K-Reach: Who is in Your Small World
我们研究了有向图中的k跳可达性查询问题，即，在输入图中是否存在从源查询顶点到目标查询顶点的长度为k的有向路径。k-hop可达性问题是经典可达性问题（其中k=无穷大）的一个一般问题。用于处理经典可达性查询以及用于处理最短路径查询的现有索引对于处理k跳可达性查询是不适用的或效率不高的。我们提出了一个索引处理k跳可达性查询，这是简单的设计和高效的建设。我们在广泛的真实数据集上的实验结果表明，即使对于处理经典的可达性查询，我们的索引也比最先进的索引更有效，这些索引主要是为这些查询设计的。我们还表明，我们的索引是有效的，在回答k跳可达性查询。
2012-08-01 cs.DB
Approximate Evaluation of Label-Constrained Reachability Queries
当前对基于图的数据模型的兴趣激增反映了越来越复杂的可达性查询的使用，正如最近对真实世界图查询日志的分析研究所证明的那样。尽管图DBMS功能已经成熟，但复杂的标签约束可达性查询及其相应的聚合版本仍然难以评估。在本文中，我们专注于计数标签约束的可达性查询的近似评估。我们为图形近似查询处理（AQP）提供了一个人类可解释的解决方案。这包括一个摘要算法（GRASP），以及一个自定义的可视化插件，它允许用户探索所获得的摘要。我们证明了节点组最小化的问题，与创建GRASP摘要，是NP-完全的。尽管如此，我们的GRASP摘要在实践中是相当小的，即使是大型图实例，并保证近似图查询回答，与可控的误差估计配对。我们实验衡量我们的GRASP算法的可扩展性和效率，并验证了图AQP模块的准确性和误差估计。据我们所知，我们是第一个能够处理复杂的标签约束可达性查询的可视化驱动的近似图分析的系统。
2018-11-28 cs.DB
Efficient Processing of Reachability and Time-Based Path Queries in a Temporal Graph
时间图是其中顶点在特定时间彼此通信的图，例如，$A$在上午11点呼叫$B$，并通话7分钟，这是由从$A$到$B$的边建模的，起始时间为“上午11点”。“和持续时间“7分钟”。时态图可以用来建模许多网络与时间相关的活动，但有效的算法来分析时态图是严重不足。我们研究的基本问题，如回答可达性和基于时间的路径查询的时间图，并提出了一个高效的索引技术，专门设计用于处理这些查询的时间图。我们的实验结果表明，我们的方法是有效的和可扩展的索引建设和查询处理。
2016-01-25 cs.DB
Efficient Reachability Ratio Computation for 2-hop Labeling Scheme
可达性查询处理作为图的基本操作之一，在过去的几十年里得到了广泛的研究。许多方法遵循设计2跳标签的路线来进行加速。考虑到使用所有节点构造2跳标签时索引大小无法有界，研究者提出使用部分重要节点构造2跳标签（部分2跳标签），以覆盖尽可能多的可达性信息。然后，我们可以实现更好的查询性能与有限的索引大小和索引的建设时间。然而，部分2跳标签并不总是在不同的图上表现良好。在本文中，我们专注于如何有效地计算可达性比率的问题，以帮助用户确定是否部分2跳标签应用于回答给定图的可达性查询。直观地说，可达性比率表示可以由部分2跳标签回答的可达查询的数量与给定图中涉及的可达查询的总数的比率。讨论了可达比计算的困难，提出了一种增量-分区算法。实验结果表明，该算法能够有效地得到可达性比的结果，并说明了不同的部分2跳标签对查询性能的影响。基于实验结果，我们给出了我们的发现，部分2跳标签是否应该使用到给定的图可达性查询处理。
2022-03-05 cs.DB
DBL: Efficient Reachability Queries on Dynamic Graphs (Complete Version)
图的可达性查询是图的基本问题之一，在学术界和工业界都得到了广泛的研究。由于图在许多应用程序中经常更新，因此必须支持有效的图更新，同时在可达性查询中提供良好的性能。现有的解决方案使用有向无环图（DAG）压缩原始图，并提出有效的查询处理和索引更新技术。然而，他们专注于优化强连接组件（SCC）保持不变的场景，忽略了更新SCC时DAG维护的高昂成本。在本文中，我们提出了DBL，一个有效的无DAG索引，以支持可达性查询的动态图与插入只更新。DBL建立在两个互补的索引上：动态地标（DL）标签和双向叶（BL）标签。前者利用地标节点来快速确定可达对，而后者通过索引图中的叶节点来修剪不可达对。我们评估DBL对国家的最先进的方法动态可达性指标与广泛的实验在现实世界的数据集。结果表明，DBL在索引更新方面实现了数量级的加速，同时仍然产生有竞争力的查询效率。
