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最小重量非平移树状图的启发式和精确算法。 (英语) Zbl 1443.90325号

摘要:我们解决了在有向边加权图中找到以给定顶点为根的最小总边权重的树状图的问题。如果树状图必须跨越所有顶点,则问题可以在多项式时间内解决,但非平移版本是NP-hard。我们提出了确定所需顶点或可从最优解中排除的顶点的约简规则,对Edmonds算法进行了修改,以构建跨越给定选定顶点集的树状图,并将此过程嵌入到迭代局部搜索中,以获得良好的顶点选择。此外,我们提出了一个基于割集的整数线性规划公式,提供不同的线性松弛来减少模型中的变量数量,并使用分支与割方法求解简化模型。我们给出了大量的计算结果,表明启发式方法和精确方法都是有效的,并且从文献中的实例中获得了比现有方法更好的解决方案,通常需要更少的时间。

MSC公司:

90立方厘米 涉及图形或网络的编程
90立方厘米 整数编程
90C57型 多面体组合学,分支与绑定,分支与切割
90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
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参考文献:

[1] 阿尔瓦雷斯-米兰达,E。;卢比奇,I。;路易斯贝克,M。;Sinnl,M.,《解决最低成本共享的树木景观问题》,《欧洲运筹学杂志》,258,3887-901(2017)·Zbl 1394.90429号
[2] Blum,C.(2018)。个人沟通。
[3] 布鲁姆,C。;Calvo,B.,最小加权根乔木问题的数学解法,《启发式杂志》,479-499(2015)
[4] 布鲁姆,C。;Pinacho,P。;López-Ibáñez,M。;Lorenzon,J.A.,构建、合并、求解和适应组合优化的新通用算法,计算机运筹学,68,75-88(2016)·Zbl 1349.90705号
[5] Bock,F.,《在有向网络中构造最小有向生成树的算法》,《运筹学发展论文集》,第1卷(第三届以色列运筹学年会论文集),29-44(1971)·兹比尔0235.90056
[6] Charikar,M。;Chekuri,C。;张,T.-y。;戴,Z。;Goel,A。;Guha,S。;Li,M.,有向steiner问题的近似算法,代数杂志,33,1,73-91(1999)·Zbl 0937.68155号
[7] 朱棣文。;Liu,T.,关于有向图的最短树状图,中国科学院,14,1396-1400(1965)·Zbl 0178.27401号
[8] Dinic,E.A.,用功率估计解决网络最大流量问题的算法,苏联Doklady数学,11,5,1277-1280(1970)·Zbl 0219.90046号
[9] 杜哈梅尔,C。;Gouveia,L。;Moura,P.,《最小树形问题的模型和启发式》,《网络》,51,1,34-47(2008)·Zbl 1175.90059号
[10] Edmonds,J.,《最佳分支》,《国家标准局研究杂志》,B辑,71,233-240(1967)·Zbl 0155.51204号
[11] Fischetti,M.,两个steiner树状多面体的面,数学规划,51,1,401-419(1991)·兹比尔0744.90090
[12] 费谢蒂,M。;Toth,P.,完全有向图上最小和树状图问题的一种有效算法,ORSA Journal Computer,5,4246-434(1993)·Zbl 0789.90082号
[13] 傅,Z.-H。;Hao,J.-K.,基于Swap-vertex的steiner树邻域问题,数学规划计算,9,2,297-320(2017)·Zbl 1387.90214号
[14] Gamrath,G。;科赫,T。;马希尔,S。;Rehfeldt,D。;Shinano,Y.,SCIP-Jack——STP和带有并行化扩展的变体的求解器,《数学编程计算》,9,2,231-296(2017)·Zbl 1387.90133号
[15] Garey,M.R。;Johnson,D.S.,《计算机与难处理性:NP-完备性理论指南》(1979),弗里曼·Zbl 0411.68039号
[16] 戈曼斯,M。;Myung,Y.-S.,斯坦纳树配方目录,网络,23,1,19-28(1993)·Zbl 0794.90074号
