×

具有角度转换成本的最小扫描覆盖。 (英语) Zbl 1467.05045号

摘要:我们提供了一个自然图优化问题的综合研究,该问题由入射边之间的转换代价引起。在带角度代价的最小扫描覆盖(MSC)问题中,我们给出了一个嵌入欧氏空间的图。需要扫描(G)的边,即从它们的两个顶点进行探测。为了扫描它们的边,两个顶点需要面对面;改变顶点的方向需要与相应的转角成比例的时间。我们的目标是最小化所有扫描完成之前的时间,即计算最小制造周期的时间表。在卫星通信和天体物理学的背景下,产生了一个现实世界的动机。我们证明了MSC与图着色和最小(有向和无向)割覆盖问题密切相关;特别地,我们证明了1D和2D中实例的最小扫描时间位于\(Theta(\log\chi(G))\),而对于3D,最小扫描时间的上限不是\(\ chi(G)\)。我们利用这个关系证明了常数因子近似的存在意味着P=NP,即使是一维情况。在2D中,我们证明了即使对于二部图,在小于因子\(frac{3}{2}\)的范围内近似最小扫描覆盖也是NP-hard;相反,我们给出了这个场景的9/2近似算法。通常,我们给出带(k\leq\chi(G)^c)的(k)色图的(O(c))-近似。对于一般度量成本函数,我们提供了近似算法,其性能保证取决于图的荫度。

MSC公司:

