Diplomov

1
Diplomová práce

• Aplikace pro plánování rozvozu zboží

Vedoucí práce ing Jan Ružicka, Ph.
D. Vypracoval Petr Fuks Studijní obor
geoinformatika Studijní skupina G562,
5.rocník Školní rok 2004/2005
2
Úkoly

• Nastudujte algoritmy prohledávání síte
• Použijte poznatky z teorie grafu
• Pripravte data a aplikaci (využijte stávající)
  pro automatizovaný import do struktur vhodných
  pro vyhledávání v silnicní síti
• Vytvorte aplikaci, která na základe udání polohy
  zákazníka (zákazníku) navrhne trasu rozvozu zboží
  (s možnou nakládkou v meziskladech a pobockách
  firmy).

3
Teorie grafu

• Graf je usporádaná dvojice G (V,E) kde V je
  množina vrcholu a E je množina hran množina
  vybraných dvouprvkových podmnožin množiny vrcholu

• Silnicní sít
• souvislý,orientovaný, ohodnocený multigraf
• Rozsah silnicní síte CR graf 22126 vrcholu a
  30490 hran ( viz. silnicní databanka RSD ze dne
  1.7.2004)

4
Algoritmy pro hledání nejkratší cesty

• Problémem hledání cesty (pathfinding) se rozumí
• úloha nalezení podle daných kritérií nejvhodnejší
  
• cesty z místa A do místa B v mape.
• Príklady algoritmu
• Prohledávání do šírky
• Prohledávání do hloubky
• Dijkstruv algoritmus
• Prohledávání ciste podle heuristiky
• Dijkstruv algoritmus s heuristikou

5
Problém obchodního cestujícího

• Je dáno m mest. Nekterá mesta jsou propojena
  silnicemi, délka silnic je známa. Úkolem
  obchodního cestujícího je navštívit všechna mesta
  a vrátit se do výchozího mesta. Naleznete takovou
  cestu (permutaci mest), aby délka uražené cesty
  byla co nejmenší.
• Príklady rešení
• Nalezení nejkratší permutace ze všech permutací
  pri vetším poctu mest výpocetne nárocné
• Neuronová sít (Hopfieldova sít)
• Genetické algoritmy napodobení systému
  biologické evoluce

6
Princip hledání cesty
7
O3
5
Z1
Start
4
6
O2
6
Z3
5
3
4
5
Z2
O1
5
O4
7
Princip hledání cestyvypocet nejkratších cest
15
Z1
Start
12
15
9
Z3
12
9
Z2
8
Princip hledání cestyproblém obchodního
cestujícího
4.
Z1
Start
3.
Z3
1.
2.
Z2
9
Princip hledání cestyvytvorení cesty v grafu
silnicní síte
Z1
O3
Start
O2
Z3
Z2
O1
O4
10
Data

• Požadavky
• vektorová mapa silnicní síte CR
• dostupnost dat
• Možné zdroje dat
• ArcCR 500
• T-mapy Silnicní sít CR 1 50 000
• DMÚ 25
• silnicní databanka RSD - ZDARMA

11
Graf (projekt JGraphT)

• JGraphT - Open source projekt implementující
  objekty a algoritmy Teorie grafu
• knihovna JGraphT
• optimalizována pro vytvárení datových a
  výpocetních modelu
• obsahuje obecne popsané API funkce které lze
  dále rozširovat, modifikovat a specializovat
• je navržena pro práci s rozsáhlým grafem (v rádu
  milionu vrcholu a hran)

12
Vytvorení grafu

• Na základe atributu vrstvy úseku a tríd projektu
  JGraphT byl
• vytovoren graf silnicní síte

Úsek silnicní síte
Hrana grafu
1242 2,5
1242 m
B
B
Silnice II. trídy
A
A
5046 1,5
5046 m
D
D
Silnice I. trídy
C
C
5046 1,5
13
Vývoj GUI aplikace

• J2SE 1.4.2 JAVA Swing neobsahuje trídy pro
  práce s geodaty
• Projekt OpenMap pro vizualizaci nutná
  transformace dat ze souradnicového systému
  JTSK do WGS 84
• Projekt GeoTools lite obsahuje základní
  nastroje pro vizualizaci dat zamerené na
  publikaci dat webu
• JUMP open source aplikace pro práci
  s geodaty, kterou lze jednoduše rozširov
  at pomocí pluginu

14
Projekt JUMP

• Open source projekt jež vyvíjí snadno
  rozširitelné API
• funkce a grafického rozhraní pro prohlížení a
  manipulaci s
• prostorovými daty
• Je rozdelen na tri samostatné projekty
• The JUMP Unified Mapping Platform (JUMP)
• The JTS Topology Suite (JTS)
• The JCS Conflation Suite (JSC)

15
Tvorba plugin aplikace JUMP

• Seznámení se s možnostmi projektu JUMP
• Nastudování dokumentace
• Vyzkoušení tvorby jednoduchých pluginu
• Prepsání dosavadní aplikace do podoby
• pluginu

16
Vývoj pluginu - Nactení dat

• K nactení vstupních dat je využito existujícího
  pluginu LoadDataSet.

Layer úseky
ID
Feature Collection
Length
Orienation
Quality
17
Vývoj pluginu nalezení nejkratší cesty

• Vypoctení nejkratší spojení mezi zastávkami
  využití implemtace Dijkstrova algoritmu z
  projektu JGraphT
• Nalezení nejkratší permutace úloha obchodního
  cestujícho
• Rekonstrukce nalezené cesty prevedení nalezné
  cesty grafu na pouslopnost geoprvku
  reprezentující cestu v silnicní síti

18
Vývoj Pluginu - GUI
19
Vývoj Pluginu - GUI
20
Použité nástroje a technoligie

• Programovací jazyk Java J2SE v. 1.4.2
• Vývojové prostredí Borland JBuilder X
• Operacní systém Windows/Linux (Fedora 2)

21
Literatura

• http//www.rsd.cz
• http//www.tmapy.cz
• http//www.arcdata.cz
• http//www.cs.vsb.cz/ochodkova
• http//sourceforge.net/projects/geotools/
• http//pathlib.hildebrand.cz/doc/Referat/pathref.h
  tml
• http//www.sys-con.com/story/?storyid36224DE1
• http//www.aic.nrl.navy.mil/galist/src/
• http//sickboy.hyperlink.cz/ctufee/paa/tsp/ascii/t
  sp.html
• http//java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/
• http//www.cs.vsb.cz/hlineny/
• http//openmap.bbn.com/
• http//www.jump-project.org/
• http//jgap.sourceforge.net/

22

• Dekuji za pozornost