, "Enhancing Physical Network Robustness Against Earthquake Disasters With Additional Links," in Journal of Lightwave Technology, vol. 34, no. 22, pp. 5226-5238, Nov.15, 15 2016. doi: 10.1109/JLT.2016.2607171PN Tran and H. Saito, "Enhancing Physical Network Robustness Against Earthquake Disasters With Additional Links," in Journal of Lightwave Technology, vol. 34, no. 22, pp. 5226-5238, Nov.15, 15 2016. doi: 10.1109 /JLT.2016.2607171

ここで、非特許文献1では、経路の評価指標が経路長であるため、単一の地震や災害による直接的な影響しか考慮できていない。このため、実際の地震において特にネットワーク設備に対して甚大な影響を与える二次災害(例えば、地震による津波や土砂災害等)によって設備が故障した場合における復旧のし易さや二次災害の回避のし易さを考慮した経路抽出を行うことができなかった。   Here, in Non-Patent Document 1, since the route evaluation index is the route length, only direct influences due to a single earthquake or disaster can be considered. For this reason, in the event of a secondary disaster (for example, a tsunami or landslide disaster caused by an earthquake) that has a significant impact on network equipment in an actual earthquake, it is easy to recover and avoid secondary disasters. However, it was not possible to perform route extraction considering ease of use.

例えば、図1は、非特許文献1の経路探索手法により、始点ノードSと代表ノードとの間の最小経路探索を行う部分問題1と、代表ノードと終点ノードDとの間の最小経路探索を行う部分問題2とでそれぞれ得られた部分経路を組み合わせて、始点ノードSと終点ノードDとの間の経路を抽出した例を示している。非特許文献1の経路探索手法では、経路長のみで評価された経路が抽出されているため、例えば津波エリアを通過するか否かについての評価は行われていない。このため、図1に示すように、津波エリアを通過する経路が抽出される場合があり、二次災害を考慮した場合に必ずしも最適な経路が抽出されるとは限らない。   For example, FIG. 1 shows a partial problem 1 for performing a minimum path search between the start node S and the representative node and a minimum path search between the representative node and the end node D by the path search method of Non-Patent Document 1. In the example, the partial routes obtained in the partial problem 2 to be performed are combined to extract the route between the start node S and the end node D. In the route search method of Non-Patent Document 1, since the route evaluated only by the route length is extracted, for example, whether or not it passes through the tsunami area is not evaluated. For this reason, as shown in FIG. 1, a route passing through the tsunami area may be extracted, and an optimal route is not necessarily extracted when a secondary disaster is considered.

そのため、二次災害を考慮した場合、1以上の評価指標(例えば、津波エリアに含まれるリンク数やリンクの被災率等)を1以上の目的関数より算出して経路を探索できるような、1以上の目的関数に対応した経路探索アルゴリズムにより経路探索を行うことが好ましい。   Therefore, when considering secondary disasters, 1 or more evaluation indexes (for example, the number of links included in the tsunami area, the link damage rate, etc.) can be calculated from one or more objective functions to search for a route. It is preferable to perform a route search by a route search algorithm corresponding to the above objective function.

経路長以外の評価指標に対応した経路探索アルゴリズムは、一般に、目的関数値の最良化を行い、経路長等のコストの多寡は考慮しない。このため、一般に、上限となる経路長等のコストを経路探索の制約条件として、評価指標を計算する目的関数とは別に与えることとなる。したがって、制約条件とは、目的関数を最良化するにあたって、どれだけコストを掛けても良いか(すなわち、どれだけ遠回りしても良いか等)を示す条件となる。   In general, a route search algorithm corresponding to an evaluation index other than the route length optimizes an objective function value and does not consider the cost such as the route length. For this reason, generally, the cost such as the upper limit route length is given as a constraint condition for route search, separately from the objective function for calculating the evaluation index. Therefore, the constraint condition is a condition indicating how much cost may be applied in order to optimize the objective function (that is, how far the object function may be rotated).

しかしながら、上記のような経路探索アルゴリズムを部分問題に適用する場合、部分問題に制約条件を設定する必要があるが、制約条件が大き過ぎると必要以上に遠回りする経路(長い経路やコストが高い経路等)が算出されてしまう。一方で、制約条件が小さ過ぎると制約条件により探索が打ち切られ、経路が発見できない場合がある。   However, when the route search algorithm as described above is applied to a subproblem, it is necessary to set a constraint condition for the subproblem. However, if the constraint condition is too large, a route that goes more than necessary (a long route or a route with high cost) Etc.) is calculated. On the other hand, if the constraint condition is too small, the search may be terminated due to the constraint condition, and the route may not be found.

このため、上記のような経路探索アルゴリズムを部分問題に適用する場合、適切な制約条件の設定が必要となる。また、当該部分問題は膨大数存在するため、実用的な計算時間で適切な制約条件を決定する必要がある。   For this reason, when the above route search algorithm is applied to a partial problem, it is necessary to set appropriate constraints. In addition, since there are a large number of such subproblems, it is necessary to determine appropriate constraint conditions within a practical calculation time.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、1以上の評価指標を持つ部分問題から得られる部分経路を組み合わせた経路を抽出する場合に、部分問題の適切な制約条件を少ない計算量で算出することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and when extracting a route combining a partial route obtained from a partial problem having one or more evaluation indices, there are few appropriate restriction conditions for the partial problem. The purpose is to calculate with a calculation amount.

上記課題を解決するため、ネットワークにおける始点ノードから終点ノードまでの最短経路を探索する最短経路探索部と、前記最短経路探索部により探索された前記最短経路の第1のコストと、前記始点ノードと前記終点ノードとを結ぶ直線の第2のコストとを算出するコスト算出部と、前記コスト算出部により算出された前記第1のコストと前記第2のコストとに基づいて、所定の第1の近似式が妥当であるか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記第1の近似式が妥当であると判定された場合、前記ネットワークに含まれる第1のノードと第2のノードとの間の経路を示す部分経路を探索するための部分問題であって、1以上の評価指標を持つ部分問題における制約条件を、前記第1の近似式を用いて決定する決定部と、を有する。   In order to solve the above problem, a shortest path search unit that searches for a shortest path from a start point node to an end point node in the network, a first cost of the shortest path searched by the shortest path search unit, and the start point node, Based on the first cost and the second cost calculated by the cost calculation unit, a cost calculation unit that calculates a second cost of a straight line connecting the end point node, a predetermined first A determination unit that determines whether or not the approximate expression is valid; and a first node and a second node that are included in the network when the determination unit determines that the first approximate expression is valid A determination unit that determines a constraint condition in a partial problem for searching for a partial path indicating a path between and a partial problem having one or more evaluation indices using the first approximate expression; Have .

1以上の評価指標を持つ部分問題から得られる部分経路を組み合わせた経路を抽出する場合に、部分問題の適切な制約条件を少ない計算量で算出することができる。   When extracting a route in which partial routes obtained from a partial problem having one or more evaluation indexes are extracted, an appropriate constraint condition for the partial problem can be calculated with a small amount of calculation.

従来技術により抽出される経路の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the path | route extracted by a prior art. 本発明の実施の形態における経路探索装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the route search apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における経路探索装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the route search apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における演算部の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a function structure of the calculating part in embodiment of this invention. 第二近似式を用いる必要がある場合の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example when it is necessary to use a 2nd approximation. 本発明の実施の形態における第一近似式の妥当性判定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the validity determination process of the 1st approximate expression in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるコスト制約条件の決定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the determination process of the cost constraint condition in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるコスト制約条件の決定処理の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of the determination process of the cost constraint condition in embodiment of this invention. 制約条件決定処理部により決定されるコスト制約条件を説明する図である。It is a figure explaining the cost constraint conditions determined by the constraint condition determination processing unit. 本発明の実施の形態における経路探索処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the route search process in embodiment of this invention. 探索対象外の設備を起点するノードの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the node which starts the installation which is not a search object. 本発明の実施の形態における探索領域の定義処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the search area | region definition process in embodiment of this invention. 最短経路が通過するノードと、直線SDとの距離の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the distance of the node through which the shortest path passes, and the straight line SD. 矩形領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a rectangular area. 矩形領域の辺の長さを切り上げる補正の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correction | amendment which rounds up the length of the edge | side of a rectangular area. 矩形領域の辺の長さに対してマージンMを追加する補正の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correction | amendment which adds the margin M with respect to the length of the edge | side of a rectangular area.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<経路探索装置10の構成>
まず、本発明の実施の形態における経路探索装置10の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の実施の形態における経路探索装置10の構成の一例を示す図である。
<Configuration of route search apparatus 10>
First, the configuration of the route search apparatus 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the route search apparatus 10 according to the embodiment of the present invention.

図2に示す経路探索装置10は、1以上の評価指標を持つ部分問題により部分経路を探索して、探索した部分経路を組み合わせることで、二次災害による影響も考慮した経路を出力する1以上のコンピュータである。また、経路探索装置10は、当該部分問題毎に、上限となる経路長等のコストを示す制約条件(以降、「コスト制約条件」と表す。)Cを決定する。   The route search apparatus 10 shown in FIG. 2 searches for a partial route by a partial problem having one or more evaluation indices, and combines the searched partial routes to output a route that also considers the influence of a secondary disaster. Computer. Further, the route search apparatus 10 determines a constraint condition (hereinafter referred to as “cost constraint condition”) C indicating a cost such as an upper limit route length for each partial problem.

図2に示す経路探索装置10は、入力部100と、演算部200と、出力部300とを有する。これら各部は、経路探索装置10にインストールされた1以上のプログラムが、後述する(Central Processing Unit)507に実行させる処理により実現される。   The route search device 10 illustrated in FIG. 2 includes an input unit 100, a calculation unit 200, and an output unit 300. Each of these units is realized by processing that one or more programs installed in the route search apparatus 10 cause a (Central Processing Unit) 507 described later to execute.

