Trong thời đại mà các giải pháp định tuyến phức tạp thường chiếm ưu thế, một thư viện Python nhẹ có tên là US Routing đã nổi lên như một lựa chọn thay thế mới mẻ cho các nhà phát triển đang tìm kiếm giải pháp đơn giản hơn để định tuyến trong phạm vi Hoa Kỳ. Thư viện này, được xây dựng từ bộ dữ liệu North American Roads, đã tạo ra nhiều cuộc thảo luận giữa các nhà phát triển về các ứng dụng thực tế và tiềm năng tối ưu hóa của nó.
 |
|---|
| Một ảnh chụp màn hình của kho lưu trữ GitHub cho dự án US Routing, hiển thị mã và quản lý phiên bản của nó |
Giải pháp thay thế nhẹ cho các giải pháp định tuyến phức tạp
US Routing định vị mình như một giải pháp thay thế nhẹ hơn so với các công cụ định tuyến toàn diện hơn như Graphhopper và OSRM. Thư viện này cho phép định tuyến nhanh chóng tại địa phương trên khắp Hoa Kỳ khi các xấp xỉ là chấp nhận được, khiến nó đặc biệt hữu ích cho các tác vụ đơn giản hơn mà các giải pháp nặng nề có thể là quá mức cần thiết.
Nice. Very light-weight compared to proper local routers like Graphhopper, OSRM, etc., which can be overkill for simple tasks.
Chức năng cốt lõi cho phép người dùng tính toán các tuyến đường giữa các thành phố, mã zip, hoặc tọa độ, cung cấp chi tiết như tổng khoảng cách, thời gian, và các bang đi qua. Sự đơn giản này đã thu hút được các nhà phát triển đang tìm kiếm giải pháp định tuyến đơn giản mà không cần đến sự phức tạp của các hệ thống mạnh mẽ hơn.
Tính năng Định tuyến Hoa Kỳ
- Định tuyến nhanh giữa các địa điểm Hoa Kỳ (thành phố, mã zip, hoặc tọa độ)
- Nhiều tùy chọn định tuyến (khoảng cách ngắn nhất, thời gian nhanh nhất)
- Thông tin chi tiết về lộ trình (khoảng cách, thời gian, các tiểu bang đi qua)
- Dựa trên bộ dữ liệu Đường bộ Bắc Mỹ (thuộc phạm vi công cộng)
- Hỗ trợ bộ định tuyến tùy chỉnh thông qua lớp BaseRouter
- Các loại đường được hỗ trợ:
- FREEWAY = 1 (Nhiều làn, kiểm soát truy cập)
- PP_TH = 2 (Đường cao tốc Tỉnh/Lãnh thổ chính)
- SP_TH_MA = 3 (Đường cao tốc Tỉnh/Lãnh thổ phụ/đường động mạch thành phố)
Triển khai kỹ thuật và cơ hội tối ưu hóa
Việc triển khai định tuyến của thư viện dựa trên hàm shortest_path của NetworkX, sử dụng thuật toán Dijkstra. Mặc dù hoạt động tốt, các thành viên cộng đồng đã chỉ ra các khả năng tối ưu hóa hiệu suất. Các đề xuất bao gồm triển khai Dijkstra hai chiều, thuật toán A*, hoặc contraction hierarchies, có thể cải thiện đáng kể hiệu suất cho đồ thị có trọng số cạnh cố định.
Nhà phát triển đã làm rõ rằng các xấp xỉ được đề cập trong tài liệu không phải là về bản thân tính toán đường đi ngắn nhất (được đảm bảo tối ưu với thuật toán Dijkstra) mà là về ước tính khoảng cách và thời gian. Những xấp xỉ này xảy ra khi định tuyến giữa các điểm không tồn tại như các nút trong đồ thị, đòi hỏi hệ thống phải tìm nút có sẵn gần nhất.
Nguồn dữ liệu và khả năng truy cập
US Routing dựa vào bộ dữ liệu North American Roads, một sản phẩm của chính phủ Hoa Kỳ và có sẵn cho việc sử dụng công cộng không hạn chế. Thư viện bao gồm chức năng để tải xuống và xử lý dữ liệu này, mặc dù một số người dùng báo cáo gặp thách thức khi truy cập bộ dữ liệu thô do định dạng của nó.
Một thành viên cộng đồng đã phát hiện ra một cơ sở dữ liệu SQLite 282MB liên kết với dự án nhưng gặp vấn đề tương thích với mô-đun VSRS, có vẻ là một thành phần độc quyền của Esri. Nhà phát triển và các người bình luận khác đã hữu ích chỉ ra các tùy chọn tải xuống thay thế cho bộ dữ liệu, bao gồm các định dạng CSV và shapefile.
Yêu cầu phiên bản Python và thách thức cài đặt
Một điểm thảo luận đáng chú ý giữa người dùng tập trung vào yêu cầu phiên bản Python của thư viện. US Routing yêu cầu cụ thể Python 3.11, điều này tạo ra thách thức cài đặt cho người dùng đang chạy các phiên bản khác. Điều này đã tạo ra một cuộc trao đổi hữu ích về việc sử dụng các công cụ như uv và pyenv để quản lý môi trường Python mà không làm gián đoạn cài đặt toàn hệ thống.
Một số thành viên cộng đồng đã cung cấp hướng dẫn chi tiết về việc tạo môi trường ảo với các phiên bản Python cụ thể:
uv venv --python 3.11
Lệnh này tạo một môi trường ảo sử dụng Python 3.11 mà không yêu cầu thay đổi cài đặt Python toàn cầu, cho phép người dùng chạy thư viện cùng với các dự án hiện có có thể sử dụng các phiên bản Python khác.
Phạm vi bao phủ và khả năng mở rộng tiềm năng
Khi được hỏi về khả năng bao phủ của thư viện cho các khoảng cách ngắn hơn trong các thành phố, nhà phát triển đã giải thích rằng triển khai hiện tại bao gồm các loại đường lên đến cấp 3, bao gồm đường cao tốc, đường cao tốc tỉnh/lãnh thổ chính, và đường cao tốc tỉnh/lãnh thổ thứ cấp/đường động mạch thành phố. Nhà phát triển lưu ý rằng thư viện có thể được mở rộng với bộ dữ liệu thích hợp để xử lý nhu cầu định tuyến chi tiết hơn.
Sự tham gia của cộng đồng với US Routing nhấn mạnh sự quan tâm liên tục đến các công cụ chuyên biệt, nhẹ nhàng giải quyết các vấn đề cụ thể một cách hiệu quả, ngay cả trong một bối cảnh bị chi phối bởi các giải pháp toàn diện và các lựa chọn thay thế được hỗ trợ bởi AI.
Tham khảo: US Routing