[Talk-br] A importância de não quebrar a hierarquia das vias dentro de cidades.

Paulo Carvalho paulo.r.m.carvalho em gmail.com
Domingo Julho 20 15:47:30 UTC 2014


Temos um exemplo de um mapa Garmin que não está calculando uma rota entre o
extremo sul do Brasil e um ponto no Ceará.  A rota é calculada normalmente
no Mapsource (computador) mas não no GPS (dipositivo móvel).  O problema é
justamente localizar onde está a interrupção ou alternância de
classificação de vias nos mais de 3000km da rota.


Em 20 de julho de 2014 12:05, Fernando Trebien <fernando.trebien em gmail.com>
escreveu:

> Contraction hierarquies permite usar Dijkstra bidirecional + alguma
> heurística otimista em ambientes com restrições de memória e
> capacidade computacional sem remover qualquer via do cálculo. Isso tá
> lá nos papers referenciados no final daquele artigo da Wikipédia que
> você apontou. Era a isso que eu me referia ao julgar a inteligência do
> algoritmo, e por ser um fato (o algoritmo foi publicado e nada
> "impede" que seja implementado), não tem como ser arrogante. É uma
> escolha simples (bem, não tão simples) que o desenvolvedor da
> aplicação tem que fazer. E é uma escolha que é independente do mapa
> (que, novamente, serve a vários propósitos, não só ao roteamento, não
> só ao roteamento em ambientes com capacidades limitadas).
>
> "Mas interromper uma motorway com um trecho de residential vai quebrar
> o roteamento em muitas aplicações." Pode dar um exemplo de aplicação e
> local?
>
> Apesar de solicitar esse exemplo, não conheço nenhum caso em que uma
> motorway/trunk precisaria ter um trecho classificado como
> "residencial". Na pior das hipóteses, teria um trecho classificado
> como terciária por estar não-pavimentada - mas acho que nem no Brasil
> essa situação ocorre. Recentemente eu achei um exemplo em que uma
> trunk se intercala com uma primária [1], mas isso também não deve
> afetar esses sistemas que descartam vias a que você se refere.
>
> E claro, no caso particular, raro, e bizarro de uma classificação fiel
> produzir uma situação assim, podemos pensar em discutir com a
> comunidade sobre o que fazer. A idéia de não alternar demais a
> classificação da via poderia ser aplicada ser for só um trecho curto
> com características diferentes, e o motivo não seria só o roteamento.
>
> [1] http://www.openstreetmap.org/#map=12/-29.5385/-51.8998
>
> 2014-07-20 10:47 GMT-03:00 Paulo Carvalho <paulo.r.m.carvalho em gmail.com>:
> >
> >
> >
> > Em 19 de julho de 2014 22:29, Fernando Trebien <
> fernando.trebien em gmail.com>
> > escreveu:
> >
> >> Sabendo que há trabalhos cientificos publicados descrevendo bons
> >> algoritmos para esses ambientes e que não descartam quaisquer vias
> >> (mesmo as de classe bem inferior), acho que não devemos fazer
> >> adaptações no mapa em favor de algoritmos menos inteligentes. (Isso
> >> seria mapear para a aplicação.)
> >
> >
> > Menos inteligentes????   Desculpa, Fernando, esse seu comentário foi um
> > tanto arrogante.  Quando você tem restrição de recursos de hardware em
> > dispositivos móveis você TEM que fazer otimização. Isso para mim é sinal
> de
> > extrema inteligência.
> >
> > E só uma palavra sobre artigos científicos: poucas vezes tratam-se de
> ideias
> > praticáveis. O algoritmo Dijkstra é um exemplo.  Ninguém usa a forma tal
> > como publicada pelo Dijkstra originalmente.  A indústria sempre faz
> várias
> > melhorias para o mundo real.  Sei disso porque trabalho nos dois mundos e
> > também porque estou escrevendo um artigo e não estou pensando em
> problemas
> > de ordem prática.  A teoria já dá trabalho suficiente.  Isso não é
> pecado, é
> > como o progresso funciona: cada especialista em sua área.