また、図2に示す経路探索装置10は、データ記憶部400を有する。データ記憶部400は、後述する補助記憶装置508やRAM(Random Access Memory)505等を用いて実現可能である。なお、データ記憶部400は、例えば、経路探索装置10とネットワークを介して接続される記憶装置等を用いて実現されていても良い。   Further, the route search apparatus 10 shown in FIG. The data storage unit 400 can be realized by using an auxiliary storage device 508, a RAM (Random Access Memory) 505, and the like which will be described later. Note that the data storage unit 400 may be realized using, for example, a storage device connected to the route search apparatus 10 via a network.

入力部100は、各種情報を入力する。入力部100に入力される情報には、例えば、ネットワーク情報、始終点ノード情報、評価指標情報、優先度情報、第一近似式f、第二近似式f、安全係数F、及び遠回り許容量R等がある。これらの情報のうち、第一近似式f、第二近似式f、安全係数F、及び遠回り許容量Rについては後述する。 The input unit 100 inputs various information. Information input to the input unit 100 includes, for example, network information, start / end node information, evaluation index information, priority information, a first approximate expression f 1 , a second approximate expression f 2 , a safety factor F s , and a detour. There is an allowable amount R and the like. Among these pieces of information, the first approximate expression f 1 , the second approximate expression f 2 , the safety coefficient F s , and the roundabout allowable amount R will be described later.

ネットワーク情報とは、ネットワークを構成するノード及びリンクに関する情報である。ノードには、例えば、ルータ、ビル、マンホール、電柱等が挙げられる。リンクには、ケーブル、とう道、共同溝、管路等が挙げられる。なお、ネットワークは、電気通信ネットワークの他、例えば、道路網、鉄道網、電力網、水道網、ガス網等の種々のネットワークであっても良い。   The network information is information related to nodes and links constituting the network. Examples of the node include a router, a building, a manhole, and a utility pole. Examples of the link include a cable, a roadway, a common groove, and a pipeline. In addition to the telecommunication network, the network may be various networks such as a road network, a railroad network, a power network, a water network, and a gas network.

ネットワーク情報には、属性情報を付与することができる。属性情報には、例えば、位置情報(緯度及び経度情報)、リンクの長さ(ケーブルの長さ、とう道の長さ、共同溝の長さ、管路の長さ等)、設備(ビル、電柱、管路等)の被災率、災害(津波、土砂災害、洪水、液状化、雪崩、落雷、火山噴火等)エリアの有無等が挙げられる。   Attribute information can be added to the network information. The attribute information includes, for example, position information (latitude and longitude information), link length (cable length, path length, joint groove length, conduit length, etc.), equipment (building, (Such as utility poles, pipelines), and disaster areas (tsunami, landslide disaster, flood, liquefaction, avalanche, lightning, lightning, volcanic eruption, etc.).

始終点ノード情報は、ネットワークの経路探索における始点及び終点となるノードを示す情報である。以降では、ネットワークの経路探索における始点ノードを「始点ノードS」、当該経路探索における終点ノードを「終点ノードD」と表す。   The start / end node information is information indicating the start and end nodes in the route search of the network. Hereinafter, the starting point node in the route search of the network is represented as “start point node S”, and the end point node in the route search is represented as “end point node D”.

評価指標情報は、評価指標を算出する1以上の目的関数(多目的関数)に関する情報である。目的関数には、例えば、ネットワーク設備のコスト(設備自体のコスト、設置コスト、保守コスト等)、設備の被災率、災害エリアに含まれる設備の数や長さ等が挙げられる。優先度情報は、1以上の目的関数の優先度に関する情報である。   The evaluation index information is information relating to one or more objective functions (multipurpose functions) for calculating the evaluation index. Examples of the objective function include the cost of the network equipment (cost of the equipment itself, installation cost, maintenance cost, etc.), the damage rate of the equipment, the number and length of equipment included in the disaster area, and the like. The priority information is information related to the priority of one or more objective functions.

演算部200は、コスト制約条件Cの決定と、決定されたコスト制約条件Cが設定された部分問題による部分経路の算出及び当該部分経路を組み合わせた経路(始点ノードSから終点ノードDまでの経路)の作成とを行う。演算部200の詳細な機能構成については後述する。   The calculation unit 200 determines the cost constraint condition C, calculates a partial route based on the partial problem in which the determined cost constraint condition C is set, and a route combining the partial routes (route from the start node S to the end node D). ). A detailed functional configuration of the arithmetic unit 200 will be described later.

出力部300は、演算部200により作成された経路を、例えば後述する表示装置502に出力する。   The output unit 300 outputs the route created by the calculation unit 200 to, for example, the display device 502 described later.

データ記憶部400は、入力部100が入力した各種情報を記憶する。また、データ記憶部400は、例えば部分経路の探索途中における計算データやキャッシュ等の中間データも記憶する。   The data storage unit 400 stores various information input by the input unit 100. Further, the data storage unit 400 also stores, for example, calculation data in the middle of partial path search and intermediate data such as a cache.

なお、図2に示す経路探索装置10の構成は、一例であって、他の構成であっても良い。例えば、図2に示す経路探索装置10は、複数台のコンピュータで構成されていても良い。   The configuration of the route search apparatus 10 illustrated in FIG. 2 is an example, and other configurations may be used. For example, the route search apparatus 10 illustrated in FIG. 2 may be configured by a plurality of computers.

<経路探索装置10のハードウェア構成>
次に、経路探索装置10のハードウェア構成について、図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の実施の形態における経路探索装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。
<Hardware Configuration of Route Search Device 10>
Next, the hardware configuration of the route search apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the route search apparatus 10 according to the embodiment of the present invention.

図3に示すように、経路探索装置10は、入力装置501と、表示装置502と、外部I/F503と、通信I/F504と、RAM505と、ROM(Read Only Memory)506と、CPU507と、補助記憶装置508とを有する。これら各ハードウェアは、それぞれがバスBを介して通信可能に接続されている。   As illustrated in FIG. 3, the route search apparatus 10 includes an input device 501, a display device 502, an external I / F 503, a communication I / F 504, a RAM 505, a ROM (Read Only Memory) 506, a CPU 507, And an auxiliary storage device 508. Each of these hardware is connected via a bus B so as to be able to communicate.

入力装置501は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル等であり、ユーザが各種操作を入力するのに用いられる。表示装置502は、例えばディスプレイ等であり、経路探索装置10の処理結果を表示する。なお、入力装置501及び表示装置502の少なくとも一方は、必要なときに経路探索装置10に接続して利用する形態であっても良い。   The input device 501 is, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like, and is used for a user to input various operations. The display device 502 is, for example, a display and displays the processing result of the route search device 10. Note that at least one of the input device 501 and the display device 502 may be connected to the route search device 10 when necessary.

外部I/F503は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体503a等がある。経路探索装置10は、外部I/F503を介して記録媒体503a等の読み取りや書き込みを行うことができる。   The external I / F 503 is an interface with an external device. The external device includes a recording medium 503a and the like. The route search apparatus 10 can read and write the recording medium 503a and the like via the external I / F 503.

記録媒体503aには、例えば、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)、SDメモリカード(Secure Digital memory card)、USB(Universal Serial Bus)メモリカード等がある。   Examples of the recording medium 503a include a flexible disk, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disk), an SD memory card (Secure Digital memory card), and a USB (Universal Serial Bus) memory card.

通信I/F504は、経路探索装置10をネットワークに接続するためのインタフェースである。   The communication I / F 504 is an interface for connecting the route search apparatus 10 to a network.

RAM505は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ROM506は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ROM506には、例えば、OS(Operating System)設定やネットワーク設定等が格納されている。   The RAM 505 is a volatile semiconductor memory that temporarily stores programs and data. The ROM 506 is a non-volatile semiconductor memory that can retain programs and data even when the power is turned off. The ROM 506 stores, for example, OS (Operating System) settings, network settings, and the like.

CPU507は、ROM506や補助記憶装置508等からプログラムやデータをRAM505上に読み出して処理を実行する演算装置である。   The CPU 507 is an arithmetic device that reads a program and data from the ROM 506, the auxiliary storage device 508, and the like onto the RAM 505 and executes processing.

補助記憶装置508は、例えばHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等であり、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置である。補助記憶装置508に格納されているプログラムやデータには、例えば、OS、当該OS上において各種機能を実現するアプリケーションソフトウェア、本実施形態に係る各種処理を実現するプログラム等がある。   The auxiliary storage device 508 is, for example, a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD), and is a non-volatile storage device that stores programs and data. Examples of programs and data stored in the auxiliary storage device 508 include an OS, application software that implements various functions on the OS, and a program that implements various processes according to the present embodiment.

本実施形態に係る経路探索装置10は、図3に示すハードウェア構成を有することにより、後述する各種処理を実現することができる。   The route search apparatus 10 according to the present embodiment has the hardware configuration shown in FIG.

<演算部200の機能構成>
次に、演算部200の機能構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の実施の形態における演算部200の機能構成の一例を示す図である。
<Functional Configuration of Calculation Unit 200>
Next, the functional configuration of the arithmetic unit 200 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the arithmetic unit 200 according to the embodiment of the present invention.

図4に示すように、演算部200は、制約条件決定処理部210と、経路探索処理部220とを有する。制約条件決定処理部210は、部分問題毎に、コスト制約条件Cを決定するための処理を行う。経路探索処理部220は、制約条件決定処理部210により部分問題毎に決定されたコスト制約条件Cを用いて、部分経路の算出及び当該部分経路を組み合わせた経路(始点ノードSから終点ノードDまでの経路)の作成を行う。   As illustrated in FIG. 4, the calculation unit 200 includes a constraint condition determination processing unit 210 and a route search processing unit 220. The constraint condition determination processing unit 210 performs a process for determining the cost constraint condition C for each partial problem. The route search processing unit 220 uses the cost constraint condition C determined for each partial problem by the constraint condition determination processing unit 210 to calculate a partial route and combine the partial routes (from the start node S to the end node D). Route).

