FPTAS for mixed-integer polynomial optimization with a fixed number of variables
当变量个数固定时,我们证明了在凸多胞体中的混合整数集上最大化非负多项式问题的FPTAS的存在性。
2005-05-31 math.OC
A Context-Aware Cutting Plane Selection Algorithm for Mixed-Integer Programming
Technische Universität Berlin(柏林工业大学);Zuse Institute Berlin(柏林祖斯研究所);Fair Isaac Germany GmbH(费尔艾萨克德国有限公司)
针对混合整数规划求解器割平面选择长期未变的问题,提出新的割评分、过滤与停止准则,使 SCIP 在 MIPLIB 2017 上性能提升 5%。
2023-07-17 cs.LG math.OC
Data-driven Mixed Integer Optimization through Probabilistic Multi-variable Branching
Shanghai University of Finance and Economics(上海财经大学);Stanford University(斯坦福大学);Antai College of Economics and Management, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学安泰经济与管理学院)
提出PreMIO框架,利用离线数据和机器学习模型,通过基于集中不等式的多变量基数分支程序加速在线MIP求解,方法简单、可证明且可解释。
2025-04-04 cs.LG math.OC
A Conic Integer Programming Approach to Constrained Assortment Optimization under the Mixed Multinomial Logit Model
本文研究了混合多项logit模型下的约束搭配最优化问题。即使是中等规模的情况下,这个问题是具有挑战性的直接解决使用标准的混合整数线性最优化配方。这促使最近的研究探索定制的优化策略和近似技术。相比之下,我们开发了一种新的圆锥二次混合整数制定。这种新的配方,再加上麦考密克不等式利用容量限制,使大型实例的解决方案,使用商业优化软件。
2017-08-12 math.OC
Convex mixed-integer optimization with Frank-Wolfe methods
Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Zuse Institute Berlin(柏林朱利叶斯·祖斯研究所);Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
本文提出一种基于分支定界和Frank-Wolfe算法的凸混合整数优化方法,通过凸包松弛和线性最小化预言机求解,无需外部逼近,可处理非精确子问题。
2024-07-18 cs.DM cs.LG math.OC
A Mixed-Integer Programming Approach to Training Dense Neural Networks
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
人工神经网络(ANN)是广泛应用于各种现实世界分类任务的机器学习模型。然而,训练ANN非常耗时,并且生成的模型需要大量内存来部署。为了训练更简约的人工神经网络,我们提出了一种新的混合整数规划(MIP)制定训练全连接人工神经网络。我们的公式可以解释二进制和整流线性单元(ReLU)激活,以及对数似然损失的使用。我们目前的数值实验比较我们的MIP为基础的方法对现有的方法,并表明,我们能够实现竞争力的样本性能与更简约的模型。
2022-06-23 cs.LG math.OC
Machine Learning Algorithms for Improving Exact Classical Solvers in Mixed Integer Continuous Optimization
Fakultät für Mathematik, Universität Wien(维也纳大学数学系);Department of Computer Science, Czech Technical University(捷克技术大学计算机科学系);CEO Olicheza Limited(Olicheza有限公司)
本综述探讨了如何利用机器学习与强化学习增强混合整数非线性规划中的精确分支定界求解器,提出统一框架将学习策略嵌入分支等环节以加速收敛并保持全局最优性。
