최적 경로 탐색을 이용한 자전거 경로 선정에 관한 연구

Abstract

다익스트라 알고리즘은 네트워크 상에서 최단경로를 찾는 것으로 널리 알려져 있다. 그러나, 최적 경로 탐색을 위하여 임의점과의 최단거리만 고려해서 선택하는 다익스트라 알고리즘보다 목표점까지 휴리스틱 요소를 고려하여 판단하는 <TEX>$A^*$</TEX> 알고리즘에 대한 연구가 더 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 자전거 경로 선정을 위한 다익스트라 알고리즘과 <TEX>$A^*$</TEX> 알고리즘의 성능을 비교하였다. 이를 위하여, 자전거 경로 선정 요소를 이용하여 경사에 따른 수평거리와 평균 속도를 계산하였다. 그리고 다익스트라 알고리즘과 <TEX>$A^*$</TEX> 알고리즘을 적용해 최단거리와 최단시간에 따른 자전거 경로 선정을 수행하였다. 실험 결과 대규모 지역에서 <TEX>$A^*$</TEX> 알고리즘이 다익스트라 알고리즘보다 경로 선정 처리 시간이 빠르게 나타났다. 향후 최적 경로선정 알고리즘은 자전거 노선 계획이나 자전거 실시간 모바일 앱에 활용될 수 있다. Dijkstra's algorithm is one of well-known methods to find shortest paths over a network. However, more research on <TEX>$A^*$</TEX> algorithm is necessary to discover the shortest route to a goal point with the heuristic information rather than Dijkstra's algorithm which aims to find a path considering only the shortest distance to any point for an optimal path search. Therefore, in this paper, we compared Dijkstra's algorithm and <TEX>$A^*$</TEX> algorithm for bicycle route selection. For this purpose, the horizontal distance according to slope angle and average speed were calculated based on factors which influence bicycle route selection. And bicycle routes were selected considering the shortest distance or time-dependent shortest path using Dijkstra's or <TEX>$A^*$</TEX> algorithm. The result indicated that the <TEX>$A^*$</TEX> algorithm performs faster than Dijkstra's algorithm on processing time in large study areas. For the future, optimal path selection algorithm can be used for bicycle route plan or a real-time mobile services.