Erste version der Routing Funktion. Mit Graph Visualisierung

lib/routing.py

@@ -3,6 +3,8 @@ import json
 import argparse
 import heapq
 import math
+import matplotlib.pyplot as plt
+import networkx as nx
 
 # Hilfsfunktionen
 def load_json(filepath):
@@ -12,25 +14,29 @@ def load_json(filepath):
 def parse_pos(pos_str):
     """ Konvertiert '(x, y)' oder '(x, y, z)' in ein Tuple """
     try:
-        return tuple(map(float, pos_str.strip('()').split(',')))
+        return tuple(map(float, pos_str.strip('[]').split(',')))
     except Exception:
         raise ValueError(f"Ungültiges Positionsformat: {pos_str}")
 
 def distance(p1, p2):
     """ Euklidische Distanz in 2D """
-    return math.sqrt((p1[0]-p2[0])**2 + (p1[1]-p2[1])**2)
+    return math.sqrt((p1[0] - p2[0])**2 + (p1[1] - p2[1])**2)
 
 def add_edge(graph, node1, node2, dist):
-    """ Fügt eine Kante zwischen zwei Knoten im Graphen hinzu """
+    """ Fügt eine ungerichtete Kante zwischen zwei Knoten hinzu, aber nur einmal """
     if node1 not in graph:
         graph[node1] = []
     if node2 not in graph:
         graph[node2] = []
-    graph[node1].append((node2, dist))
+
-    graph[node2].append((node1, dist))
+    # Nur hinzufügen, wenn Kante noch nicht existiert (ungerichtet)
+    if not any(n == node2 for n, _ in graph[node1]):
+        graph[node1].append((node2, dist))
+    if not any(n == node1 for n, _ in graph[node2]):
+        graph[node2].append((node1, dist))
 
 def project_point_on_segment(p, a, b):
-    """Projektion eines Punktes p auf ein Liniensegment a-b"""
+    """ Projektion eines Punktes p auf ein Liniensegment a-b """
     ax, ay = a
     bx, by = b
     px, py = p
@@ -65,6 +71,54 @@ def dijkstra(graph, start):
 
     return distances
 
+def print_graph(graph):
+    printed = set()
+    for node, edges in graph.items():
+        for neighbor, dist in edges:
+            edge_id = tuple(sorted((node, neighbor)))
+            if edge_id not in printed:
+                printed.add(edge_id)
+                print(f"{edge_id[0]} --> {edge_id[1]} (Distanz: {dist})")
+
+
+def visualize_graph(graph, racks):
+    G = nx.Graph()
+    pos = {}
+
+    for node, edges in graph.items():
+        pos[node] = node_to_coords(node, racks)
+        for neighbor, distance in edges:
+            if not G.has_edge(node, neighbor):  # Doppelte Kanten vermeiden
+                G.add_edge(node, neighbor, weight=round(distance, 1))
+
+    plt.figure(figsize=(10, 10))
+    nx.draw(
+        G, pos,
+        with_labels=True,
+        node_size=100,
+        font_size=8,
+        node_color='skyblue',
+        edge_color='gray'
+    )
+
+    edge_labels = nx.get_edge_attributes(G, 'weight')
+    nx.draw_networkx_edge_labels(G, pos, edge_labels=edge_labels, font_size=6)
+
+    plt.title("Rack-Graph (aus racks.json)")
+    plt.axis("equal")
+    plt.tight_layout()
+    plt.show()
+
+
+def node_to_coords(node_name, racks):
+    """Extrahiert die Koordinaten aus dem Knotennamen wie 'Rack_1_Node_2'"""
+    parts = node_name.split("_")
+    rack = f"{parts[0]}_{parts[1]}"
+    node = f"{parts[2]}_{parts[3]}"
+    coords = racks[rack][node]
+    return tuple(coords)
+
+
 
 if __name__ == "__main__":
     parser = argparse.ArgumentParser(description='Berechne Wege von Sensoren zu Verteilern über Kabeltrassen')
@@ -83,32 +137,55 @@ if __name__ == "__main__":
 