2025-10-31 cs.LG math.OC
Learning Symbolic Expressions: Mixed-Integer Formulations, Cuts, and Heuristics
Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);University of Minnesota Twin Cities(明尼苏达大学双城分校)
在本文中,我们考虑的问题,学习回归函数,而不假设其功能的形式。这个问题被称为符号回归。表达式树通常用于表示解函数,该解函数通过将运算符和操作数分配给节点来确定。符号回归问题可以被公式化为非凸混合整数非线性规划(MINLP),其中二进制变量用于分配运算符,并且非线性表达式用于通过非线性运算符(诸如平方、平方根和指数)来传播数据值。我们通过增加新的削减,提高了这个具有挑战性的MINLP的解决方案,扩展了这个配方。我们还提出了一个启发式,迭代地建立一个表达式树,通过解决限制MINLP。我们进行计算实验,并比较我们的方法与混合整数规划为基础的方法和神经网络为基础的方法从文献中。
2021-02-24 cs.LG math.OC
Mixed-integer bilevel representability
我们研究了集合的可表示性,承认扩展配方使用混合整数双层规划。我们表明,可行域建模的连续双层约束(没有整数变量),互补约束,和多面体反凸约束都是有限的联盟多面体。相反,任何多面体的有限并集都可以用这三种范式中的任何一种来表示。然后,我们证明了可行域的两层问题的整数约束只在上层是一个有限的联合集表示的混合整数规划,反之亦然。此外,我们证明,拓扑闭包,我们不允许整数变量在较低的水平,以及获得额外的建模能力。为了建立最后一个声明,我们证明了家庭的集合是有限的工会的混合整数表示集形成一个代数集(拓扑闭包)。
2018-10-09 math.OC
A Mixed-Binary Convex Quadratic Reformulation for Box-Constrained Nonconvex Quadratic Integer Program
本文针对箱约束非凸二次整数规划问题,提出了一种混合二元凸二次规划模型,并实现了IBMCPLEX12.6对该模型的求解.计算结果表明,我们的方法明显优于最近的最先进的求解器。
2014-01-23 math.OC
A parametric integer programming algorithm for bilevel mixed integer programs
我们考虑离散二层最优化问题,其中跟随者解决具有固定变量数的整数规划。利用参数整数规划的最新结果,我们提出了纯整数和混合整数双层问题的多项式时间算法。对于混合整数的情况下,领导者的变量是连续的,我们的算法还检测是否下确界成本未能达到,一个困难,已被确定,但没有直接在文献中解决。在这种情况下,它产生了一个“比完全多项式时间更好”的近似方案,其运行时间多项式为相对精度的对数。对于纯整数的情况下,领导的变量是整数,因此最优解是保证存在的,我们提出了两个算法,运行在多项式时间的变量的总数是固定的。
2009-11-02 math.OC
Efficient and Robust Mixed-Integer Optimization Methods for Training Binarized Deep Neural Networks
University of Siegen(锡根大学);African Institute for Mathematical Sciences(非洲数学科学研究所)
与经典的深度神经网络相比,由于其减少了内存消耗和计算需求,其二进制化版本对于资源有限设备上的应用程序非常有用。在这项工作中,我们研究了具有二进制激活函数和连续或整数权重的深度神经网络(BDNN)。我们表明,BDNN可以重新制定为一个混合整数线性规划与有界的权空间,可以解决的经典混合整数规划求解器的全局最优性。此外,局部搜索启发式计算局部最优网络。此外,为了提高效率,我们提出了一个迭代的数据分裂启发式迭代分裂训练集成更小的子集,通过使用k-均值方法。之后,在一个给定的子集中的所有数据点被迫遵循相同的激活模式,这导致了一个更小的整数变量的数量在混合整数规划制定,因此计算的改进。最后,第一次提出了一个强大的模型,它在训练过程中加强了BDNN的鲁棒性。所有方法都在随机和真实数据集上进行了测试,我们的结果表明,所有模型通常都可以在小型网络架构上与经典DNN竞争,甚至优于经典DNN,这证实了内存或计算能力有限的应用程序的可行性。
2021-10-25 cs.LG math.OC
