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采用原始-对偶列生成方法进行大规模优化。 (英语) Zbl 1334.90072号

摘要:原对偶列生成方法(PDCGM)是一种通用的列生成技术,它依赖于原对偶内点方法来解决受限主问题。使用此内点方法变量可以获得次优且中心良好的对偶解,从而自然稳定柱生成过程。正如最近在文献中所述,与依赖于极端最优对偶解决方案的标准列生成相比,通常可以观察到对oracle的调用次数和CPU时间的减少。然而,这些结果是基于从组合应用的线性松弛中获得的相对较小的问题。在本文中,我们在更广泛的背景下,即在求解大规模凸优化问题时,研究PDCGM的行为。我们选择了出现在重要现实环境中的应用程序,如数据分析(多核学习问题)、不确定性决策(两阶段随机规划问题)和电信和运输网络(多商品网络流问题)。在数值实验中,我们使用公开的基准实例将PDCGM的性能与文献中不同方法的最新结果进行比较,这些方法是迄今为止最佳的可用结果。对这些结果的分析表明,PDCGM提供了比专用方法更具吸引力的替代方法,因为它在迭代次数和CPU时间方面仍然具有竞争力,即使对于大规模优化问题也是如此。

MSC公司:

90C06型 数学规划中的大规模问题
49平方米27 分解方法
90C25型 凸面编程
90摄氏51度 内部点方法
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参考文献:

[1] Altman,A.,Kiwiel,K.C.:关于凸可行性和最小化问题的一些分析中心割平面方法的注释。计算。最佳方案。申请。5(2), 175-180 (1996) ·Zbl 0859.90102号 ·doi:10.1007/BF00249055
[2] Alvelos,F.,Valério de Carvalho,J.M.:平面多商品流问题的扩展模型和列生成算法。网络50(1),3-16(2007)·Zbl 1119.90064号 ·doi:10.1002/net.20161
[3] Ariyawansa,K.,Felt,A.J.:关于随机线性规划测试问题的新集合。信息J.计算。16(3), 291-299 (2004) ·Zbl 1239.90081号 ·doi:10.1287/ijoc.1030.0037
[4] 巴邦瑙,F。;Beltran,C。;Haurie,A。;Tadonki,C。;小瓶,JP;Kontoghiorghes,EJ(编辑);Gatu,C.(编辑);Amman,H.(编辑);Rustem,B.(编辑);Deissenberg,C.(编辑);Farley,A.(编辑);Gilli,M.(编辑);Kendrick,D.(编辑);Luenberger,D.(编辑);Maes,R.(编辑);Maros,I.(编辑);Mulvey,J.(编辑);Nagurney,A.(编辑);Nielsen,S.(编辑);Pau,L.(编辑);Tse,E.(编辑);Whinston,A.(编辑),Proximal-ACCPM:一种基于预言机的通用优化方法,第9期,67-89(2007),柏林·Zbl 1118.90056号 ·doi:10.1007/3-540-36626-14
[5] Babonneau,F.,du Merle,O.,Vial,J.P.:用主动集策略和近似ACPM解决大规模线性多商品流问题。操作。第54(1)号决议,184-197(2006)·Zbl 1167.90661号 ·doi:10.1287/opre.1050.0262
[6] Babonneau,F.,Vial,J.P.:带非线性约束和主动集策略的ACCPM,用于解决非线性多商品流问题。数学。程序。120, 179-210 (2009) ·Zbl 1169.90023号 ·文件编号:10.1007/s10107-007-0151-3
[7] 巴赫、F.R.、兰克里特、G.R.G.、乔丹、M.I.:多核学习、二次曲线对偶和SMO算法。摘自:第二十一届机器学习国际会议记录,ICML'04,第6页。ACM,纽约(2004)·Zbl 1016.90077号
[8] Bahn,O.,Merle,O.、Goffin,J.L.、Vial,J.P.:随机规划分析中心的割平面法。数学。程序。69, 45-73 (1995) ·Zbl 0855.9003号
[9] Ben-Hur,A.,Weston,J.:支持向量机的用户指南。《生命科学数据挖掘技术》,第223-239页。柏林施普林格出版社(2010年)·Zbl 1167.90661号
[10] Benders,J.F.:解决混合变量编程问题的分区程序。数字数学4,238-252(1962)·Zbl 0109.38302号 ·doi:10.1007/BF01386316
[11] Birge,J.R.,Dempster,M.A.,Gassmann,H.I.,Gunn,E.A.,King,A.J.,Wallace,S.W.:多周期随机线性程序的标准输入格式。煤炭新闻。17, 1-19 (1987)
[12] Birge,J.R.,Louveaux,F.V.:两阶段随机线性规划的多截算法。欧洲药典。第34(3)号决议,384-392(1988)·Zbl 0647.90066号 ·doi:10.1016/0377-2217(88)90159-2
