基于cpu和mic協同計算的最短路徑規劃并行化方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于CPU和MIC協同計算的最短路徑規劃并行化方法，包括下述步驟：S1、全網節點最短路徑規劃并行化設計；S2、CPU與MIC控制線程，針對每一個計算設備創建一個pthread線程；S3、CPU與MIC之間任務包調度，采用動態的任務分發模式來分發CPU與MIC之間的任務包；S4、完成所有節點計算，控制線程退出。本發明充分利用了CPU與MIC協作的優勢，同時利用CPU與MIC的多線程并行計算來加速大型路網的全網節點路徑規劃過程。同時本發明提出了CPU與MIC之間計算任務的動態分配方式，通過動態任務分配的方式，使相應的程序能最佳適應不同計算能力配比的CPU/MIC設備，使之能以最佳的比例分配計算任務，達到最佳協作的效率。
【專利說明】基于CPU和MIC協同計算的最短路徑規劃并行化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及路徑規劃研究領域，特別涉及一種基于CPU和MIC協同計算的最短路 徑規劃并行化方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國內城市化的發展，城市道路縱橫交錯，路網也變得非常的復雜，對于在城市 出行的人們來說，如何能快速獲取路程起點和終點的最短路徑成為其迫切的需求。同時由 于通信技術、全球定位技術以及路網數據信息化的不斷發展，為人們的出行電子化導航提 供了基本的必要條件。目前地圖導航行業使用的最短路徑規劃算法多是基于Dijkstra或 是其改進版，相應的時間復雜度為〇(N2)或者O(NlogN)。當規劃的節點數N增長到成千上 萬時，同時還要相應有大量的路徑規劃請求，實時的線上規劃變得不可實施了。所以一般最 短路徑規劃多采用線下的規劃預處理出所有節點之間的最短路徑，當有用戶請求時直接查 詢相應的最短路徑。
[0003] 在線下最短路徑預處理過程中，當路網數據之中新增或者刪減一個節點或者一 條線路時，都要重新計算全網的最短路徑列表。以四維地圖出品2013年的廣州市地圖為 例，其路口數目達到了 90000,道路數目達到了 120000。根據我們實際測試每次更新全網 節點的最小路徑數據單線程計算大約需要5天的時間，同時對于該數量規模的全網節點之 間的最短路徑結果大小約為72GB。針對路徑規劃的時間效率的問題，王亞文等[一種動態 搜索區域的最短路徑規劃算法，計算機應用研究，2007]從限制每次動態規劃的區域入手， 通過縮小路徑規劃的范圍來實現。不過該種方法只能針對線上實時的路徑規劃實施。對 于線下的全網路徑規劃，不能通過限制區域實現。同樣劉曉軍等（海量道路數據下的最短 路徑規劃效率，計算機系統應用，2010)也是通過估價函數快速過濾無效點和路段，折線簡 化等方法來實現線上實時路徑規劃。根據專利文獻檢索，
【發明者】宋海娜, 華誠, 周曉輝, 劉逍, 江蓉, 周津羽, 范昭倫 申請人:海華電子企業(中國)有限公司, 西安郵電大學