Computing Two-Stage Robust Optimization with Mixed Integer Structures
本文针对基于决策依赖不确定性的两阶段鲁棒混合整数规划,提出精确与近似求解算法,克服现有局限,并通过理论分析与数值实验验证其有效性与建模能力。
2023-12-21 math.OC
Mixed-Integer Programming Formulation of a Data-Driven Solver in Computational Elasticity
本文提出了一种混合整数二次规划制定现有的数据驱动的方法来计算弹性。该公式适用于标准混合整数规划求解器的应用,该求解器找到全局最优解。因此,所提出的方法得到的结果可以作为基准的情况下,任何其他算法。初步的数值实验进行比较质量的解决方案所提出的方法和启发式数据驱动的计算力学。
2018-10-10 math.OC
ReLU Networks as Surrogate Models in Mixed-Integer Linear Programs
Solution Seeker AS;Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学)
我们考虑在混合整数线性规划(MILP)问题中嵌入分段线性深度神经网络(ReLU网络)作为代理模型。最近,许多作者应用了ReLU网络的MILP公式来探索受输入边界影响的各种模型属性。该公式是通过使用二进制变量对每个ReLU运算符进行编程并应用大M方法获得的。公式化的效率取决于由大M值定义的边界的紧密性。当ReLU网络嵌入到更大的最优化问题中时,可以在边界收紧中利用输出边界的存在。为此,我们设计和研究几个约束收紧程序,同时考虑输入和输出的界限。我们的数值结果表明,边界收紧可以大大减少求解时间,并且小型ReLU网络适合作为混合整数线性规划中的代理模型。
2019-09-26 cs.LG math.OC
Penalty alternating direction methods for mixed-integer optimal control with combinatorial constraints
我们考虑混合整数最优控制问题的组合约束,耦合随着时间的推移,如最小停留时间。我们分析了提升和分解的方法成一个混合整数最优控制问题,没有组合约束和一个混合整数问题的组合约束的控制空间。这两个问题可以非常有效地解决现有的方法,如外凸与求和舍入策略和混合整数线性规划技术。使用惩罚方法处理耦合。我们提供了一个精确的结果,产生一个解决方案的方法,收敛到部分最小值的处罚。我们比较了这些专用点的质量与其他approstics之间的一个学术例子,也为优化的输电线路与切换的网络拓扑结构的流量重新分配,以满足需求。
2021-04-19 math.OC
Mixed-integer convex representability
本文研究了混合整数凸优化问题的可行集与非凸集的关系。我们国家的情况下,可能的整数分配的数量是有限的第一个完整的表征。我们开发了一个更一般的情况下,无界整数变量的表征与一个简单的必要条件,我们用来证明第一个已知的负面结果的可表示性。最后,我们研究了自然数子集的可表示性,发展了对使用凸集而不是多面体集可以获得什么样的建模能力的更完整的理解的洞察力;后一种情况已经完全特征化的混合整数线性最优化的上下文中。
2017-03-08 math.OC
On the complexity of nonlinear mixed-integer optimization
本文综述了非线性混合整数优化问题的计算复杂性。它突出了一个选择的重要议题,从不可计算性的结果,从数论和逻辑,最近获得的完全多项式时间近似计划在固定的维度,并强烈多项式时间算法的特殊情况下。
2010-06-25 math.OC
Concave Quadratic Cuts for Mixed-Integer Quadratic Problems
利用半定规划(SDP)松弛技术可以得到非凸二次约束二次规划(QCQP)最优值的非平凡界。我们探讨凹二次不等式,在整数格${\bf Z}^n$中的任何向量,并表明,将这些不等式添加到一个混合整数非凸QCQP可以提高基于SDP的界上的最优值。该方案是测试使用几个数值问题的最大割问题和整数最小二乘问题的实例。
2016-09-28 math.OC
Canonical dual method for mixed integer fourth-order polynomial minimization problems with fixed cost terms
研究了求解一类带固定费用项的混合整数非凸四阶多项式极小化问题的正则对偶方法。这个约束非凸问题可以转化为一个连续的凹极大化对偶问题,而不需要对偶间隙。给出了全局最优性条件,并讨论了存在唯一性准则.最后给出了一个解耦混合整数问题的应用,并在适当的条件下得到了全局极小值的分析解。算例表明了该方法的有效性。
