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Guía de inicio rápido de pgRouting

pgRouting es una extensión que añade ruteo y otras funcionalidades de análisis de redes a bases de datos PostGIS/PostgreSQL.

Esta guía rápida describe como habilitar pgrouting en una base de datos PostgreSQL, cargar datos con osm2pgrouting, y ejecutar una consulta básica con los datos de ejemplo para pruebas.

Habilitar pgRouting en la base de datos

En este ejemplo se crea la base de datos llamada city_routing y se habilita pgRouting en la base de datos.

  • Abre la ventana Applications ‣ Accessories ‣ Terminal y ejecuta psql:

(psql es una herramienta de línea de comandos empaquetada junto con PostgreSQL)

psql

En el promt de psql, teclear:

CREATE DATABASE city_routing;
\connect city_routing;
CREATE EXTENSION postgis;
CREATE EXTENSION pgrouting;

Si estas usando PostgreSQL 9.6+, puedes omitir la linea CREATE EXTENSION postgis; y usar CREATE EXTENSION pgrouting CASCADE;

Para verificar la instalación ejecutar:

SELECT  * FROM pgr_version();

 version |       tag       |  hash   | branch | boost
---------+-----------------+---------+--------+--------
 2.2.2   | pgrouting-2.2.2 | 7141904 | master | 1.59.0
(1 row)

La versión debe ser 2.1.0 o mayor para poder usar los ejemplos de esta guía rápida.

Cargar datos OSM usando osm2pgrouting

osm2pgorouting es una herramienta de linea de commando para cargar archivos .osm para ser compatibles con pgRouting. Esta es la manera de usar osm2pgrouting version 2.1.0+

Primero verificar la versión de osm2pgrouting instalada, debe ser 2.1 o mayor:

osm2pgrouting --version

El resultado muestra:

This is osm2pgrouting Version 2.1

Cargar los datos de el archivo .osm:

cd
bzcat data/osm/feature_city.osm.bz2 > /tmp/feature_city.osm
osm2pgrouting -f /tmp/feature_city.osm -h localhost -U user -d city_routing -p 5432 -W user --conf=/usr/share/osm2pgrouting/mapconfig_for_cars.xml
rm /tmp/feature_city.osm

La salida muestra algo como:

Opening data file: feature_city.osm
    Parsing data

Spliting ways

Dropping tables...
NOTICE:  table "ways" does not exist, skipping
NOTICE:  table "ways_vertices_pgr" does not exist, skipping
NOTICE:  table "relations_ways" does not exist, skipping
Creating tables...
Creating 'ways_vertices_pgr': OK
   Adding Geometry: Creating 'ways': OK
   Adding Geometry: Creating 'relations_ways': OK
Creating 'osm_nodes': OK
   Adding Geometry: Creating 'osm_relations': OK
Creating 'osm_way_tags': OK
Creating 'osm_way_types': OK
Creating 'osm_way_classes': OK
Adding auxiliary tables to database...
    Processing 1 way types:  Inserted 1 way types
    Processing way's classes:  Inserted 16 way's classes
    Processing way's relations:  Inserted: 83874way's relations
    Processing way's tags:  Inserted 10455 way's tags
    Processing 10455 ways:
Vertices inserted 9165    Ways inserted: 10455
Creating topology...
#########################
size of streets: 4904
size of splitted ways : 10455
Execution started at: Tue Jun 21 17:57:57 2016
Execution ended at:   Tue Jun 21 17:58:02 2016
Elapsed time: 5.084 Seconds.
User CPU time: -> 5.084 seconds
#########################

Ejecutando pgRouting

  • Abrir una ventana Applications ‣ Accessories ‣ Terminal y conectarse a la base de datos city_routing:
psql -U postgres city_routing
  • Teclea \d y se mostrará la lista de todas las tablas disponibles:
                    List of relations
 Schema |           Name           |   Type   |  Owner
--------+--------------------------+----------+----------
 public | geography_columns        | view     | postgres
 public | geometry_columns         | view     | postgres
 public | osm_nodes                | table    | postgres
 public | osm_nodes_node_id_seq    | sequence | postgres
 public | osm_relations            | table    | postgres
 public | osm_way_classes          | table    | postgres
 public | osm_way_tags             | table    | postgres
 public | osm_way_types            | table    | postgres
 public | raster_columns           | view     | postgres
 public | raster_overviews         | view     | postgres
 public | relations_ways           | table    | postgres
 public | spatial_ref_sys          | table    | postgres
 public | ways                     | table    | postgres
 public | ways_gid_seq             | sequence | postgres
 public | ways_vertices_pgr        | table    | postgres
 public | ways_vertices_pgr_id_seq | sequence | postgres
(16 rows)
  • Ejecutar la función de el camino más corto de Dijkstra suponiendo un grafo sin dirección:
SELECT seq, node, edge, cost
        FROM pgr_dijkstra('
                SELECT gid as id, source, target,
                        length as cost FROM ways',
                100, 600, false
        );

