×
帕维尔·苏瑞克

基于时间扩展图的命题编码，用于实现合作路径查找问题的跨越最优解。 （英语） Zbl 1423.68474号

安。数学。工件。智力。 81，编号3-4，329-375（2017）.
小结：本文讨论了如何用最大优化的方法解决合作路径查找（CPF）问题。CPF问题的一个可行解决方案是移动代理的移动，每个代理都有唯一的初始位置和目标位置。CPF中采用的抽象假设代理是通过遍历其边在无向图上移动的离散单元。我们特别关注CPF问题的最佳解决方案，其任务是根据所有代理达到目标位置所需的总时间步长，生成尽可能短的解决方案。我们证明了将CPF简化为命题可满足性（SAT）是获得最大优化解的可行方法。提出了几种将CPF编码为命题公式的方法，并从理论和实验上进行了评估。比较了基于决策变量的日志表示和直接表示的编码。评估表明，基于SAT的CPF解决方案在高度受限的场景（即代理密集占用的环境和代理之间频繁交互的环境）中优于OD+ID、CBS和ICTS等基于搜索的CPF解算器的最大优化版本。此外，实验清楚地表明，基于变量直接表示的CPF编码可以更快地求解，尽管它们的空间效率低于日志编码。

引用于2文件

MSC公司：

68T20型 人工智能背景下的问题解决（启发式、搜索策略等）
68T42型 Agent技术与人工智能

关键词：

合作路径查找;命题可满足性;时间展开图;制造优化;多机器人路径规划;多agent寻路;图上的卵石运动;算子分解/独立性检测;基于冲突的搜索;增加成本树搜索

软件：

阿祖卡;图规划;糖;葡萄糖;Gecode公司;徒步旅行;古罗比;转向器
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{P.Surynek}，Ann.数学。工件。智力。81，编号3--4，329--375（2017；Zbl 1423.68474）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Ahuja，R.K.，Magnanti，T.L.，Orlin，J.B.：网络流：理论、算法和应用。普伦蒂斯·霍尔（1993）·Zbl 1201.90001号
[2] Audemard，G.，Simon，L.：葡萄糖SAT解算器。http://labri.fr/perso/lsimon/gluses/网址：。【2014年9月访问】（2013）·Zbl 1357.68248号
[3] Audemard，G。；Simon，L.，《现代SAT求解器中预测学习子句质量》，399-404（2009）
[4] 俄亥俄州Bailleux。；Boufkhad，Y.，布尔基数约束的高效CNF编码（2003）·Zbl 1273.68332号
[5] Balint，A.，Belov，A.，Heule，M.，Järvisalo，M.：2013年SAT竞赛。http://www.satcompetence.org/。【2015年4月访问】（2013）
[6] Balint，A.、Belov，A.、Järvisalo，M.、Sinz，C.：2012年SAT挑战赛解算器比赛概述与分析。摘自：《人工智能》，第223卷，第120-155页。Elsevier（2015）·Zbl 1270.68337号
[7] Balyo，T.：放松放松的现有步骤并行规划语义。摘自：第26届IEEE人工智能工具国际会议论文集（ICTAI 2013），第865-871页。IEEE计算机学会（2013）·Zbl 1131.68099号
[8] Balyo，T.、Biere，A.、Iser，M.、Sinz，C.：2015年SAT竞赛。人工智能。第241卷，第45-65页，Elsevier（2016）·Zbl 1392.68381号
[9] Barahona，P.，Hölldobler，S.，Nguyen，V.-H.：将有限CSP转换为SAT的代表性编码。摘自：《人工智能和操作规则技术在约束编程中的集成——第十一届国际会议论文集》（CPAIOR 2014），第251-267页。斯普林格（2014）·兹比尔1407.68445
[10] Biere，A.，Brummayer，R.：SAT解算器中位向量上所有不同约束的一致性检查。摘自：《计算机辅助设计中的形式方法学报》（FMCAD 2008），第1-4页。IEEE计算机学会（2008）·Zbl 1357.68248号
[11] Biere，A.，Heule，M.，Van Maaren，H.，Walsh，T.：可满足性手册。IOS出版社（2009）·Zbl 1183.68568号
[12] Bixby，R.E.，Fenelon，M.，Gu，Z.，Rothberg，E.，Wunderling，R.:MIP：理论与实践-缩小差距。1999年系统建模与优化会议录。摘自：第19届IFIP TC7系统建模和优化会议，第19-50页。Kluwer（2000）·Zbl 0986.90025号
