说到GraphHopper， 一个基于OpenStreetMap的快速开源路线规划器，我阅读了一些文献并实现了一些方法。最简单的解决方案是Dijkstra，一个简单的改进是双向Dijkstra，它大致只探索一半的节点。在双向Dijkstra模式下，穿越整个德国需要1秒(汽车模式)，在C模式中可能只需要0.5秒左右;)

我在这里用双向Dijkstra创建了一个真实路径搜索的动图。还有一些想法可以让Dijkstra更快，比如做A*，这是一个“面向目标的Dijkstra”。我还为它创建了一个gif动画。

但是怎样才能(快得多)呢?

问题是，对于路径搜索来说，必须探索位置之间的所有节点，这是非常昂贵的，因为在德国已经有数百万个节点了。但是Dijkstra等的另一个痛点是这样的搜索使用大量的RAM。

有启发式解决方案，也有精确解决方案，将图(路网)分层组织，两者都有优缺点，主要解决速度和RAM问题。我在这个回答中列出了其中的一些。

对于GraphHopper，我决定使用收缩层次结构，因为它相对“容易”实现，并且不需要花时间来准备图表。它仍然会导致非常快的响应时间，就像你可以在我们的在线实例GraphHopper Maps上测试一样。例如，从南非到中国东部，距离23000公里，汽车行驶时间近14天，在服务器上只需要0.1秒。

作为一个在地图公司工作了18个月的人，其中包括研究路由算法……是的，Dijkstra的方法确实有效，只是做了一些修改:

Instead of doing Dijkstra's once from source to dest, you start at each end, and expand both sides until they meet in the middle. This eliminates roughly half the work (2*pi*(r/2)^2 vs pi*r^2). To avoid exploring the back-alleys of every city between your source and destination, you can have several layers of map data: A 'highways' layer that contains only highways, a 'secondary' layer that contains only secondary streets, and so forth. Then, you explore only smaller sections of the more detailed layers, expanding as necessary. Obviously this description leaves out a lot of detail, but you get the idea.

通过沿着这些路线进行修改，您甚至可以在非常合理的时间范围内完成跨国家路由。

事实上，我已经做过很多次了，尝试了几种不同的方法。根据地图的大小(地理位置)，您可能会考虑使用haversine函数作为启发式方法。

我的最佳解决方案是使用带有直线距离的A*作为启发式函数。但接下来你需要地图上每个点(交集或顶点)的某种坐标。您还可以为启发式函数尝试不同的权重，即。

f(n) = k*h(n) + g(n)

k是一个大于0的常数。

我以前没有在谷歌或微软或雅虎地图工作过，所以我不能告诉你他们是如何工作的。

然而，我确实为一家能源公司设计了一个定制的供应链优化系统，其中包括为他们的卡车车队提供调度和路由应用程序。然而，我们对路线的标准远比建筑、交通减速或车道封闭的地方更具体。

我们采用了一种称为ACO(蚁群优化)的技术来调度和路线卡车。该技术是一种人工智能技术，应用于旅行推销员问题来解决路由问题。ACO的技巧是基于路由的已知事实构建错误计算，以便图求解模型知道何时退出(当错误足够小时)。

你可以谷歌ACO或TSP找到更多关于这个技术。然而，我没有使用过任何开源AI工具，所以不能推荐一个(尽管我听说SWARM非常全面)。

只是解决三角形不等式的违反，希望他们优化的额外因素是常识。你不一定想要最短或最快的路线，因为这可能会导致混乱和破坏。如果你想让自己的路线更适合卡车行驶，并且能够应对每个卫星导航跟踪司机都沿着这些路线行驶的情况，那么你很快就可以放弃三角形不等式[1]。

如果Y是X和Z之间的一条狭窄的住宅街道，那么您可能只想在用户明确要求X-Y-Z时使用通过Y的快捷方式。如果他们要求X-Z，他们应该坚持走主干道，即使它有点远，需要更长的时间。这类似于Braess悖论——如果每个人都试图选择最短、最快的路线，那么随之而来的拥堵意味着这条路线不再是任何人最快的路线。从这里开始，我们将从图论转向博弈论。

事实上，当你允许单向道路并失去对称性要求时，任何产生的距离将是数学意义上的距离函数的希望都将破灭。失去三角不等式也只是在伤口上撒盐。

我知道OP里的地图是怎么回事了:

用指定的中间点来观察路线:由于那条路不直，这条路线略微向后走。

如果他们的算法不会回溯，它就看不到更短的路线。