> >
> >>
> >>
> >> Mas, ao mesmo tempo, acho que são muito raros os casos em que
> >> adaptações seriam necessárias para evitar problemas com esses
> >> algoritmos que descartam vias. A menos que eles estejam descartando
> >> até as vias primárias (arteriais urbanas), daí não tem como resolver
> >> mesmo.
> >
> >
> > Não são raros não.  Você tem que pensar em para que a maioria dos
> usuários
> > precisa de um mapa de ruas (Street Map):
> > a) Encontrar um lugar (geocoding);
> > b) Navegar até um lugar (roteamento);
> > c) Quase sempre em trânsito, com dispositivos móveis.
> >
> > Se essas coisas não estão funcionando bem, elas procurarão alternativas
> e aí
> > seu mapa será o mais puro do mundo mas vazio de propósito.  Se queres
> que o
> > mapa se torne popular, TEM que pensar nas questões de ordem prática.
> >
> > Acho que dá para conciliar os princípios do OSM com as questões práticas.
> > Mas interromper uma motorway com um trecho de residential vai quebrar o
> > roteamento em muitas aplicações.  Não digo colocar tudo igual, mas não
> > deixar as classes tão contrastantes conforme já exemplificado.
> >
> > []s
> >
> > Paulo
> >
> >>
> >>
> >> 2014-07-19 17:56 GMT-03:00 Paulo Carvalho <paulo.r.m.carvalho em gmail.com
> >:
> >> > E qual sua opinião sobre o descarte de vias de baixa prioridade nos
> >> > roteamentos de longa distância em ambientes com baixa memória e
> >> > processamento mais lento?
> >> >
> >> >
> >> > Em 19 de julho de 2014 12:58, Fernando Trebien
> >> > <fernando.trebien em gmail.com>
> >> > escreveu:
> >> >
> >> >> Li sim, há bastante tempo. Mas acho que estás confundindo as
> >> >> hierarquias do OSM com a hierarquia de atalhos emergente que o
> >> >> algoritmo de "contraction hierarchies" produz (que inclusive pode ter
> >> >> muito mais níveis do que os poucos que existem no OSM). Os atalhos
> >> >> servem apenas para acelerar outro algoritmo de roteamento qualquer
> >> >> (geralmente se adota uma variação do Dijkstra, e nesse caso as
> >> >> heurísticas acabam preferindo usar os atalhos). E a hierarquia do OSM
> >> >> não se converte em atalhos automaticamente. A sequẽncia das coisas é
> >> >> assim:
> >> >> - cada arco original representa a ligação de duas interseções no mapa
> >> >> - o peso dos arcos originais é atribuído por velocidade X distância,
> >> >> onde velocidade é uma estimativa feita de forma diferente por cada
> >> >> aplicação (algumas usam a classificação da via, outras não)
> >> >> - (contraction hierarchies) os arcos de atalho são gerados eliminando
> >> >> sequências de arcos cujo peso total é muito alto
> >> >> - (contraction hierarchies) um grafo é formado combinando os arcos
> >> >> originais com os atalhos
> >> >> - um algoritmo de busca em grafos é aplicado sobre o grafo resultante
> >> >> (< ou seja, esse algoritmo vai usar tanto atalhos quanto arcos
> >> >> originais, possivelmente se intercalando entre os dois)
> >> >>
> >> >> Por exemplo, se você tiver dois caminhos de A a B com quase a mesma
> >> >> distância total, um deles é uma primária com velocidade de 10km/h, e
> >> >> outro é uma terciária intercalada com trechos de living_street que,
> na
> >> >> média, fica em torno de 80km/h, vai ser a primária que vai ser
> >> >> removida na geração dos atalhos e o segundo caminho (mais rápido,
> >> >> embora envolva vias de classificação inferior) que vai virar um
> >> >> atalho. O fato de ser primária, secundária, living street, não faz
> >> >> diferença alguma a princípio - a menos que exista um programa antes
> >> >> (como o mkgmap) que associa a classificação ao peso do arco (mais
> >> >> especificamente à velocidade, já que a distância é exata sempre). O
> >> >> OSRM, por exemplo, não associa quando a velocidade máxima é definida
> >> >> (ou seja, o segundo caso pode acontecer).