[13] Bixby R.E.，Gu，Z.，Rothberg，E.：Gurobi团队：Gurobi优化-最佳数学规划求解器。http://www.gurobi.com/。【2016年9月访问】（2016）
[14] Blum，A.，Furst，M.L.：通过规划图分析快速规划。《第十四届国际人工智能联合会议记录》（IJCAI 1995），第1636-1642页。Morgan Kaufmann（1995）
[15] Brummayer，R.，Biere，A.：Boolector：位向量和数组的高效SMT解算器。收录于：《系统构建和分析的工具和算法》，第15届国际会议（TACAS 2009），第174-177页，LNCS 5505，Springer（2009）·Zbl 1273.68332号
[16] Chen，J.：at-most-one约束的新SAT编码。摘自：乌普萨拉大学第九届约束建模与重构国际研讨会（ModRef 2010）、第十六届约束编程原理与实践国际会议（CP 2010）会议记录（2010）·Zbl 1357.68248号
[17] Clark，D.A.，Frank，J.，Gent，I.P.，MacIntyre，E.，Tomov，N.，Walsh，T.：局部搜索和解决方案数量（1996）
[18] Crawford，J.M.，Baker，A.B.：可满足性算法应用于调度问题的实验结果。摘自：《第十二届全国人工智能会议论文集》（AAAI 1994），第1092-1097页。AAAI出版社（1994）
[19] Cáp，M.、Novák，p.、Vokrínek，J.、Pechoucek，M.：多代理RRT：基于抽样的合作寻路。摘自：《自治代理和多代理系统国际会议》（AAMAS 2013），第1263-1264页。IFAAMAS（2013）
[20] Cáp，M.、Novák，p.、Kleiner，A.、Seleckí，M.：多移动机器人轨迹协调的优先规划算法。收录于：IEEE交易自动化科学与工程，第12卷，第3期，第835-849页，IEEE计算机学会（2015）
[21] Dechter，R.：约束处理。Elsevier Morgan Kaufmann（2003）·Zbl 1057.68114号
[22] Erdem，E.，Kisa，D.G.，Öztok，U.，Schüller，P.：多代理寻路问题的一般形式框架。摘自：第27届AAAI人工智能会议记录（AAAI 2013）。AAAI出版社（2013）·兹比尔1328.68235
[23] Gent，I.P.：SAT中的弧一致性。摘自：《第15届欧洲人工智能会议论文集》（ECAI 2002），第121-125页。IOS出版社（2002）
[24] Huang，R.，Chen，Y.，Zhang，W.：一种新的基于转换的编码方案，用于规划为可满足性。摘自：第24届AAAI人工智能会议记录（AAAI 2010）。AAAI出版社（2010）·Zbl 1183.68590号
[25] Iwama，K.，Miyazaki，S:难组合问题的SAT变量复杂性。摘自：《技术与基础学报-信息处理》，1994年，第1卷，《IFIP第13届世界计算机大会学报》，第253-258页，北荷兰（1994）
[26] Järvisalo，M.，Le Berre，D.，Roussel，O.，Simon，L.：国际SAT解算器比赛。AI杂志，第33卷，第1期。AAAI出版社（2012）·兹比尔1131.68099
[27] Jeíek，M.：合作路径寻找建模。查尔斯大学学士论文（2015）
[28] Kautz，H.，Selman，B.：统一基于SAT和基于图形的规划。摘自：《第十六届国际人工智能联合会议记录》（IJCAI 1999），第318-325页。Morgan Kaufmann（1999）·Zbl 1317.90199号
[29] Kim，D.，Hirayama，K.，Park，G.-K.：通过分布式局部搜索在多船情况下避免碰撞。高级计算杂志。智力。智力。通知。（JACIII）18（5），839-848（2014）。富士出版社·doi:10.20965/jaciii.2014.p0839
[30] KIVA系统。官方网站。http://www.kivasystems.com/2015年4月访问
[31] Kornhauser，D.，Miller，G.L.，Spirakis，P.G.：协调图上的卵石运动，置换群的直径和应用。摘自：第25届计算机科学基础年度研讨会论文集（FOCS 1984），第241-250页。IEEE计算机学会（1984）
[32] Luna，R.，Bekris，K.E.：推送和交换：具有完整性保证的快速合作路径查找。摘自：《第22届国际人工智能联合会议记录》（IJCAI 2011），第294-300页。IJCAI/AAAI（2011）
[33] Michael，N.、Fink，J.、Kumar，V.：空中机器人的合作操作和运输。自动命名。机器人。30(1), 73-86 (2011). 施普林格·Zbl 1250.93085号 ·doi:10.1007/s10514-010-9205-0
