一种用于计算城市水网中最短路径的降维策略
物理与社会
2019-12-02 v3 数据分析、统计与概率
摘要
在复杂网络中高效计算最短路径对于应对与关键基础设施相关的新挑战至关重要，例如近实时监测与控制以及大型系统的管理。特别地，利用配水网络（WDNs）中最短路径的信息可追踪污染物扩散并量化系统的韧性与关键性。这最终通过考虑依赖于流量或运行时其他可用信息的动态变化路径权重来处理。这些分析通常包含所有 WDN 资产，但以最小关键信息损失来降低高物理细节度。本文提出一种基于降维过程计算最短路径的策略。具体地，将网络划分为社区并适当修改以获得复杂度降低的表示（例如就节点和连边数量而言）。文中展示了这种新颖的简化表示在计算最短路径上等价于传统网络。所提方法以两个公用设施网络为案例研究进行了验证。结果显示，所提方法为最短路径提供了精确解，计算时间减少稳定超过 50%，某些情况下达 90%。此外，该方案在 WDNs 划分上的应用因近实时监测与控制而展现出水力与经济优势。
引用
@article{arxiv.1903.11710,
title = {A Dimensionality-Reduction Strategy to Compute Shortest Paths in Urban Water Networks},
author = {Carlo Giudicianni and Armando di Nardo and Gabriele Oliva and Antonio Scala and Manuel Herrera},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.11710},
year = {2019}
}
备注
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