2016-07-16 math.OC
A Sequential Deep Learning Algorithm for Sampled Mixed-integer Optimisation Problems
University of Sydney(悉尼大学);University of Ottawa(渥太华大学)
混合整数优化问题可能在计算上具有挑战性。在这里,我们介绍和分析了两个有效的算法,一个特定的序贯设计,旨在处理这一类内的采样问题。在这两种算法的每个迭代步骤中,我们首先测试给定测试解决方案的可行性,同时确定违反的约束条件。随后,一个优化问题被构造与约束集组成的当前的基础-即,最小的一组约束,充分规定了当前的测试解决方案-以及与有限数量的识别违反样本的约束。我们表明,这两种算法表现出有限时间收敛到最优解。算法2的特征在于神经网络分类器,与算法1相比,其显著提高了计算性能。通过鲁棒最优潮流、鲁棒机组组合和鲁棒随机混合整数线性规划三个数值试验,定量地验证了这些算法的有效性。
2023-03-05 cs.LG math.OC
Duality for Mixed-Integer Convex Minimization
我们以两种方式将标准的Karush-Kuhn-Tucker最优性条件推广到具有凸目标、凸泛函约束和某些变量必须是整数的额外要求的问题。虽然标准的Karush-Kuhn-Tucker条件涉及分离超平面,我们的扩展是基于无格多面体。我们的最优性条件允许我们定义一个精确的对偶我们原来的混合整数凸问题。
2014-12-08 math.OC
Dual Dynamic Programming for Multi-Scale Mixed-Integer MPC
提出了一种求解多尺度混合整数模型预测控制(MPC)问题的对偶动态整数规划(DDIP)框架。这样的问题出现在涉及长视野和/或精细时间离散化以及混合整数状态和控制(例如,调度逻辑和离散致动器)。该方法使用了一个嵌套的切割平面计划,执行前向和后向扫描沿时间范围自适应近似成本去功能。DDIP方案可以处理一般MPC配方与混合整数控制和状态,并可以执行前向-后向扫描块时间分区。我们证明了所提出的方案的性能,通过解决混合整数MPC的问题,出现在中央供暖,通风和空调(HVAC)工厂的调度。我们表明,该计划是可扩展的,并显着优于最先进的混合整数求解器。
2020-07-17 math.DS math.OC
On Hybrid Quantum and Classical Computing Algorithms for Mixed-Integer Programming
量子计算正在成为一种新的计算资源,对于某些类别的最优化问题,它可能优于传统计算。然而,原则上,大多数现有的量子优化方法旨在解决无约束二进制规划问题,而混合整数线性规划在实践中最感兴趣。我们试图通过开发一种新的混合整数规划方法来弥合量子计算能力与现实世界应用之间的差距。该方法利用Benders分解将混合整数规划分解为二进制规划和线性规划两个子问题,分别用带噪声的中间规模量子处理器和常规处理器求解.该算法是可证明的,能够达到原来的混合整数规划问题的最优解。该算法在D-Wave 2000 Q量子处理单元上进行了测试,并被证明是有效的小规模测试用例。我们还测试了一个受电力系统应用启发的混合整数规划的算法。许多见解得出的数值结果的能力和所提出的算法的局限性。
2022-01-20 math.OC
On the Convexification of a Class of Mixed-Integer Conic Sets
本文研究了MIQCP中带非线性右端项的混合整数SOC集,证明在温和假设下用凹包络替换右端项可精确描述凸包,并通过割平面提供强松弛,实验验证了其有效性。
2025-11-01 math.OC
A Hybrid Perspective on Suboptimal Mixed-Integer Quadratic Programming
本文提出一种结合参数化MIQP与混合系统理论的框架,将次优性编码为有界扰动,实现递归次优混合整数二次规划反馈控制,并从理论和仿真上验证了稳定性。
2025-07-03 math.OC
Mixed-integer linearity in nonlinear optimization: a trust region approach
针对非线性优化结合多面体与整数约束的计算难题,提出带信赖域保障的序列混合整数线性化方法,可从任意起点收敛到可行关键点,并在非光滑最优控制、网络设计运营中验证了应用价值。
2024-10-07 math.OC
On a fully fuzzy framework for minimax mixed integer linear programming