2021-04-15 cs.DB
Even Faster Geosocial Reachability Queries
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
2DReach通过2D R树替代3DReach的区间标记，实现更快的索引构建和更稳定的查询性能。
2026-02-05 cs.DB
Performance Guarantees for Distributed Reachability Queries
在现实世界中，一个图通常是碎片化的，分布在不同的站点上。这突出了在分布式图上评估查询的需要。本文提出了三种类型的查询的分布式评估算法：可达性，以确定一个节点是否可以到达另一个，有界可达性，以确定是否存在一个有界长度的路径之间的一对节点，并定期可达性检查是否存在一个路径连接两个节点，使路径上的节点标签形成一个字符串在一个给定的正则表达式。我们开发这些算法的基础上部分评估，探索并行计算。当在分布图G上计算查询Q时，我们证明了这些算法具有以下性能保证，无论G如何分割和分布：（1）每个站点只被访问一次;（2）网络总流量由Q的大小和G的分割决定，与G的大小无关;（3）响应时间由G的最大片段而不是整个G决定。此外，我们表明，这些算法可以很容易地在MapReduce框架中实现。使用合成和现实生活中的数据，我们实验验证，这些算法是可扩展的大型图形，无论图形是如何分布。
2012-08-01 cs.DB
Optimizing Traversal Queries of Sensor Data Using a Rule-Based Reachability Approach
本文提出基于规则的可达性标准，利用链接数据文档中超媒体描述中的逻辑语句剪除不相关数据源，并通过修改Comunica引擎验证可显著减少HTTP请求和查询执行时间而不损失完整性。
2024-08-30 cs.DB
GeoReach: An Efficient Approach for Evaluating Graph Reachability Queries with Spatial Range Predicates
图被广泛用于在许多应用领域中对数据建模。由于启用GPS的设备的广泛使用，许多应用将空间属性分配给图顶点（例如，地理标记的社交媒体）。用户可以发出具有空间范围谓词（abbr. RangeReach）。RangeReach查找输入顶点是否可以到达位于输入空间范围内的任何空间顶点。RangeReach查询的一个例子是：给定一个社交图，查找Alice是否可以到达位于亚利桑那州立大学地理区域内的任何场所。本文提出了GeoReach的一种方法，增加了空间数据感知的图形数据库管理系统（GDBMS）。GeoReach允许高效执行RangeReach查询，但不会对整体系统的可扩展性（以存储大小和初始化/维护时间衡量）造成很大影响。为了实现这一点，GeoReach配备了一个轻量级的数据结构，即SPA-Graph，它通过空间索引目录增强了底层图形数据。当发出RangeReach查询时，系统采用修剪图遍历方法。基于Neo4j内部真实系统实现的实验证明，GEOREACH的查询响应时间比最先进的空间和可达性索引方法提高了两个数量级，存储量减少了四倍。
2016-03-17 cs.DB cs.SI
Distributed Processing of Generalized Graph-Pattern Queries in SPARQL 1.1
我们提出了一个有效的和可扩展的体系结构，用于处理广义的图形模式查询，因为它们是指定的SPARQL 1.1“查询语言“组件的当前W3C建议。具体来说，我们考虑的一类查询由SPARQL三元组模式与标记的属性路径。从关系的角度来看，这个类解析为带有附加图可达性谓词的关系连接的合取查询。对于可扩展的，即，分布式，处理这种查询非常大的RDF集合，我们开发了一个合适的分区和索引方案，这使我们能够在整个集群的计算节点上分割RDF三元组，并在所有相关的图形分区（从而计算节点）上并行处理传入的SPARQL查询。与大多数以前的作品在这一领域，我们专门针对统一优化和分布式处理的查询组成的关系连接和图形可达性谓词。计算节点之间的所有通信都是通过基于消息传递接口的专有异步通信协议建立的。