05年10月 平面图;图论的几何和拓扑方面
05C15号 图和超图的着色
51F99型 公制几何
52立方厘米 几何结构的组合复杂性
90B35型 运筹学中的确定性调度理论
90C27型 组合优化
05C90年 图论的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] A.Aggarwal、D.Coppersmith、S.Khanna、R.Motwani和B.Schieber,角度量旅行推销员问题,SIAM J.Comput。,29(1999),第697-711页·Zbl 0941.68056号
[2] A.Allahverdi,《关于设置时间/成本的调度问题的第三次全面调查》,《欧洲期刊》Oper。研究,246(2015),第345-378页·Zbl 1347.90031号
[3] A.Allahverdi、J.N.Gupta和T.Aldowaisan,《涉及设置考虑的调度研究综述》,Omega,27(1999),第219-239页。
[4] A.Allahverdi、C.Ng、T.E.Cheng和M.Y.Kovalyov,《关于设置时间或成本的调度问题的调查》,欧洲期刊Oper。研究,187(2008),第985-1032页·Zbl 1137.90474号
[5] E.M.Arkin、M.A.Bender、E.D.Demaine、S.P.Fekete、J.S.B.Mitchell和S.Sethia,《带周转成本的最佳覆盖旅行》,见Proc。离散算法研讨会(SODA),2001年,第138-147页·Zbl 0989.90023号
[6] E.M.Arkin、M.A.Bender、E.D.Demaine、S.P.Fekete、J.S.B.Mitchell和S.Sethia,《带周转成本的最佳覆盖旅行》,SIAM J.Compute。,35(2005),第531-566页·Zbl 1122.90064号
[7] R.Aschner和M.J.Katz,《有界角度生成树:用角度约束建模网络》,《算法》,77(2017),第349-373页·Zbl 1359.68229号
[8] J.Beardwood、J.H.Halton和J.M.Hammersley,《数学中通过多个点的最短路径》。程序。剑桥菲洛斯。《社会学》,剑桥大学出版社,剑桥,1959年,第299-327页·Zbl 0118.35601号
[9] A.T.Becker、M.Debboun、S.P.Fekete、D.Krupke和A.Nguyen,《使用蚊子管理无人机攻击寨卡:以最小转弯成本计算最佳飞行模式》,见Proc。计算几何研讨会(SoCG),2017年,第62:1-62:5页。
[10] P.Carmi、M.J.Katz、Z.Lotker和A.Roseín,《带定向天线的无线网络的连接性保证》,计算。地理。,44(2011),第477-485页·兹比尔1233.05123
[11] J.Chuzhoy和S.Khanna,有向图中切割问题的硬度。计算机理论研讨会(STOC),ACM,纽约,2006年,第527-536页·Zbl 1301.68155号
[12] E.D.Demaine、J.S.B.Mitchell和J.O’Rourke,《开放问题项目》。http://cs.smith.edu/orourke/TOPP/。
[13] S.P.Fekete和D.Krupke,《用周转成本覆盖旅游和自行车套餐:硬度和近似值》,收录于Proc。算法和复杂性会议(CIAC),2019年,第224-236页·Zbl 1525.90353号
[14] S.P.Fekete和D.Krupke,《计算大覆盖行程和周期覆盖与周转成本的实用方法》,收录于Proc。SIAM算法工程与实验研讨会(ALENEX),2019年,第186-198页·Zbl 1430.68199号
[15] S.P.Fekete和G.J.Woeginger,《飞机内角度限制旅行》,计算机。地理。,8(1997),第195-218页·兹比尔1133.90385
[16] M.Fellows、P.Giannopoulos、C.Knauer、C.Paul、F.A.Rosamond、S.Whitesides和N.Yu,《用周转成本铣削图形:参数化复杂性视角》,见Proc。计算机科学图形理论概念研讨会(WG),2010年,第123-134页·Zbl 1309.68093号
[17] H.N.Gabow和H.H.Westermann,《森林、框架和游戏:拟阵和的算法和应用》,《算法》,第7期(1992年),第465页·兹比尔0771.05026
[18] 胡格文,《赫里斯托菲德启发式分析:某些路径比循环更难》,Oper。Res.Lett.公司。,10(1991年),第291-295页·Zbl 0748.90071号
[19] E.A.Hoshino,最小割盖问题,电子。注释离散数学。,37(2011),第255-260页·Zbl 1268.05202号
[20] A.R.Karlin、N.Klein和S.O.Gharan,度量TSP的改进近似算法,https://arxiv.org/abs/2007.01409,2020年·Zbl 07298228号
[21] S.Khot,改进了maxclique、色数和近似图着色的不可逼近性结果,见Proc。计算机科学基础研讨会(FOCS),IEEE,2001年,第600-609页。
[22] H.Korth、M.F.Thomsen、K.-H.Glassmeier和W.S.Phillips,《内磁层粒子层析成像》,《地球物理杂志》。研究空间物理学。,107(2002),SMP-5。
[23] D.Krupke、V.Schaus、A.Haas、M.Perk、J.Dippel、B.Grzesik、M.K.B.Larbi、E.Stoll、T.Haylock、H.Konstanski、K.Flores Pozzo、M.Choi、C.Schurig和S.P.Fekete,《从大规模分布式卫星系统自动检索数据》,收录于Proc。自动化科学与工程会议(CASE),IEEE,纽约,2019年,第1789-1795页。
[24] R.Loulou,图的最小割盖及其在电子板测试中的应用,Oper。Res.Lett.公司。,12(1992),第301-305页·Zbl 0759.90093号
[25] R.Motwani和J.S.Naor,关于图的精确和近似切割覆盖,技术报告,斯坦福大学,加利福尼亚州斯坦福,1994年。
[26] H.Robbins,关于斯特林公式的评论,Amer。数学。《月刊》,62(1955),第26-29页·兹比尔0068.05404
[27] Y.N.Sotskov、A.Dolgui和F.Werner,单位时间作业车间调度的混合图着色,国际数学杂志。算法,2(2001),第289-323页·Zbl 0998.68092号
[28] 渡边捷昭、森谷、田村和Shinoda,有向图中的割盖问题,见Proc。亚洲-太平洋电路和系统会议。微电子和集成系统(目录号98EX242),1998年,第703-706页。
[29] R.Zenklusen,路径TSP的1.5近似值,见Proc。《离散算法研讨会(SODA)》,SIAM,费城,2019年,第1539-1549页·Zbl 1431.68157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。