Praktikum Routenplanung Themenvorstellung & Gruppeneinteilung, Wintersemester 2015/2016 Moritz Baum, Ben Strasser, Tobias Zündorf 19.

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1 Praktikum Routenplanung Themenvorstellung & Gruppeneinteilung, Wintersemester 2015/2016 Moritz Baum, Ben Strasser, Tobias Zündorf 19. Oktober 2015 INSTITUT FÜR THEORETISCHE INFORMATIK ALGORITHMIK PROF. DR. DOROTHEA WAGNER KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Ergebnisse des Übungsblatt Gruppen: (?) Tobias Fabritz, Michael Wegner, David Vogelbacher (?) Matthias Wolf, Thomas Zenkel Adrian Herrmann, Sebastian Schlund, Matthias Stumpp Sergey Hayrapetyan, Fellipe Lima Für jede Gruppe brauchen wir auch einen Namen. (Bitte nicht zu lang, keine Sonderzeichen, lowercase) Folie Oktober 2015

3 Zeitplan Wann? Was? Vorbesprechung Abend des Abgabe Übungsblätter Punkte Übungsblatt per Heute Themenvorstellung & Gruppeneinteilung Anfangsvorträge Abschlussvorträge Ende Februar Draft-Version von Ausarbeitung Ende März Abgabe Ausarbeitung Folie Oktober 2015

4 Git-Repro Pro Gruppe ein Repro Liegt unter /misc/praktikum/gruppenname Wichtig: Macht bitte nur Commits mit eurem Account Wir schauen uns die Commits an um festzustellen, dass jeder gleich viel in der Gruppe tut. Folie Oktober 2015

5 Verbindliche Anmeldung Wenn jetzt ein Student abbricht, dann ist das für seine Gruppe ein Problem Deswegen: Verbindliche Anmeldung Abbrechen = Durchgefallen Wegen Computerprobleme beim Studienbüro können wir die Anmeldung nicht vor Februar freischlagen Deswegen: Zettel mit Unterschrift Folie Oktober 2015

6 Verbindliche Anmeldung Wenn jetzt ein Student abbricht, dann ist das für seine Gruppe ein Problem Deswegen: Verbindliche Anmeldung Abbrechen = Durchgefallen Wegen Computerprobleme beim Studienbüro können wir die Anmeldung nicht vor Februar freischlagen Deswegen: Zettel mit Unterschrift Folie Oktober 2015

7 Themen Zu jedem Thema kriegt ihr 1-2 Paper Ihr sollt Teile des Paper reimplementieren Ihr sollte eine Auswahl der Experimente des Papers wiederholen Ihr sollt euch ein paar zusätzliche Experimente ausdenken und durchführen Jedes Thema besteht aus einem kleinen Kern und mehreren optionalen Teilen Wie viele optionale Teile umgesetzt werden müssen, hängt von der Gruppengröße ab Eine elementare Visualisierung sollt ihr immer machen Folie Oktober 2015

8 Anfangsvorträge Anfangsvorträge am um 14:00 (Ort wird noch bekannt gegeben.) 10min lang Ihr sollte eine sehr high-level Übersicht für eure Kollegen geben Ihr sollt euch festlegen, was ihr genau machen wollt und dies vorstellen Ihr sollt einen groben Zeitplan vorstellen Folie Oktober 2015

9 Customization Problemstellung Schnelles Berechnen von kürzesten Wegen in Straßennetzwerken mit wechselnden Metriken. Motivation Speed-Up Technik die mit beliebigen Metriken umgehen kann Zeit, Fußgänger, keine Autobahnen, Höhenbeschränkungen, etc Vorberechnung pro Metrik soll sehr schnell sein Ein paar Sekunden für den gesamten Graphen Extrem schnelle lokale Updates Echtzeit Staudaten Schnelle Queryzeiten ( 10 ms) Folie Oktober 2015

10 Customizable Route Planning Kern Vorberechnung Customization Distanzanfragen Wahlpflicht Visualisierung Suchraum Pfadentpackung Parallelisierung Untersuchung verschiedener Partitionen (+ Visualisierung) Point-of-interest Anfragen Gegeben Multi-Level Zellenpartition D. Delling, A. V. Goldberg, T. Pajor, R. F. Werneck: Customizable Route Planning in Road Networks. In: Folie Oktober 2015

