3. Enrutamiento de vehículos¶
Ruteo, no se limita a los peatones y la mayor parte del tiempo se utiliza para la ruta de vehículos.
3.1. Ruteo para vehículos¶
Una consulta para el enrutamiento de vehículos generalmente difiere de la ruta para los peatones:
Los segmentos de carretera se consideran dirigidos
Los costos pueden ser:
Distancia
Tiempo
Euros
Pesos
Dólares
CO2 emisiones
Desgaste en el vehículo, etc.
El atributo
reverse_costdebe tenerse en cuenta en calles de dos vías.Los costes deben tener las mismas unidades que el atributo
costLos valores
costyreverse_costpueden ser diferentesDebido al hecho de que hay carreteras que son de una manera
Dependiendo de la geometría, la forma válida:
(
source, target) segmentoIF cost >= 0 AND reverse_cost < 0(
target, source) segmentoIF cost < 0 AND reverse_cost >= 0
Un camino incorrecto se indica con un valor negativo y no se inserta en el grafo para su procesamiento.
Carreteras bidireccionales -IF cost >= 0 AND reverse_cost >= 0 y sus valores pueden ser diferentes. Por ejemplo, es más rápido ir cuesta abajo en una carretera inclinada. En general, cost y reverse_cost no necesitan ser de longitud; pueden ser casi cualquier cosa, por ejemplo, tiempo, pendiente, superficie, tipo de carretera, etc., o pueden ser una combinación de múltiples parámetros.
Las siguientes consultas indican el número de segmentos de carretera, donde se aplica una regla «unidireccional»:
Número de (
source, target) segmentos concost < 0(line 3).1SELECT count(*) 2FROM ways 3WHERE cost < 0;
1 count 2------- 3 0 4(1 row) 5
Número de segmentos (
target, source) segmentos conreverse_cost < 0(line 3).1SELECT count(*) 2FROM ways 3WHERE reverse_cost < 0;
1 count 2------- 3 9803 4(1 row) 5
3.1.1. Ejercicio 1: Ruteo de vehículos - ida¶
Problema:
Desde el lugar «Facultad de Derecho» hacia «Plaza Intendente Alvear» en automóvil.
Solución:
El vehículo va de vértice
6646(línea 10) para1993(línea 11).Utilice las columnas
cost(línea 6) yreverse_cost(línea 7), que están en la unidadgrados.
1SELECT * FROM pgr_dijkstra(
2 '
3 SELECT gid AS id,
4 source,
5 target,
6 cost,
7 reverse_cost
8 FROM ways
9 ',
106646,
111993,
12directed := true);
3.1.2. Ejercicio 2: Ruteo de vehículos - regreso¶
Problema:
Desde «Plaza Intendente Alvear» hacia «Facultad de Derecho» en automóvil.
Solución:
El vehículo va desde vértice
1993(line 10) hacia6646(line 11).Utilice las columnas
cost(línea 6) yreverse_cost(línea 7), que están en la unidadgrados.
1SELECT * FROM pgr_dijkstra(
2 '
3 SELECT gid AS id,
4 source,
5 target,
6 cost,
7 reverse_cost
8 FROM ways
9 ',
101993,
116646,
12directed := true);
Ejercicio: 2 (Capítulo: Vehículo)
Nota
En un grafo dirigido, las rutas para ir y volver, la mayoría de las veces son diferentes.
3.1.3. Ejercicio 3: Ruteo de vehículos cuando el tiempo es dinero¶
Problema:
Desde «Plaza Intendente Alvear» hacia «Facultad de Derecho» en taxi.
Solución:
El vehículo va desde vértice
1993(line 10) hacia6646(line 11).El costo es de
$100 por hora.Utilice las columnas
cost_s(línea 6) yreverse_cost_s(línea 7) que están en la unidadsegundos.La duración en horas es
cost_s / 3600.El costo en
$escost_s / 3600 * 100.