[13] Birge,J.R.,Louveaux,F.V.:随机编程导论。柏林施普林格(1997)·Zbl 0892.90142号
[14] Briant,O.,Lemaréchal,C.,Meurdesoif,P.,Michel,S.,Perrot,N.,Vanderbeck,F.:束和经典柱生成的比较。数学。程序。113, 299-344 (2008) ·Zbl 1152.90005号 ·doi:10.1007/s10107-006-0079-z
[15] Castro,J.:用专门的内部点算法解决复杂的多商品问题。安·Oper。第124、35-48号决议(2003年)·Zbl 1053.90010号 ·doi:10.1023/B:ANOR.0000004761.99649.a5文件
[16] Castro,J.,Cuesta,J.:通过二次正则化改进多商品流的内点算法。网络59(1),117-131(2012)·Zbl 1245.90081号 ·doi:10.1002/net.20483
[17] Dantzig,G.B.:线性规划及其扩展。普林斯顿大学出版社,普林斯顿(1963)·Zbl 0108.33103号
[18] Dantzig,G.B.,Madansky,A.:关于不确定性下两阶段线性规划的解。摘自:《伯克利第四届数理统计与概率研讨会论文集》,第1卷,第165-176页。加州大学伯克利分校出版社(1961)·Zbl 0104.14401号
[19] Dantzig,G.B.,Wolfe,P.:线性程序的分解算法。《计量经济学》29(4),767-778(1961)·Zbl 0104.14305号 ·doi:10.2307/1911818
[20] Dijkstra,E.W.:关于与图有关的两个问题的注释。数字数学1,269-271(1959)·Zbl 0092.16002号 ·doi:10.1007/BF01386390
[21] Ellison,E.,Mitra,G.,Zverovich,V.:FortSP:随机规划求解器。OptiRisk Systems,英国(2010年)
[22] Ford,L.R.,Fulkerson,D.R.:最大多商品网络流量的建议计算。管理。科学。5(1), 97-101 (1958) ·Zbl 0995.90516号 ·doi:10.1287/mnsc.5.1.97
[23] Frangioni,A.:广义束方法。SIAM J.Optim公司。13, 117-156 (2002) ·Zbl 1041.90037号 ·doi:10.1137/S1052623498342186
[24] Frangioni,A.,Gallo,G.:线性多商品最小成本流问题的捆绑式双因素方法。信息J.计算。11(4),370-393(1999)·Zbl 1034.90534号 ·doi:10.1287/ijoc.11.4.370
[25] Frangioni,A.,Gendron,B.:一种稳定的结构化Dantzig-Wolfe分解方法。数学。程序。140(1), 45-76 (2013) ·Zbl 1272.90029号 ·doi:10.1007/s10107-012-0626-8
[26] Frank,A.,Asuncion,A.:UCI机器学习库(2010)。http://archive.ics.uci.edu/ml ·Zbl 0856.90088号
[27] Geoffrion,A.M.:大规模数学编程的要素第一部分:概念。管理。科学。16(11), 652-675 (1970) ·Zbl 0209.22801号 ·doi:10.1287/mnsc.16.16.552
[28] Geoffrion,A.M.:大规模数学规划的要素第二部分:算法和书目的综合。管理。科学。16(11), 676-691 (1970) ·Zbl 0209.22801号 ·doi:10.1287/mnsc.16.11.676
[29] Gilmore,P.C.,Gomory,R.E.:切割库存问题的线性规划方法。操作。第9(6)号决议,849-859(1961)·Zbl 0096.35501号 ·doi:10.1287/opre.9.6.849
[30] Goffin,J.L.,Gondzio,J.,Sarkisian,R.,Vial,J.P.:用解析中心割平面法求解非线性多商品流问题。数学。程序。76, 131-154 (1996) ·Zbl 0881.90050号
[31] Goffin,J.L.,Haurie,A.,Vial,J.P.:用投影算法进行分解和不可微优化。管理。科学。38(2), 284-302 (1992) ·Zbl 0762.90050号 ·doi:10.1287/mnsc.38.2.284
[32] Goffin,J.L.,Luo,Z.Q.,Ye,Y.:凸可行性问题的内切面方法的复杂性分析。SIAM J.Optim公司。6(3), 638-652 (1996) ·Zbl 0856.90088号 ·doi:10.1137/S1052623493258635
