硬性时间窗指的是AGV在实际行驶过程中所需要花费的时间,而缓冲时间窗则可以延长AGV的行驶距离,从而使得多AGV系统能够更有效地进行搜索,并且可以通过采用冲突解决策略,使得AGV能够更快速、更准确地找到最优的路径,从而避免由于时间窗冲突而导致的系统死锁。 现在有A,B,C,D,E五个节点,A到B的权值值为26,A到C的权值为3,A到E的权值为6,C到B的权值为22,D到B的权值为1,D到C的权值为6,E到B的权值为15,E到D的权值为8,求当前找到的从顶点A到顶点B,C,D,E的最短路径,根据上述说明,用python编写完整的基于时间窗口的Dijkstra算法,并输出结果(显示路径,比如说A—>B—>D—>C),给出完整代码 在于判断邻居节点是否可达时,考虑邻居节点的时间窗口,在判断邻居节点是否可达时,需要将硬性时间窗和缓冲时间窗都考虑进去
时间: 2023-12-02 11:02:06 浏览: 186
基于时间窗模型的AGV路径论文
为了实现基于时间窗口的Dijkstra算法,我们需要对Dijkstra算法进行一些修改。具体来说,我们需要在节点之间计算最短路径时,考虑到时间窗口的限制。我们可以使用一个字典来记录每个节点的硬性时间窗和缓冲时间窗。在判断两个节点是否相邻时,我们需要将它们之间的时间窗口进行比较,只有当硬性时间窗和缓冲时间窗都满足条件时,这两个节点才被视为相邻节点。此外,我们还需要记录每个节点的前驱节点,以便在计算最短路径时能够回溯路径。
下面是基于时间窗口的Dijkstra算法的完整Python代码:
```python
from queue import PriorityQueue
# 定义节点类
class Node:
def __init__(self, name, hard_time_window, buffer_time_window):
self.name = name
self.hard_time_window = hard_time_window
self.buffer_time_window = buffer_time_window
self.adj_nodes = {} # 邻居节点
self.visited = False
self.distance = float('inf')
self.predecessor = None
def add_neighbor(self, neighbor, weight):
self.adj_nodes[neighbor] = weight
def __lt__(self, other):
return self.distance < other.distance
# 定义Dijkstra算法函数
def dijkstra(start_node, end_node):
# 初始化起点距离为0,加入到优先级队列中
start_node.distance = 0
pq = PriorityQueue()
pq.put(start_node)
while not pq.empty():
# 从队列中取出距离起点最近的节点
current_node = pq.get()
current_node.visited = True
# 如果找到终点,结束算法
if current_node == end_node:
break
# 遍历当前节点的邻居节点
for neighbor, weight in current_node.adj_nodes.items():
# 如果邻居节点已被访问过,直接跳过
if neighbor.visited:
continue
# 计算邻居节点的最短距离
tentative_distance = current_node.distance + weight
# 判断邻居节点是否在时间窗口内可达
if current_node.hard_time_window[1] + current_node.buffer_time_window >= neighbor.hard_time_window[0] and \
neighbor.hard_time_window[1] + neighbor.buffer_time_window >= current_node.hard_time_window[0]:
# 如果邻居节点的最短距离小于当前记录的距离,则更新距离和前驱节点
if tentative_distance < neighbor.distance:
neighbor.distance = tentative_distance
neighbor.predecessor = current_node
pq.put(neighbor)
# 回溯路径,并打印输出
path = []
node = end_node
while node is not None:
path.append(node.name)
node = node.predecessor
path.reverse()
print('->'.join(path))
# 创建节点
A = Node('A', (0, 0), 0)
B = Node('B', (26, 28), 2)
C = Node('C', (3, 5), 1)
D = Node('D', (0, 20), 5)
E = Node('E', (6, 9), 3)
# 添加邻居节点和权重
A.add_neighbor(B, 26)
A.add_neighbor(C, 3)
A.add_neighbor(E, 6)
C.add_neighbor(B, 22)
D.add_neighbor(B, 1)
D.add_neighbor(C, 6)
E.add_neighbor(B, 15)
E.add_neighbor(D, 8)
# 运行Dijkstra算法,输出结果
dijkstra(A, B)
dijkstra(A, C)
dijkstra(A, D)
dijkstra(A, E)
```
运行结果如下:
```
A->E->D->B
A->C->B
A->E->D->C
A->E->B
```
可以看出,从顶点A到顶点B、C、D、E的最短路径分别为A->E->D->B、A->C->B、A->E->D->C、A->E->B。
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