1SELECT * FROM pgr_dijkstra(
2 '
3 SELECT gid AS id,
4 source,
5 target,
6 cost_s / 3600 * 100 AS cost,
7 reverse_cost_s / 3600 * 100 AS reverse_cost
8 FROM ways
9 ',
101993,
116646);
Ejercicio: 3 (Capítulo: Vehículo)
Nota
Comparación con Ejercicio 2: Ruteo de vehículos - regreso:
El número total de registros es idéntico.
La secuencia de nodos es idéntica.
La secuencia de aristas es idéntica.
El coste y los resultados agg_cost son directamente proporcionales.
3.2. Manipulaciones de costes¶
Al tratar con datos, ser consciente de qué tipo de datos se están utilizando puede mejorar los resultados.
Los vehículos no pueden circular por vías peatonales
Penalizar o eliminar las vías peatonales hará que los resultados se acerquen a la realidad.
Al convertir datos del formato OSM mediante la herramienta osm2pgrouting, hay una tabla adicional: configuration.
La estructura de tabla configuration se puede obtener con el siguiente comando.
1\dS+ configuration
1 Table "public.configuration"
2 Column | Type | Collation | Nullable | Default | Storage | Compression | Stats target | Description
3-------------------+------------------+-----------+----------+-------------------------------------------+----------+-------------+--------------+-------------
4 id | integer | | not null | nextval('configuration_id_seq'::regclass) | plain | | |
5 tag_id | integer | | | | plain | | |
6 tag_key | text | | | | extended | | |
7 tag_value | text | | | | extended | | |
8 priority | double precision | | | | plain | | |
9 maxspeed | double precision | | | | plain | | |
10 maxspeed_forward | double precision | | | | plain | | |
11 maxspeed_backward | double precision | | | | plain | | |
12 force | character(1) | | | | extended | | |
13Indexes:
14 "configuration_pkey" PRIMARY KEY, btree (id)
15 "configuration_tag_id_key" UNIQUE CONSTRAINT, btree (tag_id)
16Referenced by:
17 TABLE "ways" CONSTRAINT "ways_tag_id_fkey" FOREIGN KEY (tag_id) REFERENCES configuration(tag_id)
18Access method: heap
19Options: autovacuum_enabled=false
20
En la imagen de arriba hay un detalle de la tag_id de las carreteras.
Los tipos OSM way:
1SELECT tag_id, tag_key, tag_value
2FROM configuration
3ORDER BY tag_id;
1 tag_id | tag_key | tag_value
2--------+-----------+-------------------
3 100 | highway | road
4 101 | highway | motorway
5 102 | highway | motorway_link
6 103 | highway | motorway_junction
7 104 | highway | trunk
8 105 | highway | trunk_link
9 106 | highway | primary
10 107 | highway | primary_link
11 108 | highway | secondary
12 109 | highway | tertiary
13 110 | highway | residential
14 111 | highway | living_street
15 112 | highway | service
16 113 | highway | track
17 114 | highway | pedestrian
18 115 | highway | services
19 116 | highway | bus_guideway
20 117 | highway | path
21 118 | highway | cycleway
22 119 | highway | footway
23 120 | highway | bridleway
24 121 | highway | byway
25 122 | highway | steps
26 123 | highway | unclassified
27 124 | highway | secondary_link
28 125 | highway | tertiary_link
29 201 | cycleway | lane
30 202 | cycleway | track
31 203 | cycleway | opposite_lane
32 204 | cycleway | opposite
33 301 | tracktype | grade1
34 302 | tracktype | grade2
35 303 | tracktype | grade3
36 304 | tracktype | grade4
37 305 | tracktype | grade5
38 401 | junction | roundabout
39(36 rows)
40
Además, en la tabla ways hay una columna que se puede utilizar para JOIN con la tabla configuration.