> >> >>
> >> >> Enfim, isso é um detalhe, a classificação tem que estar bem feita por
> >> >> diversos motivos, mas (se formos pensar genericamente, para vários
> >> >> sistemas) não se pode ignorar o mapeamento da velocidade máxima das
> >> >> vias.
> >> >>
> >> >> 2014-07-19 12:10 GMT-03:00 Paulo Carvalho
> >> >> <paulo.r.m.carvalho em gmail.com>:
> >> >> >> Pra esse algoritmo só importa a velocidade atribuída a cada trecho
> >> >> >> das
> >> >> >> vias (e a atribuição pode não ter relação direta com aquilo que
> foi
> >> >> >> mapeado, só indireta).
> >> >> >
> >> >> >
> >> >> > Não é bem assim.  Na graduação se ensina o Djkstra que leva a
> maioria
> >> >> > das
> >> >> > pessoas focar apenas no custo de percurso.  Mas uma aplicação real
> é
> >> >> > mais
> >> >> > complexa. O tamanho do grafo é um fator de extrema relevância.
> >> >> >
> >> >> > Acho que tu não leste o artigo sobre Hierarchy Contraction.  Existe
> >> >> > uma
> >> >> > otimização que é feita nos dispositivos móveis.  Enfim, vou
> resumir:
> >> >> > para
> >> >> > rotas de longa distância, em que analisar o grafo todo seria muito
> >> >> > custoso
> >> >> > tanto em termos de desempenho quanto de memória, é feito um
> descarte
> >> >> > de
> >> >> > vias
> >> >> > de baixa hierarquia.  As vias de menor hierarquia só passam a ser
> >> >> > computadas
> >> >> > nas proximidades dos pontos de origem e de destino.  Por causa
> desse
> >> >> > descarte, o cálculo de rotas longas pode falhar em smartphones,
> >> >> > tablets
> >> >> > e
> >> >> > GPSs para mapas mal desenhados.
> >> >> >
> >> >> >
> >> >> >
> >> >> >
> >> >> >
> >> >> > Em 19 de julho de 2014 11:56, Fernando Trebien
> >> >> > <fernando.trebien em gmail.com>
> >> >> > escreveu:
> >> >> >
> >> >> >> Só acrescentando uns detalhes. Um resumo da ópera: em alguns
> >> >> >> sistemas,
> >> >> >> a classificação pode ter um efeito no roteamento, mas
> >> >> >> fundamentalmente
> >> >> >> o mais importante é mapear as características da via (velocidade
> >> >> >> máxima, superfície, etc.).
> >> >> >>
> >> >> >> Pra esse algoritmo só importa a velocidade atribuída a cada trecho
> >> >> >> das
> >> >> >> vias (e a atribuição pode não ter relação direta com aquilo que
> foi
> >> >> >> mapeado, só indireta). Se não for mapeada a velocidade máxima das
> >> >> >> vias, então a maioria dos roteadores tenta "adivinhar" a
> velocidade
> >> >> >> a
> >> >> >> partir da classificação. Como exemplo, eis aqui [1] como o OSRM
> faz
> >> >> >> essa adivinhação (lembrando que é um serviço mais voltado às
> >> >> >> características do trânsito na Europa).
> >> >> >>
> >> >> >> Então, sim, a classificação é importante para o roteamento caso
> não
> >> >> >> seja mapeada a velocidade máxima. Mas, fundamentalmente, o mais
> >> >> >> importante para o roteamento é a velocidade atribuída à via.
> Existem
> >> >> >> casos em que uma primária urbana tem velocidade reduzida num
> trecho
> >> >> >> curto e isso faz diferença pro roteamento decidir mandar o usuário
> >> >> >> por
> >> >> >> ali ou não. Só seria mapear para a aplicação se alguém mudasse a
> >> >> >> classificação naquele trecho por causa da velocidade, para forçar
> um
> >> >> >> roteador a evitar o trecho. (Um problema é que muita gente faz
> >> >> >> isso.)
