Tag: Paros

TrafficMining Project goes open source

Quite some time ago I wrote about a little demo that was published at SIGMOD 2010 and SSTD 2011 (see post1 and post2).

The TrafficMining project could be described shortly as:

An academic framework for routing algorithms based on OpenStreetMapdata. Actually this framework is not intended to replace current routing applications but to provide an easy to use GUI for testing and developing new routing algorithms on real OpenStreetMap data.

Well, what makes this worth a post is the fact that we finally switched development over to GoogleCode with a discussion group at Google Groups.
GoogleCode has the major advantage of a Mercurial repository, an issue tracker, easy code reviews and an miproved possibility to contribute code. If you just want to follow the development, just join the google group or keep a bookmark to the project’s update feed.

By the way: the PAROS and MARiO downloads can be found there in the downloads section.

Maximum Gain Round Trips with Cost Constraints

The idea is the following: Finding the shortest/fastes path from A to B is rather exploited. But if you start a hike, knowing that you want to spend 4 hours and then come back to the starting point. Then the problem suddenly starts to become a bit complex (NP-hard to be honest if you do not add any constraints).

We propose a solution to do this kind of search a bit more efficient. but don’t expect linear search time 😉 And – in contrast to quite some other research – we are operating on REAL data obtained from OpenStreetMap.

Abstract:

Searching for optimal ways in a network is an important task in multiple application areas such as social networks, co-citation graphs or road networks. In the majority of applications, each edge in a network is associated with a certain cost and an optimal way minimizes the cost while fulfilling a certain property, e.g connecting a start and a destination node. In this paper, we want to extend pure cost networks to so-called cost-gain networks. In this type of network, each edge is additionally associated with a certain gain. Thus, a way having a certain cost additionally provides a certain gain. In the following, we will discuss the problem of finding ways providing maximal gain while costing less than a certain budget. An application for this type of problem is the round trip problem of a traveler: Given a certain amount of time, which is the best round trip traversing the most scenic landscape or visiting the most important sights? In the following, we distinguish two cases of the problem. The first does not control any redundant edges and the second allows a more sophisticated handling of edges occurring more than once. To answer the maximum round trip queries on a given graph data set, we propose unidirectional and bidirectional search algorithms. Both types of algorithms are tested for the use case named above on real world spatial networks.

Documents

At our project site you can find:

Bibtex

@TECHREPORT{GraKriSchu11,
  AUTHOR      = {F. Graf and H.-P. Kriegel and M. Schubert},
  TITLE       = {Maximum Gain Round Trips with Cost Constraints},
  INSTITUTION = {Institute for Informatics, Ludwig-Maximilians-University, Munich, Germany},
  YEAR        = {2011},
  LINK        = {http://arxiv.org/abs/1105.0830v1}
}

MARiO: Multi Attribute Routing in Open Street Map

Yeah, I got a new Publication accepted at Symposium on Spatial and Temporal Databases (SSTD) 2011 that is dealing with OpenStreetMap Data (using the JXMapKit and JXMapViewer).

MARiO: Multi Attribute Routing in Open Street Map

Franz Graf, Hans-Peter Kriegel, Matthias Schubert, Matthias Renz

Published at Symposium on Spatial and Temporal Databases (SSTD) 2011
Conference Date: August 24th – 26th, 2011
Conference Location: Minneapolis, MN, USA.

Abstract:

In recent years, the Open Street Map (OSM) project collected a large repository of spatial network data containing a rich variety of information about traffic lights, road types, points of interest etc.. Formally, this network can be described as a multi-attribute graph, i.e. a graph considering multiple attributes when describing the traversal of an edge. In this demo, we present our framework for Multi Attribute Routing in Open Street Map (MARiO). MARiO includes methods for preprocessing OSM data by deriving attribute information and integrating additional data from external sources. There are several routing algorithms already available and additional methods can be easily added by using a plugin mechanism. Since routing in a multi-attribute environment often results in large sets of potentially interesting routes, our graphical fronted allows various views to interactively explore query results.

Documents:

Bibtex

@INPROCEEDINGS{GraKriRenSch11,
  AUTHOR      = {F. Graf and H.-P. Kriegel and M. Renz and M. Schubert},
  TITLE       = {{MARiO}: Multi Attribute Routing in Open Street Map},
  BOOKTITLE   = {Proceedings of the 12th International Symposium on Spatial and Temporal Databases (SSTD), Minneapolis, MN, USA},
  YEAR        = {2011}
}

PAROS download!