ここで、制約条件決定処理部210は、最短経路型経路探索部211と、コスト算出部212と、近似式妥当性判定部213と、部分ノード組直線距離算出部214と、制約条件決定部215とを有する。   Here, the constraint condition determination processing unit 210 includes a shortest path type route search unit 211, a cost calculation unit 212, an approximate expression validity determination unit 213, a partial node set straight line distance calculation unit 214, and a constraint condition determination unit 215. And have.

最短経路型経路探索部211は、始点ノードSと終点ノードDとの間の最短経路を探索する。最短経路型経路探索部211は、例えば、k−shortest−pathアルゴリズム、経路長を目的関数としたダイクストラ法等を用いて、当該最短経路を探索する。   The shortest path type path search unit 211 searches for the shortest path between the start node S and the end node D. The shortest path type path search unit 211 searches for the shortest path using, for example, the k-shortest-path algorithm, the Dijkstra method using the path length as an objective function, or the like.

コスト算出部212は、最短経路型経路探索部211が探索した経路の最小コストLを算出する。また、コスト算出部212は、始点ノードS及び終点ノードD間を地理空間的に直線で結んだ場合の直線コストLを算出する。最小コストLは、経路上における始点ノードSから終点ノードDまでの距離に限られず、例えば、経路上における始点ノードSから終点ノードDまでの費用等であっても良い。 The cost calculation unit 212 calculates the minimum cost L c of the route searched by the shortest route type route search unit 211. Further, the cost calculation unit 212 calculates a straight line cost L d when the start point node S and the end point node D are connected in a geospatial line. The minimum cost L c is not limited to the distance from the start point node S to the end point node D on the route, and may be, for example, the cost from the start point node S to the end point node D on the route.

近似式妥当性判定部213は、直線コストLと、最小コストLと、安全係数Fとに基づいて、第一近似式fが妥当であるか否かを判定する。 The approximate expression validity determination unit 213 determines whether or not the first approximate expression f 1 is valid based on the linear cost L d , the minimum cost L c, and the safety factor F s .

第一近似式fは、コスト制約条件Cを決定するための関数であり、経路の探索領域に依らずに、コスト制約条件Cを決定するために一般的に使用可能な近似式である。一方で、第一近似式fが妥当でない場合には、コスト制約条件Cを決定するために、第二近似式fが使用される。第二近似式fは、第一近似式fと同様に、コスト制約条件Cを決定するための関数である。 First approximation formula f 1 is a function for determining the cost constraints C, and regardless of the search area of the route, is an approximate expression that generally can be used to determine the cost constraints C. On the other hand, if the first approximate expression f 1 is not valid, the second approximate expression f 2 is used to determine the cost constraint condition C. Second approximation formula f 2, like the first approximation formula f 1, is a function for determining the cost constraints C.

また、安全係数Fとは、第一近似式fの妥当性を判定する際の厳格さを設定するために任意に設定される0以上の値である。 The safety factor F s is a value of 0 or more that is arbitrarily set to set the strictness when determining the validity of the first approximate expression f 1 .

更に、第一近似式fが妥当でない場合とは、始点ノードSから終点ノードDへの経路を探索するための探索領域内に、例えば、局所的な遠回りが発生するような場合である。一方で、第一近似式fが妥当である場合とは、上記のような局所的な遠回りが発生しないような場合である。 Furthermore, a case where the first approximation formula f 1 is not valid, the search area for searching a route from a start node S to the destination node D, for example, when such local detour occurs. On the other hand, as for the first approximation formula f 1 is appropriate is when local circuitous as described above that does not occur.

部分ノード組直線距離算出部214は、経路探索処理部220により選択されたノードの組(以降では、「部分ノード組」と表す。)に含まれるそれぞれのノード間を地理空間的に直線で結んだ場合の直線コストLを算出する。部分問題の解は、部分ノード組のそれぞれのノード間の経路(部分経路)である。以降では、部分ノード組に含まれるノードのうち、部分経路の始点となるノードを「始点ノードs」、当該部分経路の終点となるノードを「終点ノードd」と表す。また、部分経路を探索する領域を「部分探索領域」と表す。部分探索領域は、始点ノードSから終点ノードDへの経路を探索するための探索領域に含まれる所定の領域である。 The partial node set straight line distance calculation unit 214 connects the nodes included in the node set selected by the route search processing unit 220 (hereinafter, referred to as “partial node set”) with a straight line in geospatial terms. In this case, the linear cost L p is calculated. The solution of the partial problem is a path (partial path) between the respective nodes of the partial node set. Hereinafter, among the nodes included in the partial node set, the node that is the starting point of the partial path is expressed as “starting point node s”, and the node that is the end point of the partial path is expressed as “ending point node d”. An area for searching for a partial route is referred to as a “partial search area”. The partial search area is a predetermined area included in the search area for searching for a route from the start point node S to the end point node D.

制約条件決定部215は、近似式妥当性判定部213による判定結果(第一近似式f妥当性)と、部分ノード組直線距離算出部214により算出された直線コストLと、遠回り許容量Rとに基づいて、コスト制約条件Cを決定する。 Constraint determination unit 215, the determination result by the approximate expression appropriateness determination unit 213 (the first approximation formula f 1 Relevance), and the straight line cost L p which is calculated by the partial node set straight distance calculation unit 214, circuitous tolerance Based on R, the cost constraint condition C is determined.

制約条件決定部215は、第一近似式f妥当性が「妥当」である場合、第一近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定する。一方で、制約条件決定部215は、第一近似式f妥当性が「妥当」でない場合、第二近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定する。 When the validity of the first approximate expression f 1 is “valid”, the constraint condition determining unit 215 determines the cost constraint condition C using the first approximate expression f 1 . On the other hand, if the validity of the first approximate expression f 1 is not “valid”, the constraint condition determining unit 215 determines the cost constraint condition C using the second approximate expression f 2 .

遠回り許容量Rは、例えば、経路探索装置10のユーザにより予め設定される値であり、二次災害による災害エリア(例えば津波エリアや土砂災害エリア等)を回避するために、どの程度の遠回りを許容するかを示す値である。遠回り許容量Rは、例えば、始終点ノード情報の入力前に決定される。遠回り許容量Rは、例えば、どのくらいコストを掛けて被災率を低減するか等を考慮して決定される。   The roundabout allowable amount R is, for example, a value set in advance by the user of the route search device 10, and in order to avoid a disaster area (for example, a tsunami area or a landslide disaster area) due to a secondary disaster, It is a value indicating whether to allow. The roundabout allowable amount R is determined, for example, before the start / end node information is input. The roundabout allowable amount R is determined in consideration of, for example, how much cost is required to reduce the damage rate.

<第一近似式f及び第二近似式f
ここで、第一近似式f及び第二近似式fの具体例について説明する。
<First approximate expression f 1 and second approximate expression f 2 >
Here, specific examples of the first approximate expression f 1 and the second approximate expression f 2 will be described.

第一近似式fは、f(L)=A×L+Bで表すことができる。ここで、A及びBは、例えば、A=1.628、B=1000.0である。ただし、A及びBの具体的な値は、ネットワークの特性等に応じて異なる。 The first approximate expression f 1 can be represented by f 1 (L p ) = A × L p + B. Here, A and B are, for example, A = 1.628 and B = 10.00.0. However, specific values of A and B differ depending on the network characteristics and the like.

また、第二近似式fは、f(L)=A×L+Rで表すことができる。ここで、Rは、必要遠回り距離であり、例えば、局所的に山等があることにより最低限遠回りが必要となる距離のことである。Rは、R=L−Lで表すことができる。 The second approximate expression f 2 can be expressed by f 2 (L p ) = A × L p + R c . Here, R c is required circuitous distance, for example, is that the distance at which the minimum detour required by locally there is a mountain or the like. R c can be represented by R c = L c -L d .

ここで、コスト制約条件Cの決定に第二近似式fを用いる必要がある場合について、図5を参照しながら説明する。図5は、第二近似式fを用いる必要がある場合の一例を説明する図である。 Here, a case where it is necessary to use a second approximation formula f 2 for the determination of the cost constraints C, and described with reference to FIG. Figure 5 is a diagram illustrating an example of a case where it is necessary to use a second approximation formula f 2.

図5に示すように、始点ノードSから終点ノードDまでの探索領域内で経路を探索する場合について説明する。なお、探索領域内における長方形の各領域は部分探索領域である。   As shown in FIG. 5, a case will be described in which a route is searched within a search area from the start point node S to the end point node D. Each rectangular area in the search area is a partial search area.

図5に示すように、当該探索領域内に山があるため、局所的な遠回りが発生する。この場合、第一近似式fでは、各部分探索領域内で部分経路を探索できない(すなわち、部分問題の解が出ない)場合がある。この場合、第一近似式fにおける項BをRに置き換えた第二近似式fを用いることで、部分問題の解を算出することができる。なお、Rは、上述したように、経路上の最小コストL(すなわち、例えば、経路上に沿った距離の合計)から直線コストL(すなわち、例えば、始点ノードSから終点ノードDまでの直線距離)を減算した値である。 As shown in FIG. 5, since there is a mountain in the search area, a local circuitous circuit occurs. In this case, the first approximation formula f 1, can not be searched partial path in each partial search range (i.e., not out solutions of subproblems) in some cases. In this case, the solution of the partial problem can be calculated by using the second approximate expression f 2 in which the term B in the first approximate expression f 1 is replaced with R c . Note that R c is the minimum cost L c on the route (ie, for example, the sum of the distances along the route) to the straight line cost L d (ie, from the start node S to the end node D, for example), as described above. Is a value obtained by subtracting the linear distance).

