Det generaliserade resandeförsäljarproblemet är ett kombinatoriskt optimeringsproblem som är en generalisering av det välkända resandeförsäljarproblemet . De initiala data för problemet är en uppsättning hörn, en uppdelning av denna uppsättning i så kallade kluster, samt en matris av övergångskostnader från en vertex till en annan. Problemet är att hitta den kortaste stängda vägen som skulle besöka en vertex i varje kluster (det finns också en modifiering när vägen måste besöka minst en vertex i varje kluster).
Beroende på kostnadsmatrisens egenskaper kan problemet vara symmetriskt om matrisen är symmetrisk eller asymmetrisk på annat sätt. Ett av de mest övervägda specialfallen av ett symmetriskt problem är det euklidiska eller plana problemet, när varje vertex har sina egna koordinater i rymden, och kostnaden för att förflytta sig mellan hörn motsvarar det euklidiska avståndet mellan motsvarande punkter i rymden.
Liksom resandeförsäljarproblemet tillhör det generaliserade resandeförsäljarproblem klassen NP-hårda problem . För att bevisa det räcker det att överväga ett specialfall av problemet, när varje kluster innehåller exakt en vertex, och problemet reduceras till ett enkelt resande säljarproblem, som är NP-hårt.
Det finns två effektiva metoder för den exakta lösningen av det generaliserade resandeförsäljarproblemet: Brunch-and-Cut [1] , samt en metod för att reducera det generaliserade problemet till det vanliga resandeförsäljarproblemet, metoderna för att lösa som är väl studerade [2] .
År 2002 visades [3] att det generaliserade resandeförsäljarproblemet kan reduceras till ett vanligt resandeförsäljarproblem av samma dimension genom att ersätta viktmatrisen .
De enklaste heuristiska metoderna för att lösa det generaliserade resandeförsäljarproblemet inkluderar den giriga algoritmen , som vid varje steg väljer kanten av lägsta kostnad från uppsättningen av kanter som inte bryter mot lösningens korrekthet, samt den mer effektiva Nearest Neighbor metod, som utgår från en godtycklig vertex och vid varje steg läggs till lösningen, den vertex som ligger närmast den senast läggs till. Det finns även andra heuristiker som är modifieringar av välkända heuristiker för vanliga resandeförsäljarproblem.
I synnerhet används ofta följande typer av lokal sökning :
var är klustret numrerat . Genom att tillämpa sökningen efter den kortaste vägen i en speciellt konstruerad graf, hittar algoritmen ett lokalt minimum för , där . Klusteroptimering tillhör således klassen av lokala sökningar med en mycket stor stadsdel , det vill säga den utforskar en exponentiell grannskap i polynomtid.
MetaheuristicsOmrådet för genetiska algoritmer, som har visat sin effektivitet för denna uppgift, har studerats väl. Det första arbetet inom detta område tillhör Snyder och Duskin [4] , senare viktiga resultat erhölls av Silbergoltz och Golden [5] , Gyuten och Karapetyan [6] .
NP-kompletta problem | |
---|---|
Maximeringsproblem med stapling (packning) |
|
grafteori mängdteori | |
Algoritmiska problem | |
Logiska spel och pussel | |