层次化割标签——扩展道路网络上的距离查询

回答任意两地间最短路径距离是道路网络中的基本问题。基于标签的解决方案是当前实现快速响应时间的最优方法，通常可分为基于枢纽的标签、基于公路的标签和树分解标签。基于枢纽和基于公路的标签利用道路网络的层次结构，旨在减小标签规模以提升查询效率。然而，这些方案在查询时仍会在距离标签上产生较大的搜索空间，尤其在道路网络规模较大时。树分解标签利用顶点层次结构来减少查询时距离标签上的搜索空间，但此类层次结构使用树分解技术生成，可能导致标签规模过大且查询缓慢。本文提出一种新颖方案——层次化割 2-hop 标签（HC2L），以解决现有工作的缺陷。我们的方案结合了两方面层次结构的优势——在预处理时减小距离标签规模，并进一步在查询时缩减距离标签上的搜索空间。其核心是提出一种新的层次结构——平衡树层次结构，它支持快速高效的数据结构，以减小距离标签规模并在查询时选择极小的标签子集来计算最短路径距离。为加速 HC2L 的构建过程，我们进一步提出了方法的并行变体 HC2L$^p$。我们在 10 个大型真实世界道路网络上通过大量实验评估了我们的方案。