Andrew Goldberg, Microsoft Research
 
  
Abstract:
This is a survey of Hub  Labeling results for general and road networks.                                                                                                              
                                                                                                                                                                                          
  Given a weighted graph,  a distance oracle takes as an input a pair of vertices and returns the distance  between them. The labeling approach to distance oracle                                                                                                      
  design is to precompute  a label for every vertex so that distances can be computed from the  corresponding labels. This approach has been introduced by                                                                                                         
  [Gavoille et al. '01],  who also introduced the Hub Labeling algorithm (HL). HL has been further  studied by [Cohen et al. '02].                                                                                                                                   
                                                                                                                                                                                          
  We study HL in the  context of graphs with small highway dimension (e.g., road networks).  We show that under this assumption HL labels are                                                                                                              
  small and the queries  are sublinear. We also give an approximation algorithm for computing small HL  labels that uses the fact that shortest path set                                                                                                              
  systems have small  VC-dimension.                                                                                                                                                      
                                                                                                                                                                                          
  Although  polynomial-time, precomputation given by theory is too slow for continental-size road  networks. However, heuristics guided by the theory are                                                                                                         
  fast, and compute very  small labels. This leads to the fastest currently known practical distance  oracles for road networks.                                                                                                                                   
                                                                                                                                                                                          
  The simplicity of HL  queries allows their implementation inside of a relational database (e.g., in SQL),  and query efficiency assures real-time response.                                                                                                            
  Furthermore, including  HL data in the database allows efficient implementation of more sophisticated  location-based queries. These queries can be combined                                                                                                          
  with traditional SQL  queries. This approach brings the power of location-based services to SQL  programmers, and benefits from external memory implementation                                                                                                        
  and query optimization  provided by the underlying database.                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                          
  Joint work with Ittai  Abraham, Daniel Delling, Amos Fiat, and Renato Werneck