<第一近似式fの妥当性判定処理>
まず、始点ノードSから終点ノードDまでの経路を探索するための探索領域において、第一近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定することが妥当であるか否かを判定するための処理について、図6を参照しながら説明する。図6は、本発明の実施の形態における第一近似式fの妥当性判定処理の一例を示すフローチャートである。
<Appropriateness determination processing of the first approximation formula f 1>
First, in the search region for searching for a route from the start node S to the end point node D, for using the first approximation formula f 1 can determine the cost constraint C to determine whether it is appropriate The processing will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the validity determination process of the first approximate expression f 1 in the embodiment of the present invention.

まず、最短経路型経路探索部211は、始点ノードSと終点ノードDとをデータ記憶部400から取得する(ステップS101)。なお、始点ノードS及び始点ノードDは、入力部100が入力した始終点ノード情報に含まれる。   First, the shortest path type route searching unit 211 acquires the start point node S and the end point node D from the data storage unit 400 (step S101). Note that the start point node S and the start point node D are included in the start / end node information input by the input unit 100.

次に、最短経路型経路探索部211は、始点ノードSと終点ノードDとの間で最短経路となる1以上の経路を探索する(ステップS102)。   Next, the shortest path type route search unit 211 searches for one or more routes that are the shortest route between the start node S and the end node D (step S102).

次に、コスト算出部212は、最短経路型経路探索部211が探索した1以上の経路のうちの最小コストLを算出する(ステップS103)。最小コストLは、最短経路型経路探索部211が探索した1以上の経路それぞれのコストのうちの最小のコストである。 Next, the cost calculation unit 212, the shortest path type route search unit 211 calculates the minimum cost L c of the one or more routes searched (step S103). The minimum cost L c is the minimum cost among the costs of one or more routes searched by the shortest route type route search unit 211.

次に、コスト算出部212は、始点ノードS及び終点ノードD間を地理空間的に直線で結んだ場合の直線コストLを算出する(ステップS104)。直線コストLは、例えば、ユークリッド空間内における始点ノードS及び終点ノードD間のユークリッド距離である。 Next, the cost calculation unit 212 calculates a straight line cost L d when the start point node S and the end point node D are connected in a geospatial line (step S104). The straight line cost L d is, for example, the Euclidean distance between the start point node S and the end point node D in the Euclidean space.

なお、上記のステップS103の処理と、上記のステップS104の処理とは、処理順序が逆であっても良い。   Note that the processing order of the processing in step S103 and the processing in step S104 may be reversed.

次に、近似式妥当性判定部213は、第一近似式fと、安全係数Fとをデータ記憶部400から取得する(ステップS105)。なお、第一近似式f及び安全係数Fは、入力部100により入力され、データ記憶部400に記憶される。 Next, the approximate expression validity determination unit 213 acquires the first approximate expression f 1 and the safety coefficient F s from the data storage unit 400 (step S105). The first approximate expression f 1 and the safety factor F s are input by the input unit 100 and stored in the data storage unit 400.

次に、近似式妥当性判定部213は、第一近似式fが、f(L)−L>Fを満たすか否かを判定する(ステップS106)。 Next, the approximate expression validity determination unit 213 determines whether or not the first approximate expression f 1 satisfies f 1 (L d ) −L c > F s (step S106).

ステップS105において、第一近似式fが、f(L)−L>Fを満たすと判定された場合、近似式妥当性判定部213は、第一近似式fは妥当であると判定する(ステップS107)。この場合、近似式妥当性判定部213は、当該判定結果(すなわち、第一近似式f妥当性=「妥当」)を制約条件決定部215に出力する。 When it is determined in step S105 that the first approximate expression f 1 satisfies f 1 (L d ) −L c > F s , the approximate expression validity determination unit 213 determines that the first approximate expression f 1 is valid. It is determined that there is (step S107). In this case, the approximate expression validity determination unit 213 outputs the determination result (that is, the first approximate expression f 1 validity = “valid”) to the constraint condition determination unit 215.

一方、第一近似式fが、f(L)−L>Fを満たさないと判定された場合、(すなわち、f(L)−L≦Fである場合)、近似式妥当性判定部213は、第一近似式fは妥当でないと判定する(ステップS108)。この場合、近似式妥当性判定部213は、当該判定結果(すなわち、第一近似式f妥当性=「妥当でない」)を制約条件決定部215に出力する。 On the other hand, when it is determined that the first approximate expression f 1 does not satisfy f 1 (L d ) −L c > F s (that is, when f 1 (L d ) −L c ≦ F s ). The approximate expression validity determination unit 213 determines that the first approximate expression f 1 is not valid (step S108). In this case, the approximate expression validity determination unit 213 outputs the determination result (that is, the first approximate expression f 1 validity = “invalid”) to the constraint condition determination unit 215.

以上により、始点ノードSから終点ノードDまでの経路を探索するための探索領域において、第一近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定することが妥当であるか否かが判定される。 As described above, it is determined whether or not it is appropriate to determine the cost constraint condition C using the first approximate expression f 1 in the search area for searching for the route from the start node S to the end node D. .

<コスト制約条件Cの決定処理>
次に、ある部分問題におけるコスト制約条件C(すなわち、ある部分探索領域内のある始点ノードsと、当該部分探索領域内のある終点ノードdとの間で部分経路を探索する際に用いられるコスト制約条件C)を決定する処理について、図7を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施の形態におけるコスト制約条件Cの決定処理の一例を示すフローチャートである。
<Process for determining cost constraint condition C>
Next, the cost constraint C in a partial problem (that is, the cost used when searching for a partial path between a certain starting point node s in a certain partial search region and a certain end point node d in the partial search region) The process for determining the constraint condition C) will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing an example of a process for determining the cost constraint condition C according to the embodiment of the present invention.

まず、部分ノード組直線距離算出部214は、部分ノード組に含まれる始点ノードs及び終点ノードdを取得する(ステップS201)。部分ノード組は、経路探索処理部220により出力される。   First, the partial node set linear distance calculation unit 214 acquires the start point node s and the end point node d included in the partial node set (step S201). The partial node set is output by the route search processing unit 220.

次に、部分ノード組直線距離算出部214は、始点ノードs及び終点ノードd間を地理空間的に直線で結んだ場合の直線コストLを算出する(ステップS202)。 Next, the partial node set straight line distance calculation unit 214 calculates a straight line cost L p when the start point node s and the end point node d are connected by a geospatial line (step S202).

次に、制約条件決定部215は、近似式妥当性判定部213により出力された第一近似式f妥当性が「妥当」であるか否かを判定する(ステップS203)。 Next, the constraint condition determination unit 215 determines whether or not the validity of the first approximate expression f 1 output by the approximate expression validity determination part 213 is “valid” (step S203).

ステップS203において、第一近似式f妥当性が「妥当」であると判定された場合、制約条件決定部215は、第一近似式fと遠回り許容量Rとをデータ記憶部400から取得する(ステップS204)。なお、第一近似式f及び遠回り許容量Rは、入力部100により入力され、データ記憶部400に記憶される。 If it is determined in step S203 that the validity of the first approximate expression f 1 is “valid”, the constraint condition determination unit 215 acquires the first approximate expression f 1 and the permitted roundabout amount R from the data storage unit 400. (Step S204). Note that the first approximate expression f 1 and the permitted roundabout R are input by the input unit 100 and stored in the data storage unit 400.

次に、制約条件決定部215は、第一近似式fによる近似値をLとして、L=f(L)とする(ステップS205)。 Next, the constraint condition determination unit 215 sets L = f 1 (L p ), where L is the approximate value based on the first approximate expression f 1 (step S205).

一方、ステップS203において、第一近似式f妥当性が「妥当」でないと判定された場合、制約条件決定部215は、第二近似式fと遠回り許容量Rとをデータ記憶部400から取得する(ステップS206)。なお、第一近似式f及び遠回り許容量Rは、入力部100により入力され、データ記憶部400に記憶される。 On the other hand, when it is determined in step S203 that the validity of the first approximate expression f 1 is not “valid”, the constraint condition determination unit 215 obtains the second approximate expression f 2 and the permitted detour amount R from the data storage unit 400. Obtain (step S206). Incidentally, the first approximation formula f 2 and circuitous allowance R is input by the input unit 100, is stored in the data storage unit 400.

次に、制約条件決定部215は、第二近似式fによる近似値をLとして、L=f(L)とする(ステップS207)。 Next, the constraint condition determination unit 215 sets L = f 2 (L p ), where L is an approximate value based on the second approximate expression f 2 (step S207).

ステップS205又はステップS207に続いて、制約条件決定部215は、コスト制約条件Cを、C=L+Rとして、経路探索処理部220に出力する(ステップS208)。このように、制約条件決定部215は、第一近似式fが妥当である場合には、第一近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定する。一方で、制約条件決定部215は、第一近似式fが妥当でない場合には、第二近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定する。 Subsequent to step S205 or step S207, the constraint condition determination unit 215 outputs the cost constraint condition C to the route search processing unit 220 as C = L + R (step S208). As described above, the constraint condition determination unit 215 determines the cost constraint condition C using the first approximate expression f 1 when the first approximate expression f 1 is valid. On the other hand, the constraint condition determination unit 215 determines the cost constraint condition C using the second approximate expression f 2 when the first approximate expression f 1 is not valid.

<コスト制約条件Cの決定処理の他の例>
ここで、上記の図7のコスト制約条件Cの決定処理では、第一近似式fが妥当でない場合には、一律に、第二近似式fを用いたコスト制約条件Cを決定した。すなわち、第一近似式fが妥当でない場合には、全ての部分探索領域における部分経路の探索で第二近似式fにより決定されたコスト制約条件Cが用いられる。
<Another example of processing for determining cost constraint condition C>
Here, in the process of determining the cost constraint condition C in FIG. 7 described above, when the first approximate expression f 1 is not valid, the cost constraint condition C using the second approximate expression f 2 is uniformly determined. That is, when the first approximation formula f 1 is not valid, cost constraints C as determined by the second approximation formula f 2 in the search of the partial path in all partial search region is used.

