使用手册 - 寻路启发器功能

使用手册 - 寻路启发器功能

1. 寻路启发器作用

在实际现场业务中，我们往往需要对"哪种车可以走哪条路"进行限定，或者自定义寻路的规则。寻路启发器允许我们定义这些自定义规则，以优化路径搜索过程，提高效率并满足特定的业务需求。

2. 寻路启发器工作原理

寻路启发器在路径搜索过程中起着关键作用。它们被用于：

1. 预选（PreSelect）：在考虑一个新的路径节点之前进行初步筛选。
2. 定价（Price）：为路径分配成本或优先级。
3. 路径验证（PerRoute）：验证整个路径是否有效。
4. 后选（PostSelect）：在其他启发式方法之后进行最终筛选。

系统会在搜索过程中的不同阶段调用这些启发器，以指导搜索算法做出更智能的决策。

3. 如何定义一个启发器

要定义一个启发器，请按照以下步骤操作：

1. 创建一个继承自 HeuristicsContainer 的类。
2. 在类中定义一个或多个方法，并使用 [HeuristicDef] 属性标记它们。
3. 根据需要实现启发式逻辑。

基本示例

public class BYDBcHeuristics : HeuristicsContainer
{
    [HeuristicDef]
    public bool BYDCarShouldGo(SegmentPlan.SearchStat stat)
    {
        if (plan.usingCar.fields.ContainsKey("A"))
        {
            if (stat.previousTrack.fields.ContainsKey("noAllowA")) return false;
            return true;
        }
        if (plan.usingCar.fields.ContainsKey("BC"))
        {
            if (stat.previousTrack.fields.ContainsKey("noAllowBC")) return false;
            return true;
        }
        return true;
    }
}

这个示例展示了一个简单的启发器，它根据车辆和轨道的特定字段来决定是否允许车辆通过某条路径。

4. 启发器类型和默认值

启发器可以有不同的类型，通过 HeuristicDef 属性的 role 参数指定：

[HeuristicDef(role = HeuristicDef.HType.PreSelect)]
[HeuristicDef(role = HeuristicDef.HType.Price)]
[HeuristicDef(role = HeuristicDef.HType.PerRoute)]
[HeuristicDef(role = HeuristicDef.HType.PostSelect)]

• PreSelect：在考虑新节点之前调用（默认值）
• Price：用于计算路径成本
• PerRoute：验证整个路径
• PostSelect：在其他启发式方法之后进行最终筛选

默认情况下，如果不指定 role，启发器将被视为 PreSelect 类型。

5. FindRoute 算法工作原理

FindRoute 方法使用了一种启发式搜索算法，类似于 A* 算法。它的主要步骤如下：

1. 初始化搜索状态，将起点加入优先队列。
2. 从优先队列中取出最优的搜索状态。
3. 对当前状态的所有相邻节点进行扩展。
4. 应用各种启发器来过滤和评估新的搜索状态。
5. 将有效的新状态加入优先队列。
6. 重复步骤 2-5，直到找到目标或达到搜索限制。

在这个过程中：

• priority 用于确定搜索状态在优先队列中的顺序。优先级越高（数值越小），状态越优先被处理。
• price 表示从起点到当前节点的累计成本。当优先级相同时，价格较低的状态会被优先处理。

6. 内置启发器及其用途

系统提供了几个内置的启发器，它们位于 BasicHeuristics 和 Cut 类中：

BasicHeuristics

1. Routing：处理路由规则，确保车辆遵循预定义的路径。使用手册-routing字段：设置车辆必经点（必不经点）逻辑
2. BasicPrice：计算基本路径成本，基于节点间的距离。
3. UnavailableDetour：降低无法锁定的节点的优先级，鼓励寻找可用路径。
4. ForbidRouteOnDestination：处理目的地冲突，避免多辆车同时前往同一目的地。

Cut

1. CutOp：实现了一种剪枝策略，通过限制对每个节点的访问次数来提高搜索效率。

这些内置启发器共同工作，以确保路径规划的效率、安全性和可行性。

7. 访问上下文信息

在启发器方法中，你可以访问 SegmentPlan.SearchStat 对象，它包含了当前搜索状态的信息：

• stat.CurrentSite：当前站点
• stat.previous：前一个搜索状态
• stat.previousTrack：前一个轨道
• stat.sequence：已访问的站点序列
• stat.price：当前路径的累计成本
• stat.priority：当前状态的优先级
• plan.usingCar：当前使用的车辆

8. 高级用法

8.1 车辆特定启发器

你可以创建只适用于特定类型车辆的启发器：

[HeuristicDef(carTypes = new[] { typeof(ElectricCar) })]
public bool ElectricCarHeuristic(SegmentPlan.SearchStat stat)
{
    // 只对电动车应用的逻辑
}

8.2 定价启发器

定价启发器用于调整路径的成本或优先级：

[HeuristicDef(role = HeuristicDef.HType.Price)]
public void AdjustPrice(SegmentPlan.SearchStat stat)
{
    // 根据某些条件调整价格
    if (SomeCondition)
    {
        stat.price += 10;
    }
}

8.3 初始化逻辑

如果你的启发器需要一些初始化逻辑，可以重写 initHeuristics 方法：

public override void initHeuristics()
{
    // 执行一些初始化逻辑
}

9. 最佳实践

1. 保持启发器简单和高效，因为它们会被频繁调用。
2. 利用不同类型的启发器（PreSelect、Price、PerRoute、PostSelect）来优化搜索过程的不同阶段。
3. 使用车辆特定的启发器来处理不同类型车辆的特殊需求。
4. 充分利用 SegmentPlan.SearchStat 对象提供的上下文信息。
5. 在复杂的启发器中考虑性能优化，例如缓存计算结果。
6. 合理使用 priority 和 price 来引导搜索算法找到最优路径。

通过正确使用启发器，你可以极大地提高路径规划的效率和准确性，同时满足复杂的业务需求。