在这项工作中,我们提出了一个极小极大混合0-1模糊线性问题的建模框架。它是基于通过辅助变量扩展通常的重写清晰的极大极小问题的最大值的模糊线性函数的有限集建模。我们建立所考虑的问题可以等价地表示为一个多目标混合整数规划问题。该框架适用于一个完全模糊版本的能力中心设施定位问题。
2018-02-20 math.OC
A mixed-integer branching approach for very small formulations of disjunctive constraints
最优化中的一个重要问题是构造强而小的析取约束的混合整数规划(MIP)公式。出于传统MIP配方所需的整数变量的数量上的下界,我们提出了一个更一般的混合整数分支配方框架。我们的方法保持了传统MIP配方的良好的算法特性:特别是,服从分支定界和分支切割算法。我们的主要技术结果给出了一个显式的线性不等式描述传统的MIP和混合整数分支配方广泛的析取约束。从该描述中获得的公式具有尽可能强的线性规划松弛,并且推广了分段线性函数和其他析取约束的一些计算上最有效的公式。我们使用这个结果产生一个强大的混合整数分支制定任何析取约束,只使用两个整数变量和线性数量的额外的约束。我们锐化这一结果的单变量分段线性函数和环形约束中产生的电力系统和机器人技术,产生强大的混合整数分支配方,只使用两个整数变量和一个常数($\leq 6$)一般不等式约束。一路上,我们产生了两个强大的几何尺寸的传统MIP配方的环约束使用我们的主要技术成果,说明其更广泛的实用性,在传统的MIP设置。
2017-12-03 math.OC
Face Dimensions of General-Purpose Cutting Planes for Mixed-Integer Linear Programs
割平面是成功求解混合整数线性规划的关键因素。对于特定的问题,它们的强度通常通过显示它们是相应的混合整数船体的面定义来理论评估。在本文中,我们通过实验研究了由一个国家的最先进的求解器产生的通用切割平面引起的面的尺寸。因此,我们将每个切割平面的尺寸与其在分支定界算法中的影响联系起来。
2020-11-11 cs.DM math.OC
Mixed-integer convex representability
基于混合整数凸优化(MICP)求解方法的最新进展,本文研究了MICP问题中哪些集合可以精确表示为可行域的基本问题。我们建立了几个结果在这个方向上,包括第一个完整的混合二进制的情况下和一个简单的必要条件的一般情况下的特征。我们使用后者,以获得第一个非表示性的结果,各种非凸集,如一组秩1矩阵和一组素数。最后,与Jeroslow和Lowe关于混合整数线性可表示性的开创性工作相对应,我们研究了合理性假设下的可表示性问题。在这些合理性的假设下,我们建立了可表示集服从强的规律性,如周期性,我们提供了一个完整的表征的可表示子集的自然数和可表示的紧集。有趣的是,在自然数子集的情况下,我们的结果提供了一个明确的分离的数学建模能力的混合整数线性和混合整数凸优化。在紧集的情况下,我们的结果意味着,使用无界整数变量是必要的建模无界集。
2020-11-20 math.OC
On the ReLU Lagrangian Cuts for Stochastic Mixed Integer Programming
本文研究随机混合整数规划,通过ReLU函数重构非预期性约束提出ReLU拉格朗日割,证明其能实现最优性,推导闭式表达式并用线性规划加速生成,数值实验验证了有效性。
2024-11-09 math.OC
On the Relation Between Affinely Adjustable Robust Linear Complementarity and Mixed-Integer Linear Feasibility Problems
本文将可调鲁棒线性互补问题的结果推广到凸紧致不确定性集合,并证明在多面体不确定性集合下,求解可调鲁棒解等价于求解混合整数线性可行性问题。
2023-11-01 math.OC
FPTAS for optimizing polynomials over the mixed-integer points of polytopes in fixed dimension
当变量个数固定时,我们证明了凸多胞体中的混合整数集上的非负多项式最大化问题的完全多项式时间近似格式(FPTAS)的存在性。此外,使用一个较弱的近似的概念,我们证明了存在一个完全多项式时间的近似计划的问题的最大化或最小化任意多项式的混合整数集在凸多胞体,当变量的数量是固定的。
2007-06-15 math.OC
Mixed integer predictive control and shortest path reformulation