しかしながら、例えば、第一近似式fが妥当でない場合であっても、ある部分探索領域において遠回りが発生しないことが事前にわかっているようなときには、当該部分探索領域における部分経路の探索には、第一近似式fにより決定されたコスト制約条件Cを用いても良いと考えられる。 However, for example, even when the first approximate expression f 1 is not valid, when it is known in advance that no detour occurs in a partial search area, the search for a partial path in the partial search area is not performed. It is considered that the cost constraint condition C determined by the first approximate expression f 1 may be used.

したがって、以降では、第一近似式fが妥当でない場合に、部分探索領域が、遠回りが発生する「遠回り発生領域」であるか否かを判定した上で、コスト制約条件Cの決定に第一近似式f又は第二近似式fのいずれを用いるかを判定する処理について、図8を参照しながら説明する。図8は、本発明の実施の形態におけるコスト制約条件Cの決定処理の他の例を示すフローチャートである。なお、図8のステップS201〜ステップS205の処理は、図7と同様であるため、その説明を省略する。 Therefore, hereinafter, when the first approximate expression f 1 is not valid, it is determined whether the partial search area is a “detour generation area” in which a detour occurs, and then the cost constraint condition C is determined. A process for determining which one of the approximate expression f 1 and the second approximate expression f 2 is used will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing another example of the process for determining the cost constraint condition C according to the embodiment of the present invention. Note that the processing in steps S201 to S205 in FIG. 8 is the same as that in FIG.

ステップS203において、第一近似式f妥当性が「妥当」でないと判定された場合、制約条件決定部215は、部分探索領域が遠回り発生領域であるか否かを判定する(ステップS301)。部分探索領域が遠回り発生領域である否かは、例えば、入力部100が入力した追加情報を用いて、部分ノード組の周辺の領域で遠回りが発生するか否かを判定する。追加情報には、例えば、ネットワーク情報に含まれる属性情報が挙げられる。 In step S203, if the first approximation formula f 1 validity is determined not "valid", the constraint condition determining unit 215, partial search region is determined whether a detour generation region (step S301). Whether or not the partial search area is a detour generation area is determined by using, for example, additional information input by the input unit 100 to determine whether or not a detour occurs in an area around the partial node set. The additional information includes, for example, attribute information included in the network information.

一般的に、電力網、水道網、通信網等のインフラのネットワーク情報では、ネットワークに含まれるノード(マンホールや電柱等)やリンク(ノードを結ぶ管路、とう道、架空ケーブル、パイプ等。エッジとも称される。)がどのような地理的状況にあるか等を示す属性情報が含まれる。属性情報の具体例としては、例えば、地上からの高さ、地表面からの深さ、河川付近であるか否か、市街地であるか否か、山間部であるか否か等が挙げられる。   In general, in the network information of infrastructure such as a power network, a water network, and a communication network, nodes (manholes, utility poles, etc.) and links (pipes connecting the nodes, paths, overhead cables, pipes, etc.) Attribute information indicating what kind of geographical situation is present). Specific examples of the attribute information include, for example, the height from the ground, the depth from the ground surface, whether it is near a river, whether it is an urban area, whether it is a mountain area, or the like.

制約条件決定部215は、上記の属性情報に基づいて、部分ノード組の周辺の領域がどの程度山間部や河川に属するかを算出し、その割合により当該部分探索領域が遠回り発生領域であるか否かを判定すれば良い。   Based on the attribute information described above, the constraint condition determination unit 215 calculates how much the area around the partial node set belongs to a mountainous area or a river, and whether the partial search area is a detour generation area based on the ratio What is necessary is just to determine.

また、制約条件決定部215は、追加情報として、地図情報を用いて、部分ノード組の周辺の領域に山間部や河川がどの程度の面積を占めるかを算出し、その割合により当該部分探索領域が遠回り発生領域であるか否かを判定しても良い。   Further, the constraint condition determination unit 215 uses the map information as additional information to calculate how much area the mountainous area or river occupies in the area around the partial node set, and the partial search area based on the ratio It may be determined whether or not is a detour generation region.

上記以外にも、制約条件決定部215は、例えば、以下の(1)〜(7)に示す方法を用いて、部分探索領域が遠回り発生領域であるか否かを判定しても良い。   In addition to the above, the constraint condition determination unit 215 may determine whether or not the partial search region is a detour generation region, for example, using the methods shown in the following (1) to (7).

(1)地理情報、地図情報、国土数値情報等を用いて、部分探索領域において、山間部や森林(広葉樹林、針葉樹林、竹林等)が占める割合がT%以上である場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、Tは任意の値である。   (1) Using geographical information, map information, national land numerical information, etc., if the proportion of mountainous areas and forests (broadleaf forest, coniferous forest, bamboo forest, etc.) in the partial search area is T% or more, the partial search It is determined that the area is a circuitous generation area. Here, T is an arbitrary value.

(2)地理情報、地図情報、国土数値情報等を用いて、部分探索領域において、河川部や水域が占める割合がT%以上である場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、Tは任意の値である。   (2) Using the geographical information, map information, national land numerical information, etc., if the ratio of the river part or the water area in the partial search area is equal to or greater than T%, the partial search area is determined to be the circumvention area. . Here, T is an arbitrary value.

(3)地理情報、地図情報、国土数値情報等を用いて、部分探索領域において、傾斜角がD度以上となっている領域の面積がT%以上である場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、D及びTは任意の値である。   (3) Using the geographic information, map information, national land numerical information, etc., when the area of the area where the inclination angle is D degrees or more is T% or more in the partial search area, the partial search area is generated by a detour. It is determined that the area. Here, D and T are arbitrary values.

(4)部分探索領域に含まれるノードのT%以上が山間部又は水域に属する場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、Tは任意の値である。   (4) When T% or more of the nodes included in the partial search area belong to a mountainous area or a water area, it is determined that the partial search area is a roundabout generation area. Here, T is an arbitrary value.

(5)部分探索領域に含まれるリンクのT%以上が山間部又は水域に属する場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、Tは任意の値である。   (5) When T% or more of the links included in the partial search area belong to a mountainous area or a water area, it is determined that the partial search area is a detour generation area. Here, T is an arbitrary value.

(6)部分探索領域に含まれるノード及びリンクのT%以上が山間部又は水域に属する場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、Tは任意の値である。   (6) When T% or more of the nodes and links included in the partial search area belong to a mountainous area or a water area, it is determined that the partial search area is a roundabout generation area. Here, T is an arbitrary value.

(7)上記の(1)〜(6)の方法による判定結果のうち、N以上の方法で遠回り発生領域であると判定された場合、当該部分探索領域を遠回り発生領域であると判定する。ここで、Nは任意の値である。   (7) Among the determination results obtained by the above methods (1) to (6), if it is determined that the region is a circuitous route generation region by N or more methods, the partial search region is determined to be a circuitous region generation region. Here, N is an arbitrary value.

ステップS301において、部分探索領域が遠回り発生領域であると判定された場合、制約条件決定部215は、第二近似式fと遠回り許容量Rとをデータ記憶部400から取得する(ステップS302)。 In step S301, if the partial search region is determined to be a circuitous generation region, the constraint condition determining unit 215 obtains a second approximation formula f 2 and circuitous allowable amount R from the data storage unit 400 (Step S302) .

次に、制約条件決定部215は、第二近似式fによる近似値をLとして、L=f(L)とする(ステップS303)。 Next, the constraint condition determination unit 215 sets L = f 2 (L p ), where L is an approximate value based on the second approximate expression f 2 (step S303).

一方、ステップS301において、部分探索領域が遠回り発生領域でないと判定された場合、制約条件決定部215は、第一近似式fと遠回り許容量Rとをデータ記憶部400から取得する(ステップS304)。 On the other hand, in step S301, if the partial search region is determined not to be circuitous generation region, the constraint condition determining unit 215 obtains a first approximation formula f 1 and circuitous allowable amount R from the data storage unit 400 (step S304 ).

次に、制約条件決定部215は、第一近似式fによる近似値をLとして、L=f(L)とする(ステップS305)。 Next, the constraint condition determination unit 215 sets L = f 1 (L p ), where L is an approximate value based on the first approximate expression f 1 (step S305).

ステップS205、ステップS303、又はステップS305に続いて、制約条件決定部215は、コスト制約条件Cを、C=L+Rとして、経路探索処理部220に出力する(ステップS306)。このように、制約条件決定部215は、第一近似式fが妥当でない場合であっても、部分探索領域が遠回り発生領域でないときには、第一近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定する。一方で、制約条件決定部215は、第一近似式fが妥当でなく、かつ、部分探索領域が遠回り発生領域である場合には、第二近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定する。 Subsequent to step S205, step S303, or step S305, the constraint condition determination unit 215 outputs the cost constraint condition C to the route search processing unit 220 as C = L + R (step S306). Thus, even if the first approximate expression f 1 is not valid, the constraint condition determination unit 215 determines the cost constraint condition C using the first approximate expression f 1 when the partial search region is not a circuitous generation region. decide. On the other hand, the constraint condition determination unit 215 determines the cost constraint condition C using the second approximate expression f 2 when the first approximate expression f 1 is not valid and the partial search area is a detour generation area. decide.

<コスト制約条件C>
ここで、上記の図6又は図7のコスト制約条件の決定処理で決定されるコスト制約条件C(すなわち、制約条件決定処理部210により決定されるコスト制約条件C)について、図9を参照しながら説明する。図9は、制約条件決定処理部210により決定されるコスト制約条件を説明する図である。
<Cost constraint C>
Here, with respect to the cost constraint condition C determined in the cost constraint condition determination process of FIG. 6 or FIG. 7 (that is, the cost constraint condition C determined by the constraint condition determination processing unit 210), refer to FIG. While explaining. FIG. 9 is a diagram for explaining cost constraint conditions determined by the constraint condition determination processing unit 210.

