魏祥宇;徐凯;焦、彭;尹全军;查亚兵 一种具有目标阈值的随机最短路径网络阻断分解方法。 (英语) Zbl 1418.90068号 对称 11,第2号,第237号论文,第29页(2019). 摘要:最短路径网络阻断是一个具有潜在现实影响的重要研究问题,防御者在网络中的弧或节点上战略性地分配阻断资源,攻击者沿着从源到终点的最短路径穿越有容量限制的网络。本文基于博弈论方法,考虑了具有目标阈值的最短路径网络阻断问题的一种新的随机扩展,简称SSPIT。攻击者试图最小化最短路径的长度,而防御者试图以最少的资源消耗迫使其超过特定阈值。在我们的模型中,引入了阈值约束作为效用最大化和资源消耗之间的权衡,并考虑了成功阻断概率已知的随机情况。现有算法在处理阈值和随机约束时表现不佳。为了解决NP难问题,采用了SSPIT-D,这是一种基于Benders分解的分解方法。为了优化主问题和子问题迭代,设计了一种高效的对偶子图阻断算法SSPIT-S和一种基于局部研究的更好响应算法SSPID-DL,并将其添加到SSPIT-D中。在不同大小和属性的网络上进行了数值实验,以说明和验证分解方法。结果表明,对偶子图和更好的响应过程可以显著提高分解算法的效率和可扩展性。此外,改进的增强算法对参数的敏感性和鲁棒性较差。此外,实际道路网络中的应用程序证明了我们的分解方法的可扩展性。 引用于1文件 MSC公司: 90B15号机组 运筹学中的随机网络模型 关键词:随机网络阻断;最短路径阻断;斯塔克伯格游戏;目标阈值;双级编程;分解算法 软件:机器人学;YALMIP公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{X.Wei}等人,Symmetry 11,No.2,论文编号237,29 p.(2019;Zbl 1418.90068) 全文: 内政部 参考文献: [1] Washburn,A。;网络封锁;两人零和游戏:2014年德国柏林,123-141. [2] 张杰。;庄,J。;贝伦多夫,B。;随机最短路径网络阻断——以亚利桑那-墨西哥边界为例;Reliab公司。工程系统。安全:2018; 第179卷,第62-73页。 [3] 萨勒隆,J。;伍德,K。;巴尔迪克,R。;大规模电网最坏情况下的阻塞分析;IEEE传输。电力系统:2009; 第24卷,96-104。 [4] Chen,W。;Wang,Y。;Yang,S。;社交网络中有效的影响力最大化;第十五届ACM SIGKDD知识发现和数据挖掘国际会议论文集:,199-208. [5] J.C.史密斯。;普林斯,M。;吉内斯,J。;现代网络阻断问题及算法;组合优化手册:德国柏林,2013,1949-1987年。 [6] 科拉多,R.A。;帕普,D;网络中断——模型、应用、未知方向:美国新泽西州新不伦瑞克市,2012年。 [7] J.C.史密斯。;Lim,C。;网络阻断与防御游戏的算法;帕累托最优、博弈论与均衡:德国柏林,2008年,609-644. ·Zbl 1152.91385号 [8] 冯·斯塔克伯格,H;市场经济理论:牛津,英国1952年。 [9] Khachiyan,L。;Boros,E。;Borys,K。;Elbassioni,K。;古尔维奇,V。;鲁道夫,G。;赵,J。;关于短路径阻塞问题:总阻塞和节点限制阻塞;理论计算。系统:2008; 第43卷,204-233·Zbl 1148.68036号 [10] 木材,R.K。;确定性网络阻断;数学。计算。型号:1993; 第17卷,1-18·Zbl 0800.90772号 [11] 以色列,E。;木材,R.K。;最短路径网络阻断;网络:2002年;第40卷,97-111·Zbl 1027.90106号 [12] 奥尔特纳,D.S。;厄贡。;北卡罗来纳州乌汉。;最大流量网络阻断问题:有效不等式、完整性缺口和逼近性;操作。Res.Lett.公司名称:2010; 第38卷,第33-38页·兹比尔1182.90014 [13] Jain,M。;科尼策,V。;Tambe,M。;真实网络的安全调度;2013年自治代理和多代理系统国际会议记录:,215-222. [14] 杰弗里恩,A.M。;广义benders分解;J.优化。理论应用:1972; 第10卷,237-260·Zbl 0229.90024 [15] Snyder,L.V.公司。;阿坦,Z。;彭,P。;荣,Y。;施密特,A.J。;Sinsoysal,B。;供应链中断的OR/MS模型综述;IIE事务处理:2016; 第48卷,第89-109页。 [16] Hausken,K。;庄,J。;防范囤积的恐怖分子;工程经济:2011; 第56卷,第321-353页。 [17] 斯卡帕拉,M.P。;Church,R.L。;关键基础设施保护规划的双层混合整体方案;计算。操作。决议:2008年;第35卷,1905-1923年·Zbl 1139.90439号 [18] 布朗,G.G。;卡莱尔,W.M。;R.C.哈尼。;Skroch,E.M。;木材,R.K。;阻止核武器项目;操作。决议:2009年;第57卷,866-877·Zbl 1226.90142号 [19] 卢斯比,R.M。;Larsen,J。;公牛,S。;铁路规划稳健性研究综述;欧洲药典。决议:2018年;第266卷,第1-15页·Zbl 1403.90146号 [20] Sundar,K。;科夫林,C。;Nagarajan,H。;弯曲,R。;电力系统的概率阻塞;arXiv:2017。 [21] 刘,D。;托罗波罗夫,V.V。;O.M.奎林。;巴顿特区。;混合复合材料翼板的双层优化;J.Aircr.