混合整数预测控制是在滚动时域内对整数和实数控制变量进行优化。控件的混合整数性质可能是较大维度的实例难以处理的原因。为了解决这个小问题,我们提出了一种分解方法,将原来的$n$维问题转化为批量形式的$n$独立标量问题。每个标量问题,然后重新制定为最短路径之一,并解决了通过线性规划在一个后退的地平线。这最后一个重构步骤反映了混合整数规划中的标准过程。如果我们根据预测控制技术操作,则可以降低分解引入的近似:i)优化时域上的控制ii)应用第一控制iii)提供其他状态的测量更新并重复该过程。
2010-03-15 math.DS math.OC
Integer Set Reduction for Stochastic Mixed-Integer Programming
两阶段随机混合整数规划(SMIP)问题的第二阶段为一般整数变量,一般难以求解。本文发展了整数集约简理论,用于刻画第二阶段子问题的可行整数点的凸包子集,可用于求解SMIP。其基本思想是考虑一个足够小的子集的可行整数点,这是必要的整数子问题产生一个有效的不等式。然后设计了一种基于子问题LP-松弛的解决方案获得这样一个子集的算法,并将其纳入SMIP的Fenchel分解方法中。为了证明新的整数集约简方法的性能,进行了基于随机生成的测试实例的计算研究。研究结果表明,整数集减少提供了显着的收益,在产生削减更快,导致更好的界限,在解决SMIP比使用直接求解器。
2016-04-29 math.OC
Extension Complexity Lower Bounds for Mixed-Integer Extended Formulations
我们证明了,任何混合整数线性扩展配方的匹配多面体的完全图上的$n$顶点,多项式数量的约束,需要$Ω(\sqrt{\sfrac{n}{\log n}})$许多整数变量。通过已知的约化,这个结果推广到旅行商多面体。这个下界有各种各样的影响,关于存在小的混合整数数学公式的共同问题,在运筹学。特别是,它表明,对于许多经典的车辆路径问题和问题,涉及匹配,任何紧凑的混合整数线性描述这样的问题需要大量的整数变量。这提供了在这样的设置中所需的整数变量的数量的第一非平凡下界。
2022-06-24 math.OC
Distances of optimal solutions of mixed-integer programs
Cook等人(1986)的一个经典结果给出了混合整数线性规划的最优解与相应线性松弛的最优解之间的距离的界。它们的界是由变量的数目和一个参数$ Δ$给出的,该参数量化了基本线性不等式的子行列式。我们表明,这个距离可以有界的$ Δ$和整数变量的数量,而不是变量的总数。为此,我们利用Olson(1969)在加法组合学中的一个结果,并证明它如何暗示某些混合整数线性规划的可行性。我们推测,我们的界可以改进为一个功能,只依赖于$ Δ$,一般。
2018-01-26 math.OC
A geometric way to build strong mixed-integer programming formulations
我们给出了一个显式的几何方法来建立混合整数规划(MIP)公式的联合多面体。该结构简单地描述了在r维线性空间的生成超平面。所得到的MIP制定是理想的,并使用了r个整数变量和2 x(#的跨越超平面)一般不等式约束。我们使用这个结果,以获得新的不连续的分段线性函数和结构中出现的机器人和电力系统问题的几何尺寸的理想MIP配方。
2019-10-09 math.OC
k-Disjunctive cuts and a finite cutting plane algorithm for general mixed integer linear programs
本文将Cook,Kannan和Schrijver的分裂割推广到基于多项析取的割。它们被称为k-析取割。出发点是一般混合整数规划的有限割平面算法需要什么样的割的问题。我们将详细处理这个问题,并根据与给定切割向量相关的k-析取导出切割平面。最后,我们将展示如何建立一个有限的切割平面算法,可以使用这些切割结合Gomory混合整数切割。
2007-07-26 math.OC
On Subadditive Duality for Conic Mixed-Integer Programs
本文证明了一个可行锥混合整数规划(MIP)的次可加对偶是强对偶,只要它是可行的。此外,我们表明,这种对偶的可行性条件是等价的圆锥连续松弛MIP的圆锥对偶的可行性。此外,我们证明了强对偶的所有已知条件和其他“自然”条件,如严格混合整数可行性,可行集的有界性或本质上严格可行性意味着次可加对偶是可行的。作为中间结果,我们将所谓的“有限性”从全维凸集推广到全维凸集与Dirichlet凸集的交集。
2019-06-07 math.OC
Convex Hull Formulations for Mixed-Integer Multilinear Functions
在本文中,我们提出了凸包配方的混合整数,多线性项/功能(MIMF)的产品的多个连续和二元变量。我们发展了MIMF的两个等价的凸松弛,并在相应的高维空间中研究了它们的多面体性质。我们在数值上观察到,所提出的配方始终比最先进的松弛方法表现更好。
2018-07-29 cs.DM math.OC
Bregman algorithms for mixed-strategy generalized Nash equilibrium seeking in a class of mixed-integer games
我们考虑的问题计算的混合策略广义纳什均衡(MS-GNE)的一类游戏中,每个代理人都有连续和整数决策变量。具体来说,我们提出了一种新的Bregman前向反射后向分裂和分布式算法,利用问题的结构设计。从技术上讲,我们证明了收敛到变分MS-GNE仅仅单调性和Lipschitz连续性假设下,这是典型的连续GNE问题。最后,我们通过数值实验表明我们的算法的性能。
2022-06-13 cs.MA cs.SY eess.SY
Augmentation approaches for Mixed Integer Programming
针对一般MIP,本文研究可行集结构与有限测试集存在性的关系,提出并刻画了一个可计算、可嵌入有限增广算法的测试集。
2025-09-29 math.OC
A Distributed Algorithm for Demand Response with Mixed-Integer Variables
这封信提出了一种快速分布式算法,用于聚合大量具有混合整数变量和设备之间复杂耦合的家庭。提出的快速分布式梯度算法被应用到所采用的DR模型的双重平滑的对偶函数。结果还表明,最小的参数调整,对偶目标的收敛表现出相同的行为,而不管系统的大小。
2016-02-29 math.OC
Multistage Robust Mixed-Integer Optimization Under Endogenous Uncertainty
内生的,即决策相关的,不确定性已收到越来越多的兴趣在随机规划社区。然而,在鲁棒优化上下文中,它很少被考虑。本文研究了具有决策依赖不确定集的多级鲁棒混合整数优化问题。建议的框架允许我们考虑连续和整数追索权,包括追索权的决定,影响不确定性集。我们得到一个易于处理的问题,利用最近的进展,在建设非线性决策规则,并引入连续追索权的不连续分段线性决策规则。进行计算实验,以获得见解的影响,内生的不确定性,离散追索权的好处,和计算性能。我们的研究结果表明,在解决方案中的保守性水平可以显着降低,如果内生不确定性和混合整数追索权适当建模。
2020-08-26 math.OC
Exact Augmented Lagrangian Duality for Mixed Integer Quadratic Programming
混合整数二次规划(MIQP)是在有理多面体上的混合整数点上最小化凸二次函数的问题。本文主要研究MIQP的增广拉格朗日对偶(ALD)。ALD增加了通常的拉格朗日对偶的加权非线性惩罚的对偶约束。我们首先证明了ALD将达到一个零的对偶间隙渐近的重量的惩罚趋于无穷大的罚函数在一些温和的条件下。我们接下来表明,当我们使用任何范数作为罚函数时,有限的罚权重对于零间隙是足够的。最后,我们证明了一个多项式约束的重量上的惩罚项,以获得零差距。
2019-07-01 math.OC
Sparse Convex Optimization Toolkit: A Mixed-Integer Framework
本文提出了一个开源的分布式求解器,用于解决稀疏凸优化(SCO)问题的计算网络。受过去混合整数优化算法进步的启发,稀疏凸优化工具包(SCOT)采用混合整数方法来找到SCO问题的精确解。特别是,SCOT汇集了各种技术,将原来的SCO问题转化为一个等价的凸混合规划非线性规划(MINLP)问题,可以受益于高性能和并行计算平台。为了解决等价的混合整数问题,我们提出了分布式混合外近似(DiHOA)算法,该算法建立在基于LP/NLP的分支定界算法的基础上,并针对这个特定的问题结构量身定制。DiHOA算法结合了所谓的单树和多树外近似,自然地集成了分布式凸非线性子问题的分散算法,并利用了二次切割等增强技术。最后,我们提出了详细的计算实验,显示我们的解决方案的好处,通过数值基准140 SCO问题与分布式数据集。为了展示SCOT的整体效率,我们还提供了SCOT与其他最先进的MINLP求解器的性能比较。
2022-10-30 math.OC
Mix-CALADIN: A Distributed Algorithm for Consensus Mixed-Integer Optimization
