×

计算二次二进制程序可行解的拉格朗日分解方法。 (英语) Zbl 1392.90087号

摘要:在本文中,我们开发了一种基于拉格朗日分解的启发式方法,用于求解具有线性约束的一般二次二进制程序(QBP)。我们将拉格朗日分解的思想扩展为P.查代尔A.萨特[《管理科学》第41卷第4期,第704-712页(1995年;Zbl 0836.90121号)]以及A.十亿É. 苏蒂夫【欧洲期刊《运营研究》第157号,第3期,565–575页(2004年;Zbl 1067.90126号); 信息J.计算。16,第2期,188-197(2004年;Zbl 1239.90075号)]通过引入辅助变量将二次目标转换为双线性函数,以复制问题中的原始复杂变量。我们引入广义二次约束并用拉格朗日乘子对其进行松弛,而不是使用线性约束来保证两类决策变量之间的公平性。我们不计算最大化问题的上界,而是使用基于拉格朗日分解的启发式算法关注下界。我们利用拉格朗日子问题中的可分解性来加速启发式,并在次梯度优化过程的每次迭代中确定一个可行解。通过对几类典型QBP的数值研究,我们研究了下限性能对附加二次约束参数的敏感性。与使用QBP解算器相比,我们还展示了预处理质量的潜在改进。

MSC公司:

90C20个 二次规划
90C09型 布尔编程
90 C59 数学规划中的近似方法和启发式

软件:

Biq Mac
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Adams,W.P.,Forrester,R.J.:简明混合0-1线性化的简单方法。操作。Res.Lett公司。33(1),55-61(2005)·Zbl 1076.90030号 ·doi:10.1016/j.orl.2004.05.001
[2] Adams,W.P.,Forrester,R.J.:非线性表达的线性形式:对旧思想的新见解。操作。Res.Lett公司。35(4),510-518(2007)·Zbl 1149.90396号 ·doi:10.1016/j.orl.2006.08.008
[3] Alidaee,B.,Kochenberger,G.,Ahmadian,A.:两个调度问题最优解的0-1二次规划方法。国际期刊系统。科学。25(2), 401-408 (1994) ·Zbl 0795.90031号 ·doi:10.1080/00207729408928968
[4] Barahona,F.:关于伊辛自旋玻璃模型的计算复杂性。《物理学杂志》。数学。Gen.15,3241(1982)·doi:10.1088/0305-4470/15/10/028
[5] Barahona,F.、Grötschel,M.、Jünger,M.和Reinelt,G.:组合优化在统计物理和电路布局设计中的应用。操作。第36(3)号决议,493-513(1988)·兹比尔0646.90084 ·doi:10.1287/opre.36.493
[6] Billionnet,A.,Calmels,F.:0-1二次背包问题的线性规划。欧洲药典。第92(2)号决议,310-325(1996)·Zbl 0912.90221号 ·doi:10.1016/0377-2217(94)00229-0
[7] Billionnet,A.,Elloumi,S.:使用混合整数二次规划求解器求解无约束二次0-1问题。数学。程序。109(1), 55-68 (2007) ·Zbl 1278.90263号 ·doi:10.1007/s10107-005-0637-9
[8] Billionnet,A.,Soutif,E.:基于拉格朗日分解的0-1二次背包问题的精确算法。欧洲药典。第157(3)号决议,565-575(2004年a)·Zbl 1067.90126号 ·doi:10.1016/S0377-2217(03)00244-3
[9] Billionnet,A.,Soutif,E.:使用混合整数编程工具解决0-1二次背包问题。Inf.J.计算。16(2),188-197(2004b)·兹比尔1239.90075 ·doi:10.1287/ijoc.1030.0029
[10] Billionnet,A.,Faye,A.,Soutif,E.:0-1二次背包问题的一个新上界。欧洲药典。第112(3)号决议,664-672(1999)·Zbl 0933.90049号 ·doi:10.1016/S0377-2217(97)00414-1
[11] Boros,E.,Hammer,P.:伪布尔优化。离散应用程序。数学。123(1-3), 155-225 (2002) ·Zbl 1076.90032号 ·doi:10.1016/S0166-218X(01)00341-9
[12] Boros,E.,Hammer,P.L.,Tavares,G.:二次无约束二进制优化(qubo)的局部搜索启发式。《启发式杂志》13(2),99-132(2007)·doi:10.1007/s10732-007-9009-3
[13] Buchheim,C.,Wiegele,A.:非凸二次混合整数规划的半定松弛。数学。程序。141(1-2), 435-452 (2013) ·兹比尔1280.90091 ·doi:10.1007/s10107-012-0534-y
[14] Chaillou,P.,Hansen,P..,Mahieu,Y.:二次背包问题的最佳网络流边界。柏林施普林格(1989)·Zbl 0678.90061号 ·doi:10.1007/BFb0083467
[15] Chardaire,P.,Sutter,A.:二次零规划的分解方法。管理。科学。41(4), 704-712 (1995) ·Zbl 0836.90121号 ·doi:10.1287/mnsc.41.4.704
[16] Duman,E.,Uysal,M.,Alkaya,A.F.:候鸟优化:一种新的元神经方法及其在二次分配问题中的应用。申请。进化。计算。第一部分6624,254-263(2011)
[17] Ford,D.R.,Fulkerson,D.R.:网络中的流量。普林斯顿大学出版社,普林斯顿(2010)·Zbl 0106.34802号
[18] Forrester,R.,Greenberg,H.:计算生物学中的二次二进制编程模型。算法运算。第3(2)号决议,110-129(2008)·Zbl 1277.90085号
[19] Gallo,G.,Hammer,P.L.,Simeone,B.:二次背包问题。数学。程序。研究12,132-149(1980)·Zbl 0462.90068号 ·doi:10.1007/BFb0120892
[20] Glover,F.:非线性整数问题的改进线性整数规划公式。管理。科学。22(4), 455-460 (1975) ·Zbl 0318.90044号 ·doi:10.1287/mnsc.22.455
[21] Glover,F.,Kochenberger,G.A.,Alidaee,B.:二进制二次程序的自适应内存禁忌搜索。管理。科学。44(3), 336-345 (1998) ·Zbl 0989.90072号 ·doi:10.1287/mnsc.44.3.336
[22] Glover,F.,Alidaee,B.,Rego,C.,Kochenberger,G.:大型无约束二元二次型问题的单程启发式。欧洲药典。第137(2)号决议,272-287(2002)·Zbl 1030.90074号 ·doi:10.1016/S0377-2217(01)00209-0