 seq | node | edge  |         cost
-----+------+-------+-----------------------
   1 |  100 |   148 |  0.000106201177015572
   2 | 3603 |  4118 |  0.000171096610136435
   3 | 8284 |  9429 |  0.000101401380664492
 ... |  ... |   ... |                 ...
  37 | 3461 |  3964 |   0.00121559903339768
  38 | 1761 |  2013 |   0.00307553090376563
  39 | 5981 |  6801 |  0.000158813884783759
  40 |  600 |    -1 |                     0
(40 rows)

pgr_dijkstra también apoya bigint para identificadores de nodos y segmentos, igualmente osm2pgrouting carga los identificadores osm_id, por lo que alternativamente se puede usar el osm_id en vez de el auto-generado source y target para los nodos. Para buscar los correspondientes osm_ids para los nodos, usar esta consulta:

SELECT id, osm_id
        FROM ways_vertices_pgr where id IN( 100, 600);

Which outputs:

 id  |   osm_id
-----+------------
 100 | 1896068597
 600 |   31369798
(2 rows)
  • Ejecutar la función de el camino más corto de Dijkstra suponiendo un grafo sin dirección usando identificadores OSM.
SELECT seq, node, edge, cost
FROM pgr_dijkstra('
        SELECT gid as id, source_osm AS source, target_osm AS target,
                length as cost FROM ways',
        1896068597, 31369798, false
);

Nota: La sub-consulta SQL debe llevar siempre los campos id, source, target, and cost. Como se están usando campos source_osm y target_osm, se necesita crear un alias para que correspondan a las columnas source y target.

El resultado es:

 seq |    node    | edge  |         cost
-----+------------+-------+-----------------------
   1 | 1896068597 |   148 |  0.000106201177015572
   2 |  471372588 |  4118 |  0.000171096610136435
   3 |  471372583 |  9429 |  0.000101401380664492
   :
   :
  ...|  ...       |   ... |                 ...
  37 | 1370351630 |  3964 |   0.00121559903339768
  38 |   30812815 |  2013 |   0.00307553090376563
  39 | 3214028631 |  6801 |  0.000158813884783759
  40 |   31369798 |    -1 |                     0
(40 rows)

Debido a que se está usando identificadores para los segmentos que son auto generados, los números en la columna edge` son los mismos que en la consulta anterior, pero los números en node son los identificadores de OSM.

El beneficio de usar los identificadores de OSM vs los identificadores autogenerados es, que los resultados van a ser consistentes entre las diferentes bases de datos si manejan un conjunto comun de datos OSM. No todas las funciones han sido cambiadas para el uso de bigint, por lo que no en todas se puede usar el identificador OSM.

  • Para generar la gemetría de una ruta, hay que ligar el resultado con las geometrías de los caminos:
SELECT seq, edge, rpad(b.the_geom::text,60,' ') AS "the_geom (truncated)"
        FROM pgr_dijkstra('
                SELECT gid as id, source, target,
                        length as cost FROM ways',
                100, 600, false
        ) a INNER JOIN ways b ON (a.edge = b.gid) ORDER BY seq;

 seq | edge  |                     the_geom (truncated)
-----+-------+--------------------------------------------------------------
   1 |   148 | 0102000020E61000000200000035BEE5A03A641C40BC98C1734A5E4940F4
   2 |  4118 | 0102000020E610000002000000F4CE577F3A641C402B5CA0EE4D5E494058
   3 |  9429 | 0102000020E61000000200000058BCA2A53C641C40C3503D88535E4940F5
 ... |   ... |                                                          ...
  36 |  6538 | 0102000020E6100000020000002999F7938C6F1C409DD843FB585D49405C
  37 |  3964 | 0102000020E6100000020000005CAE7E6C926F1C40E55C2FF2575D494088
  38 |  2013 | 0102000020E6100000020000008849B89047701C406DF7BC2C375D4940E8
  39 |  6801 | 0102000020E610000002000000E82E89B322721C40A85890C1E55C494059
(39 rows)
  • Para ver las rutas usar en una herramienta gráfica como OpenJump o como la extensión DBmanager de QGIS

Para usar la extensión DBmanager de Qgis: abrir Qgis e ir a Database ‣ DB Manager ‣ DB Manager. Seleccionar el icono SQL Window finalmente cortar y pegar la consulta anterior.

  • Ejecutar la función del camino más corto de Dijkstra considerando grafo con dirección.

En los ejemplos previos, se supuso que los segmentos o calles tienen igual costo en ambas direcciones. Para casos donde existen caminos de un solo sentido, o distintas velocidades en ambos sentidos, el costo de ir en una dirección del camino puede ser differente al de ir en la dirección opuesta. Para estos casos se necesita una columna adicional a la sub-consulta reverse_cost.

SELECT seq, node, edge, cost
        FROM pgr_dijkstra('
                SELECT gid as id, source, target,
                        cost_s As cost, reverse_cost_s AS reverse_cost FROM ways',
                100, 600, true
        );
  • Usa \q para salir del psql.

Que sigue?