[33] Goffin,J.L.,Vial,J.P.:凸不可微优化:一项关于解析中心割平面法的调查。最佳方案。方法软件。17, 805-868 (2002) ·兹比尔1065.90060 ·doi:10.1080/1055678021000060829a
[34] Gondzio,J.:切割方案中应用的原对偶方法的暖启动。数学。程序。83, 125-143 (1998) ·Zbl 0920.90102号
[35] Gondzio,J.:25年后的内点法。欧洲药典。第218(3)号决议,587-601(2012年)·Zbl 1244.90007号 ·doi:10.1016/j.ejor.2011.09.017
[36] Gondzio,J.,González Brevis,P.:原始对偶列生成方法的一种新的热启动策略。数学。程序。152(1-2), 113-146 (2015). doi:10.1007/s10107-014-0779-8·Zbl 1327.90389号
[37] Gondzio,J.,González-Brevis,P.,Munari,P.:原始-双柱生成技术的新发展。欧洲药典。第224(1)号决议,第41-51号决议(2013年)·Zbl 1292.90318号 ·doi:10.1016/j.ejor.2012.07.024
[38] Gondzio,J.,Sarkisian,R.:用原对偶方法生成列。技术报告96.6,罗技实验室(1996)·Zbl 0995.90516号
[39] Gönen,M.,Alpaydin,E.:多核学习算法。J.马赫。学习。第12号决议,2211-2268(2011)·Zbl 1280.68167号
[40] Hiriart-Urruti,J.B.,Lemaréchal,C.:凸分析和最小化算法II:高级理论和束方法。柏林施普林格(1993)·Zbl 0795.49002号
[41] Holmes,D.:A(PO)rtable(S)to castic programming(T)est(S)et(POSTS)(1995)。适用于:http://users.iems.northwestern.edu/jrberge/html/dholmes/post.html。2013年4月访问
[42] Kall,P.,Wallace,S.W.:随机规划。威利,纽约(1994)·Zbl 0812.90122号
[43] Kelley,L.E.:求解凸规划的割平面方法。J.Soc.Ind.申请。数学。8(4), 703-712 (1960) ·Zbl 0098.12104号 ·数字对象标识代码:10.1137/0108053
[44] Kiwiel,K.C.:凸不可微最小化的束方法中的邻近控制。数学。程序。46, 105-122 (1990) ·Zbl 0697.90060号 ·doi:10.1007/BF01585731
[45] Kiwiel,K.C.:使用分析中心的一些切面方法的复杂性。数学。程序。74(1), 47-54 (1996) ·兹伯利0868.90110 ·doi:10.1007/BF02592145
[46] Lanckriet,G.,Cristianini,N.,Bartlett,P.,Ghaoui,L.,Jordan,M.:用半定规划学习核矩阵。J.马赫。学习。第5、27-72号决议(2004年)·Zbl 1222.68241号
[47] Larsson,T.,Yuan,D.:大规模多商品路由的增广拉格朗日算法。计算。最佳方案。申请。27, 187-215 (2004) ·Zbl 1044.90010号 ·doi:10.1023/B:COAP.00008652.29295.eb
[48] Lemaréchal,C.,Nemirovskii,A.,Nesterov,Y.:束方法的新变体。数学。程序。69(1-3)、111-147(1995)·Zbl 0857.90102号 ·doi:10.1007/BF01585555
[49] Lemaréchal,C.,Ouorou,A.,Petrou,G.:电信数据网络中的捆绑式路由算法。计算。最佳方案。申请。44, 385-409 (2009) ·Zbl 1181.90059号 ·doi:10.1007/s10589-007-9160-7
[50] Lobo,M.S.,Vandenberghe,L.,Boyd,S.,Lebret,H.:二阶锥规划的应用。线性代数应用。284(1-3), 193-228 (1998) ·Zbl 0946.90050号 ·doi:10.1016/S0024-3795(98)10032-0
[51] Lübbecke,M.E.,Desrosiers,J.:专栏生成中的选定主题。操作。第53(6)号决议,1007-1023(2005)·Zbl 1165.90578号 ·doi:10.1287/opre.1050.0234
[52] Marsten,R.E.,Hogan,W.W.,Blankenship,J.W.:大规模优化的箱步法。操作。第23(3)号决议,389-405(1975)·Zbl 0372.90078号 ·doi:10.1287/opre.23.389
[53] Martinson,R.K.,Tind,J.:Dantzig-Wolfe分解中的内点方法。计算。操作。第26号决议,1195-1216(1999)·Zbl 1016.90077号 ·doi:10.1016/S0305-0548(98)00101-4