[34] Morgado，A.，Heras，F.，Liffiton，M.H.，Planes，J.，Marques Silva，J.：迭代和核心引导的MaxSAT求解：调查和评估。约束18（4），R8-534（2013）。施普林格·Zbl 1317.90199号 ·doi:10.1007/s10601-013-9146-2
[35] Nguyen，V.-H.，Mai，S.T.：将at-most-one约束编码为SAT的新方法。摘自：《第六届信息与通信技术国际研讨会论文集》（SoICT 2015），第46-53页。ACM（2015）
[36] Nguyen，V.-H.，Velev，M.N.，Barahona，P.：分层混合编码在CSP到SAT高效翻译中的应用。摘自：《第25届人工智能工具国际会议论文集》（ICTAI 2013），第1028-103页。IEEE计算机学会（2013）
[37] Petke，J.，Jeavons，P.：顺序编码：从可处理的CSP到可处理的SAT。摘自：《第十四届可满足性测试理论与应用国际会议论文集》（SAT 2011），LNCS 6695，第371-372页。施普林格（2011）
[38] Petke，J.：桥接约束满足和布尔可满足性。《人工智能：基础、理论和算法》，Springer（2015）·Zbl 1410.68008号
[39] Ratner，D.，Warmuth，M.K.：很难找到15-模糊的N×N扩展的最短解。摘自：《第五届全国人工智能会议记录》（AAAI 1986），第168-172页。摩根·考夫曼（1986）
[40] Régin，J.-C.：CSP中差异约束的过滤算法。摘自：《第十二届全国人工智能会议记录》（AAAI 1994），第362-367页。AAAI出版社（1994）
[41] Rintanen，J.、Heljanko，K.、Niemela，I.：作为可满足性的计划：计划搜索的并行计划和算法。工件。智力。170(12-13), 1031-1080 (2006). 爱思唯尔·Zbl 1131.68099号 ·doi:10.1016/j.artint.2006.08.002
[42] Ryan，M.R.K.：高效多机器人路径规划的图形分解。摘自：《第20届国际人工智能联合会议论文集》（IJCAI 2007），第2003-2008页。国际JCAI会议（2007年）
[43] Ryan，M.R.K.：多机器人路径规划中的子图结构。J.阿蒂夫。智力。研究（JAIR）31，497-542（2008）·Zbl 1183.68590号
[44] Schulte，C.，Stuckey，P.J.：加速约束传播。摘自：《约束规划的原理与实践》，第十届国际会议（CP 2004），第619-633页，LNCS 3258（2004）·Zbl 1152.68583号
[45] Schulte，C.：Gecode团队：Gecode-通用约束开发环境。http://www.gecode.org/。【2016年9月访问】（2016）·Zbl 1328.68236号
[46] Silva，J.P.M.，Lync，I.：走向基数约束的稳健CNF编码。摘自：《约束编程原理与实践》，第13届国际会议（CP 2007），第483-497页。施普林格（2007）·兹比尔1145.68525
[47] Silver，D.：合作寻路。摘自：《第一届人工智能和交互式数字娱乐会议论文集》（AIIDE 2005），第117-122页。AAAI出版社（2005）·Zbl 0285.05110号
[48] Soh，T.、Banbara，M.、Tamura，N.：CSP到SAT的混合编码，集成了顺序编码和日志编码。摘自：第27届IEEE人工智能工具国际会议论文集（ICTAI 2015），第421-428页。IEEE计算机学会（2015）·Zbl 1367.68319号
[49] Sharon，G.，Stern，R.，Goldenberg，M.，Felner，A.：最优多代理寻径的成本增加树搜索。工件。智力。195, 470-495 (2013). 爱思唯尔·兹比尔1270.68337 ·doi:10.1016/j.artint.2012.11.006
[50] Sharon，G.、Stern，R.、Felner，A.、Sturtevant，N.R.：基于冲突的搜索，用于优化多代理寻路。工件。智力。219, 40-66 (2015) ·Zbl 1328.68235号 ·doi:10.1016/j.artint.2014.11.006
[51] Standley，T.S.，Korf，R.E.：合作寻路问题的完整算法。摘自：《第22届国际人工智能联合会议论文集》（IJCAI 2011），第668-673页。IJCAI/AAAI出版社（2011）·Zbl 1273.68332号
[52] Sturtevant，N.R.：基于网格的寻路基准。IEEE传输。计算。智力。人工智能游戏4（2），144-148（2012）·doi:10.1109/TCIAIG.2012.2197681