コスト制約条件Cが大きすぎると必要以上に遠回りする部分経路(部分問題の解)が算出されたり、探索に時間が掛かったり一方で、コスト制約条件Cが小さすぎると探索が打ち切られ、部分経路が算出されない場合がある。   If the cost constraint condition C is too large, a partial path (solution of the partial problem) that goes around more than necessary is calculated, or the search takes time. On the other hand, if the cost constraint condition C is too small, the search is terminated, and the partial path May not be calculated.

すなわち、図9に示すように、コスト制約条件Cが0以上、最小コストL未満である場合には、部分問題の解が得られない(すなわち、部分経路を探索することができない)。したがって、最小コストLは、コスト制約条件Cの下限値となる。 That is, as shown in FIG. 9, the cost constraints C is 0 or more, when it is less than the minimum cost L c is not obtained solution subproblem (i.e., it is impossible to search the partial path). Therefore, the minimum cost L c is a lower limit value of the cost constraint condition C.

本発明の実施の形態では、第一近似式fをf(L)=A×L+B、第一近似式fをf(L)=A×L+Rで定義することにより、近似値Lは、Lを下回らないようにすることができる。 In the embodiment of the present invention, the first approximate expression f 1 is defined as f 1 (L p ) = A × L p + B, and the first approximate expression f 2 is defined as f 2 (L p ) = A × L p + R c . by approximate value L may be so as not to fall below the L c.

また、本発明の実施の形態では、近似値Lに対して遠回り許容量Rを加算した値をコスト制約条件Cとすることで、二次災害エリアを迂回するために、ある程度の遠回りを許容したコスト制約条件Cを決定することができる。   In the embodiment of the present invention, the value obtained by adding the allowable roundabout amount R to the approximate value L is set as the cost constraint condition C, so that a certain degree of roundabout is permitted in order to bypass the secondary disaster area. Cost constraint condition C can be determined.

しかも、このようなコスト制約条件Cを決定するにあたり、本発明の実施の形態では、始点ノードSと終点ノードDとの間で最短経路の探索を1回のみ行う(図6のステップS102)。言い換えれば、部分ノード組に含まれる始点ノードsと終点ノードdとの間では最短経路の探索は行わない。したがって、本発明の実施の形態によれば、仮に部分問題数が膨大であっても、少ない計算量でコスト制約条件Cを決定することができる。   Moreover, in determining the cost constraint condition C, in the embodiment of the present invention, the search for the shortest path is performed only once between the start node S and the end node D (step S102 in FIG. 6). In other words, the search for the shortest path is not performed between the start node s and the end node d included in the partial node set. Therefore, according to the embodiment of the present invention, even if the number of partial problems is enormous, the cost constraint condition C can be determined with a small amount of calculation.

<経路探索処理>
次に、始点ノードSから終点ノードDまでの経路を、部分問題による部分経路の算出した上で、これらの部分経路を組み合わせることにより作成する場合の処理について、図10を参照しながら説明する。図10は、本発明の実施の形態における経路探索処理の一例を示すフローチャートである。
<Route search process>
Next, a process for creating a route from the start point node S to the end point node D by calculating a partial route due to a partial problem and combining these partial routes will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing an example of route search processing according to the embodiment of the present invention.

まず、入力部100は、探索対象に関する各種情報を入力する(ステップS401)。
すなわち、入力部100は、例えば、ネットワーク情報、始終点ノード情報、評価指標情報、優先度情報、第一近似式f、第二近似式f、安全係数F、及び遠回り許容量R等を入力する。
First, the input unit 100 inputs various types of information related to a search target (Step S401).
That is, the input unit 100 includes, for example, network information, start / end node information, evaluation index information, priority information, a first approximate expression f 1 , a second approximate expression f 2 , a safety coefficient F s , and a detour allowable amount R. Enter.

次に、経路探索処理部220は、始終点ノード情報に含まれる始点ノードS及び終点ノードDから、ネットワーク上に探索領域を定義する(ステップS402)。経路探索処理部220は、ネットワークにおいて、始点ノードSと終点ノードDとの間の任意の凸領域を探索領域とすれば良い。後述するように、探索領域に含まれる各部分探索領域内で部分問題が定義される。   Next, the route search processing unit 220 defines a search area on the network from the start point node S and the end point node D included in the start / end point node information (step S402). The route search processing unit 220 may set an arbitrary convex area between the start point node S and the end point node D as a search area in the network. As will be described later, a partial problem is defined in each partial search area included in the search area.

次に、制約条件決定処理部210は、図6の第一近似式fの妥当性判定処理を行う(ステップS403)。 Next, the constraint condition determination processing unit 210 performs the validity determination process in the first approximation formula f 1 in FIG. 6 (step S403).

次に、経路探索処理部220は、探索領域を1以上の部分探索領域(部分探索領域は、「メッシュ」とも表される。)に分割する(ステップS404)。部分探索領域の大きさは任意である。部分探索領域は、縦横可変長の格子状が好ましいが、これに限られるものではない。   Next, the route search processing unit 220 divides the search area into one or more partial search areas (the partial search area is also referred to as “mesh”) (step S404). The size of the partial search area is arbitrary. The partial search area is preferably a lattice shape with variable length and width, but is not limited to this.

次に、経路探索処理部220は、1以上のメッシュをひとつなぎに組み合わせた複数のメッシュ組を作成する(ステップS405)。メッシュの組み合わせは、経路探索及び計算効率の観点から、例えば、始点ノードSから終点ノードDに向かう方向に組み合わせることが好ましい。ただし、メッシュの組み合わせ方は、これに限られるものではない。また、メッシュ組を作成する数は、多いほど経路探索の精度が向上するため、始点ノードSから終点ノードDに向かう方向で組み合わせることができ得る全ての組み合わせのメッシュ組を作成することが好ましい。   Next, the route search processing unit 220 creates a plurality of mesh sets in which one or more meshes are combined into one (step S405). The mesh combinations are preferably combined in the direction from the start node S to the end node D, for example, from the viewpoint of route search and calculation efficiency. However, the method of combining meshes is not limited to this. Further, since the route search accuracy improves as the number of mesh sets is increased, it is preferable to create all combinations of mesh sets that can be combined in the direction from the start node S to the end node D.

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS405で作成された複数のメッシュ組から1つのメッシュ組を選択する(ステップS406)。   Next, the route search processing unit 220 selects one mesh set from the plurality of mesh sets created in step S405 (step S406).

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS406で選択されたメッシュ組から2つのメッシュを選択して、選択した2つのメッシュを部分メッシュ組とする(ステップS407)。   Next, the route search processing unit 220 selects two meshes from the mesh set selected in step S406 described above, and sets the selected two meshes as partial mesh sets (step S407).

次に、経路探索処理部220は、部分メッシュ組のそれぞれのメッシュから1つずつノードを選択し、選択した2つのノードを部分ノード組とする(ステップS408)。部分ノード組は、制約条件決定処理部210に出力される。   Next, the route search processing unit 220 selects one node from each mesh of the partial mesh set, and sets the selected two nodes as the partial node set (step S408). The partial node set is output to the constraint condition determination processing unit 210.

次に、制約条件決定処理部210は、当該部分ノード組に対して、図7又は図8のコスト制約条件Cの決定処理を行う(ステップS409)。これにより、上記のステップS408で作成された部分ノード組毎にコスト制約条件Cが決定される。   Next, the constraint condition determination processing unit 210 performs the cost constraint condition C determination process of FIG. 7 or FIG. 8 for the partial node set (step S409). Thus, the cost constraint condition C is determined for each partial node set created in step S408.

次に、経路探索処理部220は、部分ノード組に含まれる始点ノードs及び終点ノードd間の経路(部分経路)を、多目的関数に応じた経路探索アルゴリズムにより探索する(ステップS410)。このとき、経路探索処理部220は、上記のステップS409で決定されたコスト制約条件Cを用いて経路探索を行う。   Next, the route search processing unit 220 searches for a route (partial route) between the start node s and the end node d included in the partial node set by a route search algorithm according to the multi-objective function (step S410). At this time, the route search processing unit 220 performs a route search using the cost constraint condition C determined in step S409.

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS407で選択された部分メッシュ組に含まれる全てのノードの組み合わせ(すなわち、部分メッシュ組に含まれる全ての部分ノード組)に対して経路探索を行ったか否かを判定する(ステップS411)。   Next, the route search processing unit 220 performs a route search for all node combinations included in the partial mesh set selected in step S407 (that is, all partial node sets included in the partial mesh set). It is determined whether or not it has been performed (step S411).

ステップS411において、部分メッシュ組に含まれる部分ノード組のうち、経路探索が行われていない部分ノード組が存在する場合、経路探索処理部220は、ステップS408に戻る。   In step S411, when there is a partial node set for which the route search is not performed among the partial node sets included in the partial mesh set, the route search processing unit 220 returns to step S408.

一方、ステップS411において、部分メッシュ組に含まれる全ての部分ノード組に対して経路探索が行われた場合、経路探索処理部220は、上記のステップS406で選択された全ての部分メッシュ組に対して経路探索を行ったか否かを判定する(ステップS412)。   On the other hand, when the route search is performed for all the partial node sets included in the partial mesh set in step S411, the route search processing unit 220 applies to all the partial mesh sets selected in the above step S406. It is then determined whether a route search has been performed (step S412).

ステップS412において、メッシュ組に含まれる部分メッシュ組のうち、経路探索が行われていない部分メッシュ組が存在する場合、経路探索処理部220は、ステップS407に戻る。   In step S412, when there is a partial mesh set for which a route search has not been performed among the partial mesh sets included in the mesh set, the route search processing unit 220 returns to step S407.