公司:2011; 第48卷,107-118。 [22] 阿胡加,R.K;网络流:理论、算法和应用:Upper Saddle River,NJ,USA 2017。 [23] Gutin,E。;库恩,D。;韦斯曼。;马尔科夫PERT网络上的拦截博弈;管理。科学:2014; 第61卷,999-1017。 [24] 魏,X。;朱,C。;肖克(Xiao,K.)。;尹,Q。;查,Y。;具有目标阈值的最短路径网络阻断;IEEE接入:2018年;第6卷,29332-29343。 [25] Fulkerson博士。;哈丁,G.C。;在预算约束下最大化最小源-库路径;数学。程序。:1977; 第13卷,116-118·Zbl 0366.90115号 [26] 科米坎,K.J。;莫顿,D.P。;木材,R.K。;随机网络阻断;操作。决议:1998年;第46卷,184-197年·Zbl 0987.90516号 [27] 潘,F。;莫顿,D.P。;最小化随机最大可靠路径;网络:2008年;第52卷,第111-119页·Zbl 1172.90345号 [28] Gutfraind,A。;哈格伯格,A.A。;伊兹拉列维茨,D。;潘,F。;阻止马尔科夫逃犯;arXiv:2010·Zbl 1241.90108号 [29] 约翰逊,医学博士。;Gutfraind,A。;Ahmadizadeh,K。;逃犯拦截:算法、复杂性和附带损害;安·Oper。研究结果:2014年;第222卷,第341-359页·Zbl 1303.90058号 [30] Bertsimas,D。;Nasrabadi,E。;Orlin,J.B。;论网络阻断中随机化的威力;操作。Res.Lett.公司名称:2016; 第44卷,114-120·Zbl 1408.91038号 [31] Bertsimas,D。;Nasrabadi,E。;斯蒂勒,S。;稳健和自适应的网络流量;操作。研究结果:2013年;第61卷,1218-1242·兹比尔1291.90046 [32] 郝,M。;庄,J。;Jin,S。;不完全理性攻击下最优防御资源分配的鲁棒性;2009年,886-891. [33] Matuschke,J。;McCormick,S.T.公司。;奥里奥洛,G。;贝斯,B。;斯科特拉,M。;在目标攻击下保护流量;操作。Res.Lett.公司名称:2017; 第45卷,第53-59页·Zbl 1409.90042号 [34] Bayrak,H。;医学博士贝利。;非对称信息下的最短路径网络阻断;网络:2008年;第52卷,133-140·Zbl 1171.90345号 [35] Yates,J。;Sanjeevi,S。;运输部门最短路径网络阻断问题的基于长度的多分辨率公式;国际J.关键基础设施。保护:2013; 第6卷,107-119。 [36] 帕尔达洛斯,P.M。;米加拉斯,A。;Pitsoulis,L;帕累托最优、博弈论与均衡:德国柏林,2008年;第17卷·Zbl 1143.91004号 [37] Rocco S,C.M.公司。;Ramirez-Marquezb,J.E。;一种最短路径网络阻断的双目标方法;计算。印度工程:2010年;第59卷,232-240。 [38] 肖克(Xiao,K.)。;朱,C。;张伟。;魏,X。;胡,S。;Stackelberg网络阻断博弈:节点模型与算法;2014年第五届网络博弈论国际会议论文集:,1-5. [39] Washburn,A。;伍德,K。;网络阻断的两人零和游戏;操作。决议:1995年;第43卷,243-251·Zbl 0832.90124号 [40] Zhang,Y。;安,B。;Tran-Thanh,L。;王,Z。;甘·J。;新泽西州詹宁斯。;交通网络中的最优逃逸阻断;国际人工智能联合会议(IJCAI)会议记录:。 [41] Jain,M。;Korzhyk,D。;O.范科。;科尼策,V。;Pěchouček,M。;Tambe,M。;图上零和安全对策的双预言算法;第十届自主代理和多代理系统国际会议记录:,327-334. [42] Rocco S,C.M.公司。;Ramirez-Marquezb,J.E。;基于进化方法的确定性网络阻断优化;Reliab公司。工程系统。安全:2009; 第94卷,568-576。 [43] Janjarasuk,美国。;Nakrachata-Amon,T。;随机网络阻断问题的模拟退火算法;2015 IEEE工业工程与工程管理国际会议(IEEM)会议记录:,230-233. [44] Yates,J。;拉克希曼南,K。;提出了一种最短路径网络遮断的约束二进制背包近似方法;计算。工业工程:2011年;第61卷,981-992。 [45] 雷特曼,G。;关于广义Stackelberg策略;J.优化。理论应用:1978; 第26卷,637-643·Zbl 0372.90137号 [46] 鄂尔多斯,P。;Renyi,A。;关于随机图I;出版物。数学。碎片:1959; 第6卷,290-297·Zbl 0092.15705号 [47] Kleinberg,J.M。;小世界中的导航;性质:2000;第406845卷·兹比尔1296.05181 [48] Bar-Gera,H。;研究核心团队的运输网络;运输网络测试问题:。 [49] Lofberg,J。;YALMIP:MATLAB中的建模与优化工具箱;2004年IEEE机器人与自动化国际会议论文集(IEEE分类号04CH37508):,284-289. 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。