Das Ziel war nobel: Code aufräumen, schöner machen, refactoren und dokumentieren und dann online stellen.

Die Realität war derart, dass es leider wichtigeres zu tun gibt. Daher stelle ich das PAROS-Projekt, das dieses Jahr auf der SIGMOD war so online wie es ist: lauffähig, und vom Softwareengineeringaspekt ziemlich hässlich. Aber vielleicht kann ja jemand etwas damit anfangen – zumindest die kleinen hacks um größere Graphen auch annehmbar schnell zeichnen zu können.

Ausserdem ist es ein schönes Beispiel, wie man JXMapKit und OpenStreetMap (OSM) zu Forschungszwecken im Bereich Datamining, GIS (GeoInformationssysteme) und auch SpatialIndexing  verwenden kann. Auf der Konferenz kannten viele OSM nämlich erstaunlicherweise gar nicht, obwohl sie auf dem Bereich tätig waren.

Und zur nächsten Version muss ich nochmal nachsehen, ob es nach den Google Maps Terms of Services  immernoch verboten ist, Maps in Nicht-Browser-Anwendungen zu integrieren. Wäre natürlich auch sehr nett, oder weiß jemand Bescheid? (Update Jan. 2011: das ist nicht mehr verboten!)

Relevante Links:

SwingX-WS mit JXMapKit auf der SIGMOD 2010 / PAROS: Pareto Optimal Route Selection

Zusammen mit meinen Kollegen haben wir eine Demo auf einer der wichtigsten Datenbank Konferenzen eingereicht, die ich letzte Woche in Indianapolis auf der SIGMOD (ACM Special Interest Group on Management of Data) zeigen durfte. Die Demo firmiert übrigens unter dem Titel PAROS: Pareto Optimal Route Selection.

Im Wesentlichen ging es dabei darum, einen von meinen Kollegen entwickelten Skyline-Algorithmus auf Straßennetzen anzuwenden um damit Wege unter mehreren Einschränkungen zu finden. Die klassische, einfache Wegsuche ist ja zum Beispiel “finde den kürzesten oder schnellsten Weg”. Bei der Skyline-Abfrage, geht es dabei darum, alle die Wege zu finden, die unter mehreren Attributen optimal sind. Also zum Beispiel alle kürzesten und schnellsten Wege, die gleichzeitig möglichst wenig Ampeln enthalten. Es müssen also mehrere Attribute gleichzeitig optimiert werden.

Da Datenmasse in der Wissenschaft oft Mangelware ist, habe ich zusammen mit etwas studentischer Hilfe einen Konverter für OpenStreetMap-Daten geschrieben um beliebig viele Daten erhalten zu können. Visualisiert wurde das Ganze mit Hilfe der JXMapKit-Komponente aus SwingX-WS! Die Gui-Entwicklung ging dank dem NetBeans Gui-Builder wie erwartet erfreulich einfach, so dass ich mich in der knappen Zeit auf die Integration des Algorithmus und auf die Architektur konzentrieren konnte. Die Architektur sollte es ermöglichen, Model und View  möglichst so zu kapseln, dass die Entwicklung und Integration neuer Algorithmen so einfach wie möglich und möglichst Unabhängig von jeglicher GUI-Programmierung ist, so dass auch Studenten schnell und einfach neue Algorithmen entwickeln und testen können.

Ich habe zwar (wie erwartet) nicht den Best-Demo-Preis bekommen, allerdings waren wirklich viele interessierte Leute auf den Demo-Sessions. Überrascht hat mich, dass ich sehr oft gefragt wurde, ob wir die Demo online stellen würden, bzw. ob die Demo OpenSource ist. Nach Rücksprache mit den Kollegen, kamen wir zu dem Schluss, dass das eine gute Idee sei und ich das machen werde. Ich werde in den nächsten Wochen also noch etwas den Code aufräumen, dokumentieren, online stellen und hoffen, dass jemand die Demo interessant und nützlich findet – vielleicht sogar so, dass es die Basis für ein oder mehre Zitationen bringt (ist immer wichtig bei Veröffentlichungen).

UPDATE: endlich ist der – äh – unschöne Code online. Da ich auch in absehbarer Zeit nicht die Zeit habe, ihn schön sauber und dokumentiert zu machen, kann ich ihn auch gleich online stellen. zum Download gehts hier lang.

Relevante Links: