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TSP变量的近似算法,固定开始和结束任何地方,但在每个顶点允许的起点多次访问

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注意:由于旅行不是在它开始的同一个地方结束的事实,而且只要我仍然访问所有这些点,每个点都可以被访问多次这一事实,这不是真正的TSP变体,而是我之所以说是因为缺乏对问题的更好定义 .

所以..

假设我正在徒步旅行,有n个兴趣点 . 这些景点都通过远足径相连 . 我有一张 Map 显示了所有距离的路径,给我一个有向图 .

我的问题是如何近似一个从A点开始并且访问所有n个兴趣点的旅游,同时结束旅行的任何地方,但我开始的点,我希望旅游尽可能短 .

由于远足的性质,我认为这可能不是一个对称问题(或者我可以将我的不对称图转换为对称图?),因为从高海拔到低海拔显然比其他方式更容易 .

另外我认为它必须是一种适用于非度量图的算法,其中不满足三角不等式,因为从a到b到c可能比从a到c的真正漫长而奇怪的道路更快直 . 我确实考虑过三角不等式是否仍然存在,因为对于我访问每个点的次数没有限制,只要我访问所有这些,这意味着我总是选择从a到c的两条不同路径中最短的路径,从而永远不会 grab 漫长而奇怪的道路 .

我相信我的问题比TSP更容易,因此这些算法不适合这个问题 . 我考虑过使用最小生成树,但我很难说服自己可以将它们应用于非度量非对称有向图 .

我真正想要的是关于如何能够提出近似算法的一些指示,该算法将通过所有n个点找到近乎最佳的旅行

2 回答

  • 5

    为了将问题减少到非对称TSP,引入一个新节点u并制作长度为L的弧从u到A以及从A到u的所有节点,其中L非常大(足够大,没有最佳解决方案重新访问u) . 从巡视中删除u以获取从A到其他节点的路径 . 不幸的是,这种减少仅仅是附加地保留了目标,这使得近似保证通过恒定因子变得更糟 .

    Evgeny指出的减少目标是非度量对称TSP,因此减少对您没有用,因为已知的近似值都需要度量实例 . 假设路径的集合形成平面图(或接近它),由于Gharan and Saberi存在恒定因子近似,遗憾的是,这可能很难实现,并且在实践中可能无法给出合理的结果 . Frieze, Galbiati, and Maffioli给出了一般图的简单对数因子近似 .

    如果有合理数量的路径,分支和绑定可能会为您提供最佳解决方案 . G&S和分支机构都需要为ATSP解决Held-Karp线性程序,这可能对评估其他方法本身很有用 . 对于在实践中出现的许多对称TSP实例,它给出了在真实值的10%内的最优解决方案的成本的下限 .

  • 4

    您可以将此问题简化为具有n 1个顶点的正常TSP问题 . 为此,请获取节点“A”和所有感兴趣的点,并计算每对点之间的最短路径 . 您可以在原始图上使用全对最短路径算法 . 或者,如果n明显小于原始图形大小,则对这些n 1个顶点使用单源最短路径算法 . 您还可以将所有路径的长度(以'A'结尾)设置为某个常量,大于任何其他路径,这样可以在任何地方结束行程(这可能只需要TSP算法,找到往返路径) .

    因此,您将获得一个完整的图表,该图表是指标,但仍然是非对称的 . 您现在需要的只是在此图上解决正常的TSP问题 . 如果要将此非对称图转换为对称图,Wikipedia解释了如何执行此操作 .

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