> >> >> >>
> >> >> >> Especificamente para o Garmin/mkgmap, parece que ainda existe o
> >> >> >> conceito de "classe de velocidade", que não é nem a classificação
> da
> >> >> >> via (que se reflete no desenho), nem a velocidade máxima (que
> produz
> >> >> >> os alertas de velocidade). Essa é uma velocidade estimada de
> >> >> >> trânsito
> >> >> >> que no mkgmap [2] pode ter regras até bem complexas de derivação
> >> >> >> (nos
> >> >> >> exemplos que eu vi por aí o pessoal estava derivando esse campo a
> >> >> >> partir de uma combinação da classe da via e da velocidade máxima).
> >> >> >> Até
> >> >> >> daria pra mapear no OSM uma velocidade "esperada" pra via (que
> então
> >> >> >> se traduziria diretamente nessa velocidade do Garmin), mas isso é
> >> >> >> complicado de padronizar e por isso pode gerar divergências (e
> >> >> >> guerras
> >> >> >> de edição) e até pode acabar não sendo usado. [3] Algumas
> abordagens
> >> >> >> melhores são coletar a velocidade média [4] e monitorar o tráfego
> >> >> >> [5].
> >> >> >> Com essas duas abordagens, a classificação se torna irrelevante
> pro
> >> >> >> roteamento (por exemplo, no caso de uma primária estar sempre
> >> >> >> congestionada e uma secundária paralela estar sempre livre).
> >> >> >>
> >> >> >> [1]
> >> >> >>
> >> >> >>
> https://github.com/DennisOSRM/Project-OSRM/blob/master/profiles/car.lua
> >> >> >> [2] http://www.mkgmap.org.uk/doc/pdf/style-manual.pdf seção 4.6.5
> >> >> >> [3]
> >> >> >>
> >> >> >>
> >> >> >>
> http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Talk:Proposed_features/traffic_speed#Practicality_of_Using_Info_in_Router
> >> >> >> [4] http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Average_speed_per_way
> >> >> >> [5]
> >> >> >>
> >> >> >>
> https://lists.openstreetmap.org/pipermail/talk/2012-August/063985.html
> >> >> >>
> >> >> >> 2014-07-15 8:30 GMT-03:00 Paulo Carvalho
> >> >> >> <paulo.r.m.carvalho em gmail.com>:
> >> >> >> > Amigos,
> >> >> >> >
> >> >> >> >     Para compreender a razão de não quebrar a hierarquia de vias
> >> >> >> > nos
> >> >> >> > pequenos trechos que rodovias passam por cidades, recomendo esta
> >> >> >> > leitura:
> >> >> >> >
> >> >> >> > http://en.wikipedia.org/wiki/Contraction_hierarchies
> >> >> >> >
> >> >> >> >    Aos que já estão com o argumento "isso é mapear para
> aplicação"
> >> >> >> > na
> >> >> >> > ponta
> >> >> >> > da língua rogo um momento para parar e pensar:
> >> >> >> >
> >> >> >> > "For routing software to work well, the underlying map data must
> >> >> >> > be
> >> >> >> > of
> >> >> >> > good
> >> >> >> > quality. Essentially this means that ways that should be
> connected
> >> >> >> > are
> >> >> >> > in
> >> >> >> > fact connected, one-way roads are tagged, turn restrictions are
> >> >> >> > mapped,
> >> >> >> > and
> >> >> >> > so on. You should be familiar with the Map Features used, in
> >> >> >> > particular
> >> >> >> > see
> >> >> >> > OSM tags for routing to understand the tags specific to
> routing."
> >> >> >> > (grifo
> >> >> >> > meu)
> >> >> >> >
> >> >> >> > Palavras da própria comunidade OSM.
> >> >> >> >
> >> >> >> > Fonte:  http://wiki.openstreetmap.org/wiki/Routing
> >> >> >> >
> >> >> >> > [ ]s
> >> >> >> >
> >> >> >> > Paulo
> >> >> >> >
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