7、更快的道路网络定制与简单高效的公共交通路由算法

更快的道路网络定制与简单高效的公共交通路由算法

道路网络定制优化

在道路网络定制方面，为了提高效率，我们考虑从 4 个源点同时执行 Bellman - Ford 算法。当扫描顶点 v 时，会先将 v 的四个距离标签存储在一个 SSE 寄存器中。处理弧 (v, w) 时，把 ℓ(v, w) 的四个副本存储到另一个寄存器，然后使用单条 SSE 指令将两个寄存器相加。通过 SSE 比较，检查这些临时距离是否小于 w 当前的距离标签（同样加载到 SSE 寄存器中）。若满足条件，就用单条指令取两个寄存器中的最小值，并将 w 标记为活跃。

除了使用 SIMD 指令，还可以通过将单元格分配给不同的核心来利用核心级并行性。对于最高覆盖层，由于每个核心对应的单元格较少，会进一步将每个单元格中的源点拆分成大小相近的集合，分配给不同的核心（每个核心可访问整个单元格）。

以下是不同算法在各覆盖层的时间消耗（单位：毫秒）：
| 方法 | 2¹¹ | 2¹⁴ | 2¹⁷ | 2²⁰ | 总计 |
| — | — | — | — | — | — |
| Dijkstra | 1071 | 710 | 587 | 423 | 4783 |
| 4 - Dijkstra | 1245 | 850 | 717 | 541 | 5372 |
| 4 - Dijkstra(SSE) | 1036 | 627 | 439 | 327 | 4425 |
| 16 - Dijkstra | 1184 | 822 | 676 | 486 | 5161 |
| 16 - Dijkstra(SSE) | 1117 | 669 | 464 | 366 | 4608