     # Einlesen
     sensors = load_json(sensors_path)
-    subdists = {k: parse_pos(v) for k, v in load_json(subdist_path).items()}
+    subdists = load_json(subdist_path)
     racks = load_json(racks_path)
 
     # Graph erstellen
     graph = {}
 
-    # Sensoren zu Kabeltrassen verbinden
+    for rack_id, rack in racks.items():
-    for sensor_id, sensor_info in sensors.items():  #über alle Sensoren und alle deren Infos laufen
+        nodes = list(rack.values())  # Liste aller Knoten im Rack
-        sensor_pos = tuple(sensor_info['pos'])      #sensor position als tuple übergeben
+
+        for i in range(len(nodes) - 1):
+            segment_start = tuple(nodes[i])
+            segment_end = tuple(nodes[i + 1])
+            dist = distance(segment_start, segment_end)
+
+            # Erstelle Kanten zwischen den benachbarten Knoten
+            add_edge(graph, f"{rack_id}_Node_{i+1}", f"{rack_id}_Node_{i+2}", dist)
+
+    # Graph in Kommandozeile beschreiben und mittels matplotlib ausgeben
+    print("\nGraph basierend auf den Racks (ungerichtet, eindeutige Kanten):")
+    print_graph(graph)
+
+    visualize_graph(graph, racks)
+
+
+
+    """# 1. Vom Sensor zum Rack laufen und Knoten einfügen
+    for sensor_id, sensor_info in sensors.items():
+        sensor_pos = tuple(sensor_info['pos'])
         for rack in racks:
             for segment_start, segment_end in zip(rack[:-1], rack[1:]):
                 # Berechne Distanz von Sensor zur Kabeltrasse
                 px, py = project_point_on_segment(sensor_pos, segment_start, segment_end)
                 dist = distance(sensor_pos, (px, py))
-                add_edge(graph, sensor_id, f"rack_{rack}", dist)
+                rack_id = f"rack_{rack}"
+                # Sensor zum Rack Knoten verbinden
+                add_edge(graph, sensor_id, rack_id, dist)
 
-    # Unterverteiler zu Kabeltrassen verbinden
+    # 2. Vom Unterverteiler (UV) zum Rack laufen und Knoten einfügen
     for uc_id, uc_pos in subdists.items():
         for rack in racks:
             for segment_start, segment_end in zip(rack[:-1], rack[1:]):
-                # Berechne Distanz von UC zur Kabeltrasse
+                # Berechne Distanz von UV zur Kabeltrasse
                 px, py = project_point_on_segment(uc_pos, segment_start, segment_end)
                 dist = distance(uc_pos, (px, py))
-                add_edge(graph, uc_id, f"rack_{rack}", dist)
+                rack_id = f"rack_{rack}"
+                # UV zum Rack Knoten verbinden
+                add_edge(graph, uc_id, rack_id, dist)
 
-    # Sensor zu UC verbinden (Routing von Sensoren zu den zugehörigen Unterverteilern)
+    # 3. Vom Sensor Knoten zum zugehörigen Unterverteiler Knoten entlang der Racks
     for sensor_id, sensor_info in sensors.items():
         subdist_id = None
         if 'KENNZEICHNUNG' in sensor_info:
@@ -120,14 +197,16 @@ if __name__ == "__main__":
             # Verbinde den Sensor mit dem zugehörigen Unterverteiler
             sensor_pos = tuple(sensor_info['pos'])
             uc_pos = subdists[subdist_id]
+            # Berechne Distanz von Sensor zum Unterverteiler (über Trassen)
             dist = distance(sensor_pos, uc_pos)
             add_edge(graph, sensor_id, subdist_id, dist)
 
-    # Berechnung der kürzesten Wege mit Dijkstra
+    # 4. Berechnung der kürzesten Wege mit Dijkstra
     routing_result = {}
     for sensor_id in sensors:
         distances = dijkstra(graph, sensor_id)
         routing_result[sensor_id] = distances
 
     if args.console:
-        print(json.dumps(routing_result, indent=2))
+        print(json.dumps(routing_result, indent=2))"""
+