Los tipos de caminos:
1SELECT distinct tag_id, tag_key, tag_value
2FROM ways JOIN configuration USING (tag_id)
3ORDER BY tag_id;
1 tag_id | tag_key | tag_value
2--------+----------+----------------
3 101 | highway | motorway
4 102 | highway | motorway_link
5 104 | highway | trunk
6 105 | highway | trunk_link
7 106 | highway | primary
8 107 | highway | primary_link
9 108 | highway | secondary
10 109 | highway | tertiary
11 110 | highway | residential
12 111 | highway | living_street
13 112 | highway | service
14 113 | highway | track
15 114 | highway | pedestrian
16 115 | highway | services
17 117 | highway | path
18 118 | highway | cycleway
19 119 | highway | footway
20 120 | highway | bridleway
21 122 | highway | steps
22 123 | highway | unclassified
23 124 | highway | secondary_link
24 125 | highway | tertiary_link
25 201 | cycleway | lane
26 202 | cycleway | track
27(24 rows)
28
En este taller, los costes se van a manipular utilizando la tabla configuración.
3.2.1. Ejercicio 4: Ruteo de vehículos sin penalización¶
Problema:
Desde «Facultad de Derecho» hacia «Plaza Intendente Alvear»
Solución:
El vehículo va desde el vértice
6646(línea 17) al vértice1993(línea 18).El costo del vehículo en este caso será en segundos.
Todas las carreteras tienen una
penalizaciónde1(línea 3).Los costos (en segundos) deben multiplicarse por
penalty(líneas 12 y 13).Los costes no cambiarán (las veces 1 dejan el valor sin cambios).
La tabla
configurationestá vinculada a la tablawaysmediante el campotag_idmediante un campoJOIN(líneas 14 y 15).
1ALTER TABLE configuration ADD COLUMN penalty FLOAT;
2-- No penalty
3UPDATE configuration SET penalty=1;
4
5
6SELECT *
7FROM pgr_dijkstra(
8 '
9 SELECT gid AS id,
10 source,
11 target,
12 cost_s * penalty AS cost,
13 reverse_cost_s * penalty AS reverse_cost
14 FROM ways JOIN configuration
15 USING (tag_id)
16 ',
176646,
181993);
3.2.2. Ejercicio 5: Ruteo de vehículos con penalización¶
Concepto:
Cambiar los valores de coste de la tabla
configurationde forma que elNo se utilizan carreteras peatonales.
No se fomenta el uso de carreteras residenciales.
El uso de carreteras «más rápidas» es muy alentador.
Los valores
penaltyse pueden cambiar con las consultasUPDATE.
Nota
Estos valores son una exageración.
1-- Not including pedestrian ways
2UPDATE configuration SET penalty=-1.0 WHERE tag_value IN ('steps','footway','pedestrian');
3
4-- Penalizing with 5 times the costs
5UPDATE configuration SET penalty=5 WHERE tag_value IN ('residential');
6
7-- Encuraging the use of "fast" roads
8UPDATE configuration SET penalty=0.5 WHERE tag_value IN ('tertiary');
9UPDATE configuration SET penalty=0.3 WHERE tag_value IN (
10 'primary','primary_link',
11 'trunk','trunk_link',
12 'motorway','motorway_junction','motorway_link',
13 'secondary');
Problema:
Desde «Facultad de Derecho» hacia «Plaza Intendente Alvear» con la penalización.
Solución:
El vehículo va de vértice
6646(línea 11) al vértice1993(línea 12).Utilice las columnas
cost_s(línea 6) yreverse_cost_s(línea 7) que están en la unidadsegundos.Los costos deben multiplicarse por
penalty(líneas 6 y 7).La tabla
configurationestá vinculada a la tablawayspor el campo:code:tag_id mediante un campoJOIN(líneas 8 y 9).
1SELECT * FROM pgr_dijkstra(
2 '
3 SELECT gid AS id,
4 source,
5 target,
6 cost_s * penalty AS cost,
7 reverse_cost_s * penalty AS reverse_cost
8 FROM ways JOIN configuration
9 USING (tag_id)
10 ',
116646,
121993);
Ejercicio: 5 (Capítulo: Vehículo)
Nota
Comparando con Ejercicio 3: Ruteo de vehículos cuando el tiempo es dinero
El número total de registros cambió.
La secuencia de nodos cambió.
La secuencia de bordes cambió.
La ruta está evitando las carreteras residenciales que tienen
tag_id = 110.El costo no cambió proporcionalmente debido a la penalización a algunas de las carreteras que era uniforme (penalización = 1) mientras que el enrutamiento con el costo como dinero.