[54] McBride,R.D.:解决多商品流问题的进展。SIAM J.Optim公司。8(4), 947-955 (1998) ·Zbl 0912.90128号 ·doi:10.1137/S1052623496304542
[55] du Merle,O.,Villeneuve,D.,Desrosiers,J.,Hansen,P.:稳定柱生成。离散数学。194(1-3), 229-237 (1999) ·Zbl 0949.90063号 ·doi:10.1016/S0012-365X(98)00213-1
[56] Mitchell,J.E.,Borchers,B.:使用原对偶内点切割平面方法解决现实世界中的线性排序问题。安·Oper。第62、253-276号决议(1996年)·Zbl 0848.90086号 ·doi:10.1007/BF02206819
[57] Munari,P.,Gondzio,J.:在分支-投影-切割方法中使用原始-对偶内点算法。计算。操作。2026-2036年第40(8)号决议(2013年)·兹比尔1348.90478 ·doi:10.1016/j.cor.2013.02.028
[58] Neame,P.:整数规划中的非光滑对偶方法。墨尔本大学数学与统计系博士论文(2000年)·Zbl 1167.90661号
[59] Ouorou,A.,Mahey,P.,Vial,J.P.:凸多商品流问题算法综述。管理。科学。46(1), 126-147 (2000) ·Zbl 1231.90110号 ·doi:10.1287/mnsc.46.112615132
[60] Rakotomonzy,A.,Bach,F.,Canu,S.,Grand代客,Y.:SimpleMKL。J.马赫。学习。第9号决议,2491-2521(2008年)·Zbl 1225.68208号
[61] Ruszczynski,A.:最小化多面体函数和的正则化分解方法。数学。程序。35, 309-333 (1986) ·Zbl 0599.90103号 ·doi:10.1007/BF01580883
[62] Schramm,H.,Zowe,J.:最小化非光滑函数的捆绑思想的一个版本:概念思想,收敛分析,数值结果。SIAM J.Optim公司。2(1), 121-152 (1992) ·兹比尔0761.90090 ·doi:10.1137/0802008年
[63] Sonnenburg,S.、Rätsch,G.、Henschel,S.,Widmer,C.、Behr,J.、Zien,A.、de Bona,F.、Binder,A.、Gehl,C.、Franc,V.:SHOGUN机器学习工具箱。J.马赫。学习。第11号决议,1799-1802(2010)·Zbl 1242.68003号
[64] Sonnenburg,S.、Rätsch,G.、Schäfer,C.、Schölkopf,B.:大规模多内核学习。J.马赫。学习。第7号决议,1531-1565(2006)·Zbl 1222.90072号
[65] Suzuki,T.,Tomioka,R.:SpicyMKL:一种使用数千个内核进行多内核学习的快速算法。马赫。学习。85, 77-108 (2011) ·Zbl 1237.68166号 ·doi:10.1007/s10994-011-5252-9
[66] Van Slyke,R.,Wets,R.:L型线性规划及其在最优控制和随机规划中的应用。SIAM J.应用。数学。17(4), 638-663 (1969) ·Zbl 0197.45602号 ·doi:10.1137/0117061
[67] 范德贝克,F。;Desaulniers,G.(编辑);Desrosiers,J.(编辑);Solomon,MM(编辑),《实现混合整数列生成》,331-358(2005),美国·Zbl 1246.90108号 ·doi:10.1007/0-387-25486-2_12
[68] Vapnik,V.:统计学习理论。威利,纽约(1998)·Zbl 0935.62007号
[69] Wentges,P.:线性混合整数规划的加权Dantzig-Wolfe分解。国际事务处理。操作。第4(2)号决议,151-162(1997)·Zbl 0886.90107号
[70] Xu,Z.,Jin,R.,King,I.,Lyu,M.:高效多核学习的扩展级方法。高级神经信息处理。系统。21, 1825-1832 (2009) ·Zbl 1170.35396号
[71] Zien,A.,Ong,C.S.:多类多内核学习。摘自:第24届机器学习国际会议论文集。2007年ICML,第1191-1198页。ACM,纽约(2007)
[72] Zverovich,V.,Fábián,C.I.,Ellison,E.F.,Mitra,G.:使用增强Benders分解处理两阶段随机LP的求解器系统的计算研究。数学。程序。计算。4, 211-238 (2012) ·Zbl 1275.90050 ·doi:10.1007/s12532-012-0038-z
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