基于cpu和mic协同计算的最短路径规划并行化方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于CPU和MIC协同计算的最短路径规划并行化方法，包括下述步骤：S1、全网节点最短路径规划并行化设计；S2、CPU与MIC控制线程，针对每一个计算设备创建一个pthread线程；S3、CPU与MIC之间任务包调度，采用动态的任务分发模式来分发CPU与MIC之间的任务包；S4、完成所有节点计算，控制线程退出。本发明充分利用了CPU与MIC协作的优势，同时利用CPU与MIC的多线程并行计算来加速大型路网的全网节点路径规划过程。同时本发明提出了CPU与MIC之间计算任务的动态分配方式，通过动态任务分配的方式，使相应的程序能最佳适应不同计算能力配比的CPU/MIC设备，使之能以最佳的比例分配计算任务，达到最佳协作的效率。
【专利说明】基于CPU和MIC协同计算的最短路径规划并行化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及路径规划研究领域，特别涉及一种基于CPU和MIC协同计算的最短路 径规划并行化方法。
【背景技术】
[0002] 随着国内城市化的发展，城市道路纵横交错，路网也变得非常的复杂，对于在城市 出行的人们来说，如何能快速获取路程起点和终点的最短路径成为其迫切的需求。同时由 于通信技术、全球定位技术以及路网数据信息化的不断发展，为人们的出行电子化导航提 供了基本的必要条件。目前地图导航行业使用的最短路径规划算法多是基于Dijkstra或 是其改进版，相应的时间复杂度为〇(N2)或者O(NlogN)。当规划的节点数N增长到成千上 万时，同时还要相应有大量的路径规划请求，实时的线上规划变得不可实施了。所以一般最 短路径规划多采用线下的规划预处理出所有节点之间的最短路径，当有用户请求时直接查 询相应的最短路径。
[0003] 在线下最短路径预处理过程中，当路网数据之中新增或者删减一个节点或者一 条线路时，都要重新计算全网的最短路径列表。以四维地图出品2013年的广州市地图为 例，其路口数目达到了 90000,道路数目达到了 120000。根据我们实际测试每次更新全网 节点的最小路径数据单线程计算大约需要5天的时间，同时对于该数量规模的全网节点之 间的最短路径结果大小约为72GB。针对路径规划的时间效率的问题，王亚文等[一种动态 搜索区域的最短路径规划算法，计算机应用研究，2007]从限制每次动态规划的区域入手， 通过缩小路径规划的范围来实现。不过该种方法只能针对线上实时的路径规划实施。对 于线下的全网路径规划，不能通过限制区域实现。同样刘晓军等（海量道路数据下的最短 路径规划效率，计算机系统应用，2010)也是通过估价函数快速过滤无效点和路段，折线简 化等方法来实现线上实时路径规划。根据专利文献检索，
【发明者】宋海娜, 华诚, 周晓辉, 刘逍, 江蓉, 周津羽, 范昭伦 申请人:海华电子企业(中国)有限公司, 西安邮电大学