路径规划代码无向图下运行正常，MultiDiGraph输入报NoneType不可下标错误

尊敬的Stack Overflow社区用户：
我开发了一款基于长度和高程的路径规划工具，使用两类成本因子计算时，仅输入无向图可正常得到结果，代码运行无异常，但输入MultiDiGraph时无法正常运行，而我需要使用MultiDiGraph适配高程相关的计算需求。

我遇到的报错如下：

报错1 #

~\anaconda3\envs\environmentwithhighestversion\lib\site-packages\osmnx\plot.py in plot_graph_route(G, route, route_color, route_linewidth, route_alpha, orig_dest_size, ax, **pg_kwargs)
292
293     # scatterplot origin and destination points (first/last nodes in route)
--> 294     x = (G.nodes[route[0]]["x"], G.nodes[route[-1]]["x"])
295     y = (G.nodes[route[0]]["y"], G.nodes[route[-1]]["y"])
296     ax.scatter(x, y, s=orig_dest_size, c=route_color, alpha=route_alpha, edgecolor="none")
TypeError: 'NoneType' object is not subscriptable

报错2 #

~\anaconda3\envs\environmentwithhighestversion\lib\site-packages\osmnx\utils_graph.py in get_route_edge_attributes(G, route, attribute, minimize_key, retrieve_default)
263     """
264     attribute_values = []
--> 265     for u, v in zip(route[:-1], route[1:]):
266         # if there are parallel edges between two nodes, select the one with the lowest value of minimize_key
TypeError: 'NoneType' object is not subscriptable

我的代码是在G. Boeing 2021年的开源代码基础上修改而来，可搜索OSMnx官方示例库的12-node-elevations-edge-grades.ipynb获取可复现示例。

触发第一个报错的代码：

TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-3-86e03594e5bd> in <module>
  7 route_by_impedance = ox.shortest_path(G7, source, target, weight="impedance")
  8 print('Route Impedance:')
----> 9 fig, ax = ox.plot_graph_route(G7, route_by_impedance, node_size=3)
 10 def print_route_stats(route):
 11     route_grades = ox.utils_graph.get_route_edge_attributes(G7, route, "grade_abs")

触发第二个报错的代码：

ipython-input-4-4eb87f73e021> in print_route_stats(route)
  9 #fig, ax = ox.plot_graph_route(G7, route_by_impedance, node_size=3)
 10 def print_route_stats(route):
 ---> 11     route_grades = ox.utils_graph.get_route_edge_attributes(G7, route, "grade_abs")
 12     msg = "The average grade is {:.1f}% and the max is {:.1f}%"
 13     print(msg.format(np.mean(route_grades) * 100, np.max(route_grades) * 100))

请问有谁知道我遇到该问题的原因吗？

此致
Damiaan

问题根因 #

两个报错的核心触发原因完全一致：调用ox.shortest_path()计算得到的route_by_impedance是None值，未找到符合要求的路径，后续调用绘图、提取边属性的函数时尝试对None进行下标访问，直接触发类型错误。

无向图可正常运行、MultiDiGraph报错的常见原因如下：

• 有向图路径连通性限制：无向图默认两点之间双向可达，但MultiDiGraph是有向多图，路径只能沿边的指定方向通行。如果高程成本计算后，两点之间不存在沿边方向的连通路径，或者所有路径的权重值为无穷大，shortest_path就会返回None。
• 自定义权重字段异常：检查MultiDiGraph的所有边是否都正确赋值了impedance字段，有没有边漏赋值导致权重为NaN/无穷大，或者字段名拼写错误。OSMnx会默认将无权重值的边权重设为无穷大，直接排除出可选路径。
• 起终点节点适配问题：确认source和target两个节点确实存在于MultiDiGraph的节点列表中，有向图中如果节点不存在，或者节点只有入边没有出边（或者反过来）也会导致无路径。

排查解决步骤 #

1. 先添加路径存在性判断，确认问题触发原因：

import networkx as nx
route_by_impedance = ox.shortest_path(G7, source, target, weight="impedance")
if route_by_impedance is None:
    print("未找到有效路径")
    # 检查两点在有向图中是否存在连通路径
    print(nx.has_path(G7, source, target))

2. 确认无连通路径后，先将weight参数改为默认的length，测试是否能返回路径，排除权重字段配置错误的问题。
3. 如使用length可正常返回路径，逐边检查impedance字段的赋值逻辑，确认没有异常值。
4. 若确实需要允许双向通行计算高程成本，可在计算路径时临时将图转为无向图，计算完成后再对应回有向图的边属性，或者在构造MultiDiGraph时为每一条原边添加反向边，同时赋值对应的高程成本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Damiaan van Harteveld