一方、ステップS412において、メッシュ組に含まれる全ての部分メッシュ組に対して経路探索が行われた場合、経路探索処理部220は、部分経路を組み合わせて、始点ノードSから終点ノードDまでの経路の作成を実施する(ステップS413)。すなわち、経路探索処理部220は、あるメッシュ組に含まれる部分メッシュ組における部分経路を、隣り合う部分メッシュ組間で繋ぎ合わせることで、始点ノードSから終点ノードDまでの経路を作成する。なお、部分経路を繋ぎ合わせても始点ノードSから終点ノードDまで到達できない場合もあり得る。この場合、始点ノードSから終点ノードDまでの経路は作成されない。   On the other hand, in step S412, when the route search is performed for all the partial mesh sets included in the mesh set, the route search processing unit 220 combines the partial routes to provide a route from the start node S to the end node D. Is created (step S413). That is, the route search processing unit 220 creates a route from the start point node S to the end point node D by connecting the partial routes in the partial mesh set included in a certain mesh set between adjacent partial mesh sets. Note that it may be impossible to reach the end node D from the start point node S even if the partial paths are connected. In this case, a route from the start node S to the end node D is not created.

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS405で作成された全てのメッシュ組で経路の作成を実施したか否かを判定する(ステップS414)。   Next, the route search processing unit 220 determines whether or not routes have been created for all mesh groups created in step S405 (step S414).

ステップS414において、複数のメッシュ組のうち、経路の作成が実施されていないメッシュ組が存在する場合、経路探索処理部220は、ステップS406に戻る。   In step S414, when there is a mesh set for which a route has not been created among the plurality of mesh sets, the route search processing unit 220 returns to step S406.

一方、全てのメッシュ組で経路の作成が実施された場合、出力部300は、経路探索処理部220により作成された経路を出力する(ステップS415)。このとき、出力部300は、例えば、1以上の評価指標(多目的関数値)に基づいて、例えば、評価指標が良い上記M件の経路のみを出力しても良い。   On the other hand, when a route is created for all mesh groups, the output unit 300 outputs the route created by the route search processing unit 220 (step S415). At this time, the output unit 300 may output, for example, only the M routes having good evaluation indexes based on one or more evaluation indexes (multipurpose function values), for example.

<探索領域の定義処理>
図10のステップS402で説明したように、経路探索処理部220は、始終点ノード情報に含まれる始点ノードS及び終点ノードDから、ネットワーク上に探索領域を定義する。この際、探索領域が大きくなるにつれて、当該探索領域に含まれるノード、リンク、及び部分探索領域の数が増加し、制約条件決定処理部210に入力される部分ノード組は、直線コストLが大きいものが多くなる。この結果、図11に示すように、異なる代表的な設備(すなわち、探索対象外の設備(例えばビル等))を起点とした設備群のノードが部分ノード組として選択され易くなる。このため、第一近似式f、第二近似式fの近似精度が劣化してしまう場合がある。
<Search area definition processing>
As described in step S402 of FIG. 10, the route search processing unit 220 defines a search area on the network from the start point node S and the end point node D included in the start / end point node information. At this time, as the search area increases, the number of nodes, links, and partial search areas included in the search area increases, and the partial node set input to the constraint condition determination processing unit 210 has a linear cost L p. Bigger things are more. As a result, as shown in FIG. 11, a node of a facility group starting from a different representative facility (that is, a facility not to be searched (for example, a building)) is easily selected as a partial node set. For this reason, the approximation accuracy of the first approximate expression f 1 and the second approximate expression f 2 may deteriorate.

一方で、探索領域が小さくなるにつれて、部分ノード組の始点ノードsから終点ノードdに至る経路の数が減少し、災害に強い経路を発見できなくなる場合がある。   On the other hand, as the search area becomes smaller, the number of routes from the start node s to the end node d of the partial node set decreases, and it may be impossible to find a route that is resistant to disaster.

したがって、経路探索の精度を向上させるためには、適切な大きさの探索領域を定義する必要がある。そこで、このような適切な大きさの探索領域を定義する処理について、図12を参照しながら説明する。図12は、本発明の実施の形態における探索領域の定義処理の一例を示すフローチャートである。   Therefore, in order to improve the accuracy of the route search, it is necessary to define a search area of an appropriate size. A process for defining a search area having such an appropriate size will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing an example of search area definition processing according to the embodiment of the present invention.

まず、経路探索処理部220は、始点ノードSと終点ノードDとの間で最短経路となる経路を探索する(ステップS501)。   First, the route search processing unit 220 searches for a route that is the shortest route between the start point node S and the end point node D (step S501).

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS501で探索された最短経路が通過する全てのノードと、始点ノードS及び終点ノードDを結ぶ直線SDとの距離(当該ノードから直線SDへの垂線の長さを示す垂線距離)をそれぞれ算出する(ステップS502)。   Next, the route search processing unit 220 determines the distance between all the nodes through which the shortest route searched in step S501 passes and the straight line SD connecting the start point node S and the end point node D (from the node to the straight line SD). A perpendicular distance indicating the length of the perpendicular is calculated (step S502).

例えば、図13に示すように、始点ノードSから終点ノードDへの最短経路が通過するノードが「ノード1」〜「ノード7」であるとする。この場合、経路探索処理部220は、ノード1から直線SDへの垂線距離1を算出する。同様に、経路探索処理部220は、ノード2から直線SDへの垂線距離2を算出する。以降も同様に、経路探索処理部220は、ノード3〜ノード7について、直線SDへの垂線距離3〜垂線距離7をそれぞれ算出する。   For example, as shown in FIG. 13, it is assumed that the nodes through which the shortest path from the start node S to the end node D passes are “node 1” to “node 7”. In this case, the route search processing unit 220 calculates a perpendicular distance 1 from the node 1 to the straight line SD. Similarly, the route search processing unit 220 calculates a perpendicular distance 2 from the node 2 to the straight line SD. Similarly, the route search processing unit 220 calculates a perpendicular distance 3 to a perpendicular distance 7 to the straight line SD for each of the nodes 3 to 7.

次に、経路探索処理部220は、直線SDの両側で垂線距離が最も大きい2つのノードと、始点ノードSと、終点ノードDとを含む最小の矩形領域を算出する(ステップS503)。   Next, the route search processing unit 220 calculates the minimum rectangular area including the two nodes having the longest perpendicular distance on both sides of the straight line SD, the start point node S, and the end point node D (step S503).

例えば、図13に示すように、直線SDの一方の側における各垂線距離のうち、最大の垂線距離は、「垂線距離5」である。また、直線SDの他方の側における各垂線距離のうち、最大の垂線距離は、「垂線距離1」である。したがって、図14に示すように、経路探索処理部220は、ノード1と、ノード5と、始点ノードSと、終点ノードDとを含む最小の矩形領域を算出する。   For example, as shown in FIG. 13, the maximum perpendicular distance among the perpendicular distances on one side of the straight line SD is “perpendicular distance 5”. The maximum perpendicular distance among the perpendicular distances on the other side of the straight line SD is “perpendicular distance 1”. Therefore, as illustrated in FIG. 14, the route search processing unit 220 calculates a minimum rectangular area including the node 1, the node 5, the start point node S, and the end point node D.

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS503で算出した矩形領域について、メッシュ(部分探索領域)の整数倍となるように、当該矩形領域の辺の長さを切り上げる補正を行う(ステップS504)。   Next, the route search processing unit 220 performs correction for rounding up the length of the side of the rectangular area so that the rectangular area calculated in step S503 is an integral multiple of the mesh (partial search area) (step S503). S504).

すなわち、経路探索処理部220は、図15に示すように、矩形領域の各辺のうち、直線SDと垂直な2辺の長さについて、メッシュサイズの整数倍となるように、当該2辺の長さを切り上げる補正を行う。   That is, as shown in FIG. 15, the route search processing unit 220 sets the lengths of the two sides of the sides of the rectangular area so that the length of two sides perpendicular to the straight line SD is an integral multiple of the mesh size. Perform correction to round up the length.

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS504で補正された矩形領域について、マージンMを追加する補正を行う(ステップS505)。   Next, the route search processing unit 220 performs correction for adding a margin M to the rectangular region corrected in step S504 (step S505).

すなわち、経路探索処理部220は、図16に示すように、矩形領域の各辺のうち、直線SDと垂直な2辺の長さについて、予め決められたマージンMを追加する補正を行う。なお、マージンMとしては、メッシュサイズの整数倍であることが好ましい。   That is, as shown in FIG. 16, the route search processing unit 220 performs correction by adding a predetermined margin M for the length of two sides perpendicular to the straight line SD among the sides of the rectangular area. The margin M is preferably an integer multiple of the mesh size.

次に、経路探索処理部220は、上記のステップS505で補正された矩形領域を探索領域と定義する(ステップS506)。これにより、図10のステップS403以降の処理では、上記のステップS506で定義された探索領域を用いて処理が実行される。   Next, the route search processing unit 220 defines the rectangular area corrected in step S505 as a search area (step S506). Thereby, in the process after step S403 of FIG. 10, the process is executed using the search area defined in step S506.

なお、図10のステップS402において上記のステップS501〜ステップS506の処理が実行された場合には、図10のステップS403の処理(第一近似式の妥当性判定処理)を実行せずに、ステップS404以降の処理が実行されても良い。この場合、ステップS409の処理(コスト制約条件の決定処理)では、常に第一近似式fを用いてコスト制約条件Cを決定すれば良い。 In addition, when the process of said step S501-step S506 is performed in step S402 of FIG. 10, step S403 of FIG. 10 (the validity determination process of a 1st approximation formula) is not performed, but step The processing after S404 may be executed. In this case, the process of step S409 (processing for determining the cost constraints), always using the first approximation formula f 1 may be determined cost constraints C.