2016-12-20 cs.DB
Efficient k-step Weighted Reachability Query Processing Algorithms
本文针对加权图中带权重约束的k步可达性查询问题，提出WKRI索引及基于剪枝策略的构建方法，还基于顶点覆盖集设计GWKRI、LWKRI优化索引，实验验证了方法的高效性。
2024-10-06 cs.DB
Dynamic Graph Queries
图数据库在许多应用中-语义网，交通或生物网络等-不仅很大，而且经常修改。在这种动态环境中评估图查询是一项具有挑战性的任务，因为这些查询通常结合了一阶和导航功能。基于最近的动态可达性研究成果，我们在描述复杂性框架下研究了传统图查询语言的动态评价问题。我们的重点是维护定期的路径查询，其扩展，一阶公式。特别是，我们感兴趣的路径查询定义的非正则语言和扩展的合取正则路径查询（允许比较标签的路径的基础上的字关系）。进一步，我们研究了图中保持距离和乘积图中可达性的密切相关问题。在这个初步的研究中，我们得到的上限限制设置，如无向和无环图，或根据插入只有这些问题，和负面的结果，关于量化器的自由更新公式。此外，我们指出了进一步研究的有趣方向。
2015-12-17 cs.DB cs.LO
Answering Regular Path Queries on Workflow Provenance
本文提出了一种新的方法，有效地评估经常路径查询的起源图的工作流，可能包括递归。该方法假设工作流G的执行g使用现有技术被标记有查询不可知的可达性标签。在查询时，给定g，G和规则路径查询R，该方法将R分解成子查询R1，.，Rk对G是安全的。对于每个安全子查询Ri，G被重写，使得使用g中的节点的可达性标签，可以在恒定时间内判定两个节点之间是否存在与Ri匹配的路径。然后，每个安全子查询的结果被组合，可能有一些小的不安全余数，以产生R的答案。该方法的结果在一个算法，显着减少了现有技术的子查询k的数量，通过增加它们的大小和复杂性，并评估每个子查询的时间限制其输入和输出大小。实验结果证明了这种方法的好处。
2014-08-05 cs.DB
HL-index: Fast Reachability Query in Hypergraphs
The University of New South Wales（新南威尔士大学）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）
本文提出HL-index，一种针对超图max可达性查询的高效索引，通过快速覆盖关系检测和轻量级邻居索引提升查询效率。
2025-12-29 cs.DB
High-Performance Reachability Query Processing under Index Size Restrictions
在本文中，我们提出了一个可扩展的和高效的索引结构的可达性问题的图。我们建立在著名的节点间隔标签计划，从一个特定的节点可达的顶点集是compensable编码为一个集合的节点标识符范围。我们施加一个明确的约束的索引的大小，并灵活地分配近似的可达性范围的节点的图形，这样的索引探针回答查询的数量最小化。如果空间预算增加，则所得到的可调索引结构生成更好的范围标记，从而提供对索引大小和查询处理性能之间的权衡的直接控制。通过使用一个快速的递归查询方法，结合我们的索引结构，我们表明，在实践中，可达性查询可以回答在微秒的顺序上的现成的计算机-即使是对的情况下，真实世界的图形。我们的主张得到了一组广泛的实验结果的支持，这些实验结果使用了大量的基准和真实世界的网络规模的图形数据集。
2012-11-29 cs.DB cs.SI
Labeling Workflow Views with Fine-Grained Dependencies
本文认为，有效地回答可达性查询的起源图的意见，来自执行工作流，可能包括递归的问题。这些视图包括复合模块和模块输入与输出之间的细粒度依赖关系模型。一种新的视图自适应动态标记方案的开发，高效的查询评价，其中视图规范被静态标记（即，因为他们被创建）和数据项被动态标记，因为他们是在工作流执行过程中产生的。虽然细粒度的依赖关系和递归工作流的组合需要，在一般情况下，长（线性大小）的数据标签，我们表明，对于一个大的自然类的工作流和视图，标签是紧凑的（几何尺寸）和可达性查询可以在恒定的时间进行评估。实验结果表明，这种方法的好处超过国家的最先进的技术时，适用于标记多个视图。
2012-08-01 cs.DB
Dynamic Complexity under Definable Changes
本文在Patnaik和Immerman的DynFO框架下研究了可定义变更操作下的动态复杂性。它示出的变化定义的参数自由的一阶公式，所有（统一）$AC^1$查询可以保持一阶动态程序。进一步地，许多单元组变化的维护结果被扩展到更强大的变化操作：（1）无向图的可达性查询在单元组变化和一阶定义插入下是一阶维护，同样地，有向无环图的可达性查询在无量词插入下也是一阶维护。(2)上下文无关语言是在$Σ_1$定义的变化下的一阶维护。这些结果是补充了几个不可表达的结果，例如，可达性查询不能保持下定义的，无量词删除的无量词程序。
2017-01-10 cs.DB cs.LO
Adding Logical Operators to Tree Pattern Queries on Graph-Structured Data
随着数据越来越多地被建模为用于表达复杂关系的图，图结构数据上的树模式查询成为现实世界应用中的重要查询类型。大多数实用的查询语言，如XQuery和SPARQL，都支持使用逻辑AND/OR/NOT运算符来定义树模式的结构约束的逻辑表达式。在本文中，（1）我们提出了广义树模式查询（GTPQs），它完全支持结构约束的命题逻辑。(2)本文深入研究了可满足性、包容性和极小化等基本问题，分析了这些问题的计算复杂性和决策过程。(3)我们提出了一个紧凑的图形表示的中间结果和修剪方法，以减少中间结果的大小和连接操作的数量-两个因素，往往损害传统算法的效率，用于评估树模式查询。(4)我们提出了一个有效的算法，用于评估GTPQs使用3跳作为底层的可达性指标。(5)在真实数据集和合成数据集上的实验证明了该算法的有效性和效率，在计算时间上比现有算法快了几倍到几个数量级，即使对于只使用合取操作的传统树模式查询也是如此.
2012-04-16 cs.DB
PathDB: A system for evaluating regular path queries
Universidad de Talca（塔尔卡大学）；Millennium Institute for Foundational Research on Data (IMFD)（数据基础研究千年研究所 (IMFD)）；Universidad de Chile（智利大学）；National Center for Artificial Intelligence Research (CENIA)（国家人工智能研究中心 (CENIA)）
提出基于封闭路径代数的代数查询引擎PathDB，支持多种路径语义的RPQ，采用操作符逐次执行方式，实验表明比自动机引导的遍历方法快一个数量级以上。
2026-06-23 cs.DB
A Compositional Language for Property Graphs
RelationalAI（关系人工智能）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；IRIF, Université Paris-Cité（IRIF，巴黎西岱大学）；University of Bayreuth（拜罗伊特大学）
针对GQL和SQL/PGQ缺乏组合性的问题，提出一种结合正则路径查询与#Datalog的组合语言，填补表达力空白，并给出标准扩展建议。
2026-06-23 cs.DB cs.LO cs.PL
Exploiting Residual Reachability for Cross-Model Migration of Graph-Based Indexes in Approximate Nearest Neighbor Search
Tongji University（同济大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Ant Group（蚂蚁集团）
针对嵌入模型变化导致图索引重建成本高的问题，提出利用旧索引残差可达性的漂移引导迁移方法，通过两种路径加速新索引构建，最高提速17.43倍且保持召回率。
2026-09-22 cs.DB
Fast In-Memory SQL Analytics on Graphs