[17] Goemans,M.X.,《树木和乔木的多面体描述》,《光学集成进展梳学报》,1-14(1992)
[18] Goemans,M.X.,系列平行图的树丛多面体,离散应用数学,51,277-289(1994)·Zbl 0802.05040号
[19] Gollowitzer,S。;Ljubić,I.,《互联设施位置的MIP模型:理论和计算研究》,《计算机操作研究》,38,2,435-449(2011)·Zbl 1231.90267号
[20] 格雷厄姆·A·J。;Pike,D.A.,关于随机有向图中阈值和连通性的注释,《大西洋数学电子期刊》,1-5(2008)·兹比尔1291.05186
[21] Hwang,F.K。;理查兹,D.S。;温特,P.,斯坦纳树问题,离散数学。,53(1992),爱思唯尔·Zbl 0774.05001号
[22] Johnston,J.J。;凯利,R.I。;克劳福德,T.O。;莫顿,D.H。;阿加瓦拉,R。;科赫,T。;Biesecker,L.G.,由肌钙蛋白t1突变引起的阿米什人新型线虫性肌病,美国人类遗传学杂志,67,4,814-821(2000)
[23] 莱特纳,M。;卢比奇,I。;路易斯贝克,M。;Sinnl,M.,一个基于双重提升的steiner树和相关问题的分枝定界框架,《信息计算杂志》,30,2,402-420(2018)·Zbl 1446.90060号
[24] 卢比奇,I。;魏基尔彻,R。;Pferschy,美国。;Klau,G.W。;Mutzel,P。;Fischetti,M.,prize-collecting steiner树问题精确解的算法框架,数学规划,105,2,427-449(2006)·兹比尔1085.90061
[25] Lourenço,H.R。;O.C.马丁。;Stützle,T.,迭代本地搜索,(Glover,F.;Kochenberger,G.A.(2003),Springer US:Springer US Boston,MA),320-353)·Zbl 1116.90412号
[26] López-Ibáñez,M。;Dubois-Lacoste,J。;佩雷斯·卡塞雷斯(Pérez Cáceres,L.)。;Stützle,T。;Birattari,M.,《irace包:自动算法配置的迭代竞赛》,《运筹学视角》,第343-58页(2016年)
[27] 马特奥,S。;布鲁姆,C。;Fua,P。;Türetgen,E.,最小重量植根乔木问题的混合算法,(Birattari,M.;Blum,C.;Christensen,A.L.;Engelbrecht,A.P.;GroB,R.;Dorigo,M.,Stützle,T.,《Swarm intelligence:8th international conference,ants 2012》。蜂群智能会议记录:第8届国际会议,蚂蚁2012,LNCS(2012),61-72
[28] Mehrotra,A。;约翰逊,E.L。;Nemhauser,G.L.,《基于优化的政治区划启发式》,《管理科学》,44,8,1100-114(1998)·兹伯利0988.90542
[29] Rehfeldt,D.M.(2015)。解决steiner树问题和变体的通用方法。硕士论文。TU柏林。
[30] Tarjan,R.E.,《寻找最佳分支》,《网络》,第7期,第25-35页(1977年)·Zbl 0379.90100号
[31] Venkata Rao,V。;Mc Ginnis,L.F.,《最小重量植根乔木问题:分支约束解决方案》,《技术报告》(1984),印度管理学院:印度管理学院艾哈迈达巴德
[32] Venkata Rao,V。;Sridharan,R.,最小重量植根乔木问题:弧上的重量案例,技术报告(1992),印度管理学院:印度管理学院艾哈迈达巴德
[33] Venkata Rao,V。;Sridharan,R.,最小重量根非必要跨距树木问题,网络,39,2,77-87(2002)·Zbl 1001.90059号
[34] Watel,D。;Weisser,M.-A,有向steiner树问题的实用贪婪近似,组合优化杂志,32,41327-1370(2016)·Zbl 1356.90151号
[35] Wong,R.T.,有向图上Steiner树问题的对偶上升法,数学规划,28,3,271-287(1984)·Zbl 0532.90092号
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