11 Customizable Route Planning Kern Vorberechnung Customization Distanzanfragen Wahlpflicht Visualisierung Suchraum Pfadentpackung Parallelisierung Untersuchung verschiedener Partitionen (+ Visualisierung) Point-of-interest Anfragen Gegeben Multi-Level Zellenpartition D. Delling, A. V. Goldberg, T. Pajor, R. F. Werneck: Customizable Route Planning in Road Networks. In: Folie Oktober 2015

12 Customizable Contract. Hierarchies Kern Vorberechnung Customization Distanzanfragen Wahlpflicht Visualisierung Suchraum Pfadentpackung Parallelisierung Detailierte Untersuchung Nested-Dissection (+Visualisierung) Contraction Graph Datenstruktur Perfekte Zeugensuche Andere Ordnungen ausprobieren Gegeben Nested-Dissection Ordnung J. Dibbelt, B. Strasser, D. Wagner: Customizable Contraction Hierarchies. In: Folie Oktober 2015

13 Customizable Contract. Hierarchies Kern Vorberechnung Customization Distanzanfragen Wahlpflicht Visualisierung Suchraum Pfadentpackung Parallelisierung Detailierte Untersuchung Nested-Dissection (+Visualisierung) Contraction Graph Datenstruktur Perfekte Zeugensuche Andere Ordnungen ausprobieren Gegeben Nested-Dissection Ordnung J. Dibbelt, B. Strasser, D. Wagner: Customizable Contraction Hierarchies. In: Folie Oktober 2015

14 PHAST Problemstellung Schnelle Berechnung von one-to-all kürzeste-wege Bäumen auf Straßennetzwerken. Motivation Es gibt n 2 viele kürzeste Wege Bei n = dauert das Viele Vorberechnungen nur optimal, wenn alle aufgezählt werden. PHAST nutzt die Hardware geschickt aus Geht in unter einem Tag Folie Oktober 2015

15 PHAST Kern Basis-PHAST Graphdiameter bestimmen Parallelisierung mit Threads Wahlpflicht Parallelisierung mit SSE und GPU Anwendung: Arc-Flags Single-Level Partition mit METIS Arc-Flags berechnen & visualisieren Flaggenkomprimierung One-to-many (RPHAST) D. Delling, A. V. Goldberg, A. Nowatzyk, R. F. Werneck: PHAST: Hardware-Accelerated Shortest Path Trees. In: Journal of Parallel and Distributed Computing. Folie Oktober 2015

16 PHAST Kern Basis-PHAST Graphdiameter bestimmen Parallelisierung mit Threads Wahlpflicht Parallelisierung mit SSE und GPU Anwendung: Arc-Flags Single-Level Partition mit METIS Arc-Flags berechnen & visualisieren Flaggenkomprimierung One-to-many (RPHAST) D. Delling, A. V. Goldberg, A. Nowatzyk, R. F. Werneck: PHAST: Hardware-Accelerated Shortest Path Trees. In: Journal of Parallel and Distributed Computing. Folie Oktober 2015

17 Hub-Labeling Problemstellung Sehr schnelle Routenplanung. Motivation Wie schnell ist eine Distanzanfragen möglich? Erweiterte Anfragen, wie z. B. POI-Anfragen. Folie Oktober 2015

18 Hub-Labels, Pruned Labeling Kern Vorberechnung, geg. Ordnung Distanzanfrage Wahlpflicht Ordnungsbestimmung Visualisierung der Labels Labelkomprimierung Pfadentpacken Komplexe Anfrage wie POI (in C++, kein SQL) Andere Graphklassen (soziale Netzwerke, etc) Gegeben (Anfangs-)Knotenordnung D. Delling, A. V. Goldberg, T. Pajor, and R. F. Werneck. Robust Exact Distance Queries on Massive Networks. In: id= Folie Oktober 2015

19 Hub-Labels, Pruned Labeling Kern Vorberechnung, geg. Ordnung Distanzanfrage Wahlpflicht Ordnungsbestimmung Visualisierung der Labels Labelkomprimierung Pfadentpacken Komplexe Anfrage wie POI (in C++, kein SQL) Andere Graphklassen (soziale Netzwerke, etc) Gegeben (Anfangs-)Knotenordnung D. Delling, A. V. Goldberg, T. Pajor, and R. F. Werneck. Robust Exact Distance Queries on Massive Networks. In: id= Folie Oktober 2015

20 Themenübersicht Themen Customizable Route Planning Routenplanung in Straßennetzwerken mit beliebigen Metriken Customizable Contraction Hierachies Routenplanung in Straßennetzwerken mit beliebigen Metriken PHAST Schnelle Berechnung von one-to-all kürzesten Wegen Hub-Labels Sehr schnelle Distanzanfragen Folie Oktober 2015