我们研究一类图分析SQL查询，我们称之为关系查询。关系查询是固定长度图可达性查询和树模式查询的广泛超集。直观地，它发现从查询指定的源实体可到达的目标实体。它通常还找到聚合分数，这些分数对应于目标实体，并通过对测量属性应用聚合函数来计算，这些测量属性在目标实体、源实体和从源到目标的路径上找到。我们提出了现实世界的OLAP场景，需要高效的关系查询。然而，行存储、列存储和图形数据库在这样的OLAP场景中慢得令人无法接受。我们简要评论的关系查询，允许访问任意模式的直接扩展。GQ-Fast内存分析引擎采用了一种自下而上的完全流水线查询执行模型，该模型运行在一种新颖的数据组织上，该数据组织结合了基于列的组织、索引和压缩的显著特征。此外，GQ-Fast将其查询计划编译成可执行的C++源代码。除了实现运行时效率外，GQ-Fast还减少了主内存需求，因为与列数据库不同，GQ-Fast选择性地允许更密集的压缩形式，包括不支持随机访问的重加权压缩。我们使用GQ-Fast来加速生物医学领域的两个OLAP仪表板的查询。它比Postgres高出2-4个数量级，比MonetDB和Neo4j高出1-3个数量级。此外，由于压缩方法的适当使用，它通常可以节省空间。
2016-04-11 cs.DB
SBG-Sketch: A Self-Balanced Sketch for Labeled-Graph Stream Summarization
各种领域中的应用依赖于处理图形流，例如，云故障排除系统的通信日志、道路网络交通更新以及社交网络上的交互。标记图流是指形成标记图的流传输的边的序列。标签感知应用程序需要在执行图形操作之前过滤图形流。由于这些流的大容量和高速度，通常更实际的是增量地构建图的有损压缩版本，并使用该有损版本来近似地评估图查询。当查询事先未知但与基于边标签的过滤谓词相关联时，挑战就会出现。令人惊讶的是，常见的，特别具有挑战性的是标签图流，具有高度倾斜的标签分布，也可能随着时间的推移而变化。本文介绍了自平衡图草图（SBG-Sketch，简称），一个图形化的草图，总结和查询标记图流，可以应对所有这些挑战。SBG-Sketch维护两个边属性的概要（例如，边权重）以及流式传输的图的拓扑。SBG-Sketch允许高效处理图遍历查询，例如，可达性查询。在各种真实图形流上的实验结果表明，SBG-Sketch将最先进方法的估计误差降低了99%。
2017-09-20 cs.DB
Scalable Audience Reach Estimation in Real-time Online Advertising
Turn Inc（Turn公司）
近年来，在线广告已被引入作为最有效的广告方法之一。然而，广告商关心他们的在线广告活动的效率，并且因此想要将他们的广告印象限制到某些网站和/或某些受众群体。这些限制称为目标标准，限制了更好性能的可达性。可达性和性能之间的这种权衡说明了对可以快速预测/估计（具有良好准确性）这种权衡的预测系统的需要。设计这样一个系统是具有挑战性的，因为（a）需要处理大量的数据，以及（b）需要快速和准确的估计。在本文中，我们提出了一个分布式容错系统，可以快速生成这样的估计具有良好的精度。其主要思想是在多台机器的内存中保留一个小的代表性样本，并将预测问题制定为对样本的查询。关键的挑战是在过去的数据中找到最好的分层，执行多变量分层抽样，同时确保模糊回退以覆盖少数群体。我们的研究结果表明，一个显着的改善，目前广泛使用的行业中的均匀和简单的分层抽样策略。
2013-05-14 cs.DB cs.LG
Dynamically Detect and Fix Hardness for Efficient Approximate Nearest Neighbor Search
针对近似最近邻搜索中OOD查询精度下降问题，提出Escape Hardness度量并分两阶段动态修复图缺陷，显著提升搜索速度与构建效率。
2025-10-25 cs.DB
GRAFT: Graph-Matched Retrieval and Fusion of Tables in Data Lakes
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；University of Wollongong（伍伦贡大学）；The University of Queensland（昆士兰大学）
研究如何让自主数据代理在表格数据湖解析查询，提出GRAFT方法。将表格检索视为图匹配问题，引入IGMS奖励，把子图生成重述为马尔可夫决策过程并学习价值函数，设计在线管道修剪候选空间，在相关数据集上效果优于基线。
2026-07-15 cs.DB