また、図12では、矩形領域の辺の長さを切り上げる補正と、マージンMを追加する補正との両方を実施する場合について説明したが、これに限られない。これらの補正はいずれか一方のみが行われても良い。また、これら両方の補正が行われなくても良い。   In FIG. 12, a case has been described in which both the correction for rounding up the side length of the rectangular area and the correction for adding the margin M are performed, but the present invention is not limited to this. Only one of these corrections may be performed. Further, both of these corrections may not be performed.

<まとめ>
以上のように、本発明の実施の形態における経路探索装置10は、1以上の評価指標を持つ部分問題から得られる部分経路を組み合わせた経路を抽出する場合に、当該部分経路を算出するための部分問題に用いるコスト制約条件Cを決定することができる。しかも、本発明の実施の形態における経路探索装置10は、始点ノードSと終点ノードDとの間の最短経路の探索を1回のみ行うことで、部分問題毎のコスト制約条件Cを決定することができる。したがって、例えば、部分問題の数が膨大となるような場合であっても、実用的な時間内でコスト制約条件Cを決定することができる。
<Summary>
As described above, the route search device 10 according to the embodiment of the present invention calculates a partial route when a route obtained by combining partial routes obtained from a partial problem having one or more evaluation indexes is extracted. The cost constraint condition C used for the subproblem can be determined. In addition, the route search device 10 according to the embodiment of the present invention determines the cost constraint condition C for each subproblem by performing the shortest route search between the start node S and the end node D only once. Can do. Therefore, for example, even when the number of partial problems is enormous, the cost constraint condition C can be determined within a practical time.

本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   The present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

10 経路探索装置
100 入力部
200 演算部
210 制約条件決定処理部
211 最短経路型経路探索部
212 コスト算出部
213 近似式妥当性判定部
214 部分ノード組直線距離算出部
215 制約条件決定部
220 経路探索処理部
300 出力部
400 データ記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Path | route search apparatus 100 Input part 200 Operation part 210 Constraint condition determination process part 211 Shortest path | route type route | root search part 212 Cost calculation part 213 Approximate expression validity determination part 214 Partial node set linear distance calculation part 215 Constraint condition determination part 220 Path search Processing unit 300 Output unit 400 Data storage unit

Claims (10)

ネットワークにおける始点ノードから終点ノードまでの最短経路を探索する最短経路探索部と、
前記最短経路探索部により探索された前記最短経路の第1のコストと、前記始点ノードと前記終点ノードとを結ぶ直線の第2のコストとを算出するコスト算出部と、
前記コスト算出部により算出された前記第1のコストと前記第2のコストとに基づいて、所定の第1の近似式が妥当であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第1の近似式が妥当であると判定された場合、前記ネットワークに含まれる第1のノードと第2のノードとの間の経路を示す部分経路を探索するための部分問題であって、1以上の評価指標を持つ部分問題における制約条件を、前記第1の近似式を用いて決定する決定部と、
を有する経路探索装置。
A shortest path search unit that searches for a shortest path from a start node to an end node in the network;
A cost calculation unit that calculates a first cost of the shortest route searched by the shortest route search unit and a second cost of a straight line connecting the start point node and the end point node;
A determination unit that determines whether or not a predetermined first approximate expression is appropriate based on the first cost and the second cost calculated by the cost calculation unit;
A partial problem for searching for a partial path indicating a path between the first node and the second node included in the network when the determination unit determines that the first approximate expression is valid. A determination unit that determines a constraint condition in a subproblem having one or more evaluation indices using the first approximate expression;
A route search device having
前記決定部により決定された前記制約条件を用いた前記部分問題を解くことで前記部分経路を探索する部分経路探索部と、
前記部分経路探索部により探索された前記部分経路を組み合わせることで、前記始点ノードから前記終点ノードまでの経路を探索する経路探索部と、
を有する請求項1に記載の経路探索装置。
A partial route search unit that searches for the partial route by solving the partial problem using the constraint condition determined by the determination unit;
A route search unit for searching for a route from the start node to the end node by combining the partial routes searched by the partial route search unit;
The route search device according to claim 1, comprising:
前記経路探索部は、
前記始点ノードと前記終点ノードとの間の最短経路上のノードと、前記始点ノード及び前記終点ノードを結ぶ直線との距離に基づいて、前記決定部による決定に用いられる探索領域を定義し、
前記決定部は、
前記経路探索部により定義された前記探索領域に含まれる前記第1のノードと前記第2のノードとの間の前記部分経路を探索するための前記制約条件を決定する、請求項2に記載の経路探索装置。
The route search unit
Based on the distance between a node on the shortest path between the start point node and the end point node and a straight line connecting the start point node and the end point node, a search region used for determination by the determination unit is defined,
The determination unit
3. The constraint condition for searching for the partial route between the first node and the second node included in the search area defined by the route search unit is determined according to claim 2. Route search device.
前記経路探索装置は、
前記経路探索部により前記探索領域を定義した場合、前記コスト算出部による前記第1のコスト及び前記第2のコストの算出と、前記判定部による前記第1の近似式が妥当であるか否かの判定とを行わず、
前記決定部は、
前記制約条件を前記第1の近似式を用いて決定する、請求項3に記載の経路探索装置。
The route search device
When the search area is defined by the route search unit, the calculation of the first cost and the second cost by the cost calculation unit and the first approximate expression by the determination unit are valid. Without judging
The determination unit
The route search device according to claim 3, wherein the constraint condition is determined using the first approximate expression.
前記決定部は、
前記制約条件を、前記第1のノードと前記第2のノードとの間の直線距離を前記第1の近似式で近似した値に、予め設定された所定の設定コストを加算することで決定する、請求項1乃至4の何れか一項に記載の経路探索装置。
The determination unit
The constraint condition is determined by adding a predetermined setting cost set in advance to a value obtained by approximating the linear distance between the first node and the second node by the first approximate expression. 5. The route search device according to any one of claims 1 to 4.
前記設定コストは、前記部分経路の探索において遠回りをした場合に許容されるコストである、請求項5に記載の経路探索装置。   The route search device according to claim 5, wherein the set cost is a cost that is allowed when a detour is made in the search for the partial route. 前記決定部は、
前記判定部により前記第1の近似式が妥当でないと判定された場合、前記部分問題における制約条件を、前記第1の近似式とは異なる所定の第2の近似式を用いて決定する、請求項1乃至6の何れか一項に記載の経路探索装置。
The determination unit
When the determination unit determines that the first approximate expression is not valid, a constraint condition in the partial problem is determined using a predetermined second approximate expression different from the first approximate expression. Item 7. The route search device according to any one of Items 1 to 6.
前記判定部は、
前記第2のコストを前記第1の近似式で近似した値から前記第1のコストを減算した値が、予め設定された基準値より大きいか否かを判定することで、前記第1の近似式が妥当であるか否かを判定する、請求項1乃至7の何れか一項に記載の経路探索装置。
The determination unit
By determining whether or not a value obtained by subtracting the first cost from a value obtained by approximating the second cost with the first approximate expression is greater than a preset reference value, the first approximation The route search device according to any one of claims 1 to 7, which determines whether or not an expression is valid.
ネットワークにおける始点ノードから終点ノードまでの最短経路を探索する最短経路探索手順と、
前記最短経路探索手順により探索された前記最短経路の第1のコストと、前記始点ノードと前記終点ノードとを結ぶ直線の第2のコストとを算出するコスト算出手順と、
前記コスト算出手順により算出された前記第1のコストと前記第2のコストとに基づいて、所定の第1の近似式が妥当であるか否かを判定する判定手順と、
前記判定手順により前記第1の近似式が妥当であると判定された場合、前記ネットワークに含まれる第1のノードと第2のノードとの間の経路を示す部分経路を探索するための部分問題であって、1以上の評価指標を持つ部分問題における制約条件を、前記第1の近似式を用いて決定する決定手順と、
をコンピュータが実行する経路探索方法。
A shortest path search procedure for searching for the shortest path from the start node to the end node in the network;
A cost calculation procedure for calculating a first cost of the shortest route searched by the shortest route search procedure and a second cost of a straight line connecting the start point node and the end point node;
A determination procedure for determining whether or not a predetermined first approximate expression is valid based on the first cost and the second cost calculated by the cost calculation procedure;
A partial problem for searching for a partial route indicating a route between the first node and the second node included in the network when the first approximate expression is determined to be valid by the determination procedure. A determination procedure for determining a constraint condition in a subproblem having one or more evaluation indices using the first approximate expression;
Route search method in which the computer executes.
ネットワークにおける始点ノードから終点ノードまでの最短経路を探索する最短経路探索手順と、
前記最短経路探索手順により探索された前記最短経路の第1のコストと、前記始点ノードと前記終点ノードとを結ぶ直線の第2のコストとを算出するコスト算出手順と、
前記コスト算出手順により算出された前記第1のコストと前記第2のコストとに基づいて、所定の第1の近似式が妥当であるか否かを判定する判定手順と、
前記判定手順により前記第1の近似式が妥当であると判定された場合、前記ネットワークに含まれる第1のノードと第2のノードとの間の経路を示す部分経路を探索するための部分問題であって、1以上の評価指標を持つ部分問題における制約条件を、前記第1の近似式を用いて決定する決定手順と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
A shortest path search procedure for searching for the shortest path from the start node to the end node in the network;
A cost calculation procedure for calculating a first cost of the shortest route searched by the shortest route search procedure and a second cost of a straight line connecting the start point node and the end point node;
A determination procedure for determining whether or not a predetermined first approximate expression is valid based on the first cost and the second cost calculated by the cost calculation procedure;
A partial problem for searching for a partial route indicating a route between the first node and the second node included in the network when the first approximate expression is determined to be valid by the determination procedure. A determination procedure for determining a constraint condition in a subproblem having one or more evaluation indices using the first approximate expression;
A program that causes a computer to execute.
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