[53] Surynek，P.：通过可满足性求解实现硬环境下的最优合作路径规划。摘自：《第十二届环太平洋国际人工智能会议论文集》（PRICAI 2012），第564-576页，LNCS 7458。施普林格（2012）
[54] Surynek，P.：关于合作路径查找的命题编码。摘自：《第24届人工智能工具国际会议论文集》（ICTAI 2012），第524-531页。IEEE计算机学会（2012）·Zbl 1186.68076号
[55] Surynek，P.：以命题可满足性为模型的合作寻路中的互斥推理。摘自：2013年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议记录（IROS 2013），第4326-4331页。IEEE计算机学会（2013）
[56] Surynek，P.：解决人口稠密环境中的抽象合作路径查找。计算。智力。（货币）30（2），402-450（2014）。威利·兹比尔1328.68204 ·doi:10.1111/coin.12002
[57] Surynek，P.：基于二部图中匹配的合作路径查找的紧凑表示。载：《第26届人工智能工具国际会议论文集》（ICTAI 2014），第875-882页。IEEE计算机学会（2014）·Zbl 1328.68204号
[58] Surynek，P.：解决合作路径查找的简单方法，因为命题可满足性很好。摘自：《第13届环太平洋国际人工智能会议论文集》（PRICAI 2014），第827-833页，计算机科学讲稿，第8862卷，Springer（2014）
[59] Surynek，P.：合作寻路的简单直接命题编码进一步简化。参见：《第十三届墨西哥人工智能国际会议记录》（MICAI 2014），LNCS，第8857卷，第410-425页。斯普林格（2014）·Zbl 1186.68076号
[60] Surynek，P.：关于最优并行协作路径查找的复杂性。基金。通知。137(4), 517-548 (2015). IOS出版社·Zbl 1357.68248号
[61] Tamura，N.，Taga，A.，Kitagawa，S.，Banbara，M.：将有限线性CSP编译成SAT。约束14（2），254-272（2009）·Zbl 1186.68076号 ·doi:10.1007/s10601-008-9061-0
[62] Tanjo，T.，Tamura，N.，Banbara，M.：Azucar：使用紧凑顺序编码的基于SAT的CSP解算器-（工具表示）。参见：《可满足性测试理论与应用论文集——第15届国际会议（SAT 2012）》，第456-462页。施普林格（2012）
[63] 谢廷，G.S.：关于命题演算中推导的复杂性。摘自：《建构数学和数学逻辑的结构》，第二部分，数学研讨会（俄语翻译），第115-125页。斯特克洛夫数学研究所（1968）·Zbl 0197.00102号
[64] Wagner，G.，Choset，H.：多机器人路径规划的子维扩展。工件。智力。219, 1-24 (2015) ·Zbl 1328.68236号 ·doi:10.1016/j.artint.2014.11.001
[65] Walsh，T.：SAT与CSP。约束编程的原理和实践-CP 2000。参见：第六届国际会议（CP 2000），第441-456页，LNCS 1894。斯普林格（2000）·Zbl 1044.68808号
[66] Wehrle，M.，Rintanen，J.：规划是指放松现有步骤计划的可满足性。摘自：《第20届澳大利亚人工智能联合会议记录》，第244-253页。施普林格（2007）
[67] 韦斯特，D.B.：图论导论。普伦蒂斯·霍尔（2000）
[68] De Wilde，B.，ter Mors，A.，Wittevien，C.：推动和旋转：合作的多智能体路径规划。参见：《自治代理和多代理系统国际会议记录》（AAMAS 2013），第87-94页。IFAAMAS（2013）·兹比尔1183.68590
[69] de Wilde，B.，ter Mors，A.W.，Witteveen，C.：推和旋转：一种完整的多代理寻路算法。J.阿蒂夫。智力。研究（JAIR）51，443-492（2014）。AAAI出版社·Zbl 1367.68319号
[70] Wilson，R.M.：图的困惑，同伦和交替群。J.库姆。理论，Ser。B 16，86-96（1974）。爱思唯尔·Zbl 0285.05110号 ·doi:10.1016/0095-8956（74）90098-7
[71] Yu，J.，LaValle，S.M.：图上最优多机器人路径规划的结构和难处理性。摘自：第27届AAAI人工智能会议记录（AAAI 2013）。AAAI出版社（2013）·Zbl 1131.68099号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。