[23] Hanafi,S.,Rebai,A.R.,Vasquez,M.:无约束二次型问题的吞食式摘要整理启发式的几个版本。《启发式杂志》19(4),645-677(2013)·doi:10.1007/s10732-011-9169-z
[24] Held,M.,Wolfe,P.,Crowder,H.:次梯度优化的验证。数学。程序。6(1), 62-88 (1974) ·兹比尔0284.90057 ·doi:10.1007/BF01580223
[25] Helmberg,C.,Rendl,F.:用半定程序和割平面求解二次(0,1)问题。数学。程序。82(3), 291-315 (1998) ·Zbl 0919.90112号 ·doi:10.1007/BF01580072
[26] Iasemidis,L.,Pardalos,P.,Sackellares,J.,Shiau,D.:二次二元规划和动力系统方法,以确定癫痫发作的可预测性。J.库姆。最佳方案。5(1), 9-26 (2001) ·Zbl 1050.92031号 ·doi:10.1023/A:10098777331765
[27] Ivenescu,P.L.:使用伪布尔编程解决了一些网络流问题。操作。第13(3)号决议,388-399(1965)·Zbl 0132.13804号 ·数字对象标识代码:10.1287/opre.13.388
[28] Klepeis,J.、Floudas,C.、Morikis,D.、Tsokos,C.、Lambriss,J.:使用新的蛋白质设计方法设计具有改进活性的肽类似物。工业工程化学。第43(14)号决议,3817-3826(2004)·doi:10.1021/ie0340995
[29] Lodi,A.,Allemand,K.,Liebling,T.M.:二次0-1规划的进化启发式。欧洲药典。第119(3)号决议,662-670(1999)·Zbl 0938.90051号 ·doi:10.1016/S0377-2217(98)00359-2
[30] Lu,Z.P.,Glover,F.,Hao,J.K.:解决ubqp问题的混合元启发式方法。欧洲药典。第207(3)号决议,1254-1262(2010)·Zbl 1206.90113号 ·doi:10.1016/j.ejor.2010.06.039
[31] Nyberg,A.,Westerlund,T.:二次分配问题的一种新的精确离散线性重新公式。欧洲药典。第220(2)号决议,第314-319号决议(2012年)·Zbl 1253.90140号 ·doi:10.1016/j.ejor.2012.02.010
[32] Oral,M.,Kettani,O.:二次和三次混合积分问题的线性化程序。操作。第40号决议(S1),S109-S116(1992年)·Zbl 0771.90072号 ·doi:10.1287/opre.40.1.S109
[33] Palubeckis,G.:无约束二元二次优化问题的多重启动禁忌搜索策略。安·Oper。第131(1-4)号决议,259-282(2004)·Zbl 1066.90069号 ·doi:10.1023/B:ANOR.000039522.58036.68
[34] Pardalos,P.:二次二值规划中测试问题的构造。ACM事务处理。数学。柔和。(TOMS)17(1),74-87(1991)·Zbl 0900.65183号 ·doi:10.1145/103147.103156
[35] Pardalos,P.,Jha,S.:二次零规划的图分离技术。计算。数学。申请。21(6-7), 107-113 (1991) ·Zbl 0717.90050号 ·doi:10.1016/0898-1221(91)90165-Z
[36] Pardalos,P.,Jha,S.:二次0-1规划中唯一性和局部搜索的复杂性。操作。Res.Lett公司。11(2),119-123(1992)·Zbl 0761.90070号 ·doi:10.1016/0167-6377(92)90043-3
[37] Pardalos,P.,Xue,J.:最大集团问题。J.全球。最佳方案。4(3), 301-328 (1994) ·Zbl 0797.90108号 ·doi:10.1007/BF01098364
[38] Paul,G.:稀疏二次分配问题的鲁棒禁忌搜索启发式的有效实现。欧洲药典。第209(3)号决议,215-218(2011)·Zbl 1208.90106号 ·doi:10.1016/j.ejor.2010.09.009
[39] Picard,J.、Ratliff,H.:最低削减和相关问题。网络5(4),357-370(1975)·Zbl 0325.90047号 ·doi:10.1002/net.3230050405
[40] Rendl,F.,Rinaldi,G.,Wiegele,A.:通过交叉半定松弛和多面体松弛来求解最优性的最大割。数学。程序。121(2), 307-335 (2010) ·Zbl 1184.90118号 ·doi:10.1007/s10107-008-0235-8
[41] Saremi,H.Q.,Abedin,B.,Kermani,A.M.:网站结构改进:二次分配问题方法和蚁群元神经技术。申请。数学。计算。195(1), 285-298 (2008) ·Zbl 1128.68004号
[42] Sun,J.Y.,Zhang,Q.F.,Yao,X.:二次分配问题的元神经综合在线和离线信息。IEEE传输。网络。44(3), 429-444 (2014) ·doi:10.1109/TCYB.2013.2256892
[43] Xia,Y.,Xing,W.X.:二元二次规划问题的参数拉格朗日对偶。J.全球。最佳方案。61(2), 221-233 (2015) ·Zbl 1334.90076号 ·文件编号:10.1007/s10898-014-0164-4
[44] Xu,Z.,Hong,M.Y.,Luo,Z.Q.:混合二元二次约束二次规划的半定逼近。SIAM J.Optim公司。24(3), 1265-1293 (2014) ·Zbl 1321.90101号 ·数字对象标识代码:10.1137/130909597
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。