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)(香港科技大学(广州));KTH Royal Institute of Technology(瑞典皇家理工学院);The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
本文提出一种处理混合整数优化问题的分布式算法,特别针对布尔变量,通过改进CALADIN框架实现收敛性保证。
2026-04-16 cs.SY eess.SY math.OC
Global Solutions of Nonconvex Standard Quadratic Programs via Mixed Integer Linear Programming Reformulations
一个标准的二次规划是一个最优化问题,它包括在单位单纯形上最小化一个(非凸)二次型。我们专注于将一个标准的二次规划转化为一个混合整数线性规划问题。我们提出了两种替代的混合整数线性规划配方。我们的第一个配方是基于铸造一个标准的二次规划作为一个线性规划的互补约束。然后,我们采用二进制变量线性互补约束。对于第二个公式,我们首先推导出一个高估的目标函数的函数,并建立其在任何全球最小的紧密性。然后,我们使用二进制变量线性化高估函数,得到我们的第二个公式。对于这两个配方,我们提出了一组有效的不等式。我们广泛的计算结果表明,所提出的混合整数线性规划的重新制定显着优于其他全球解决方案的方法。在较大的情况下,我们通常会观察到数量级的改善。
2018-10-04 math.OC
Facets of a mixed-integer bilinear covering set with bounds on variables
给出了混合整数双线性覆盖集的凸包的一个封闭形式描述。这种凸包描述是通过考虑以某种方式定义的正交析取集来确定的。这种描述没有引入任何新的变量,但由指数级的许多不等式组成。一个扩展的制定与一些额外的变量和更少的约束条件。我们还导出了一个线性时间分离算法,以寻找这凸包的刻面定义不等式。我们通过一些例子研究了新的不等式和推广公式的有效性。
2019-03-02 math.OC
Turnpike Properties in Discrete-Time Mixed-Integer Optimal Control
本文讨论了参数离散时间混合最优控制问题(MIOCP)的性质,因为它们经常出现在混合整数NMPC中。我们认为,在需要处理参数MIOCP的相似性属性时,来自最优控制的经典收费公路概念是有帮助的。我们提供了充分的收费公路条件的基础上的耗散性概念的MIOCPs,我们表明,收费公路属性允许具体和准确的猜测的整数值控制。此外,我们展示了如何收费公路属性可以用来获得有效的节点加权分支定界方案量身定制的参数MIOCP。我们利用数值例子来说明我们的研究结果。
2020-02-06 cs.SY eess.SY math.OC
Lossy compression of matrices by black-box optimisation of mixed integer nonlinear programming
DENSO CORPORATION(电装公司);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)(日本产业技术综合研究所);DENSO IT Laboratory(电装IT实验室)
在边缘计算中,抑制数据大小对于执行自动驾驶等复杂任务的机器学习模型来说是一个挑战,其中计算资源(速度,内存大小和功率)有限。矩阵数据的有效有损压缩已经通过将其分解成整数矩阵和实矩阵的乘积而引入。然而,它的优化是困难的,因为它需要同时优化一个整数和实变量。在本文中,我们利用最近开发的黑盒优化(BBO)算法与Ising求解器的整数变量,改善这种优化。此外,该算法可以用来解决混合整数规划问题,是线性和非线性的实数和整数变量,分别。伊辛求解器(模拟退火,量子退火和模拟淬火)和BBO算法(BOCS,FMQA及其变化)的策略之间的差异进行了讨论,为进一步发展的BBO技术。
2022-09-27 cs.LG math.OC quant-ph
Lifting Linear Extension Complexity Bounds to the Mixed-Integer Setting
混合整数数学规划是运筹学和相关领域中最常用的模型之一。然而,仍然很少有人知道什么可以表达的小型混合整数规划。特别是,在这项工作之前,它是开放的一些经典的问题,如最小奇截问题,可以表示为一个紧凑的混合整数规划,很少(甚至不断许多)整数变量。这与线性公式形成鲜明对比,其中扩展公式领域的最新突破表明,与经典组合优化问题相关的许多多面体甚至不允许亚指数大小的近似扩展公式。我们提供了一个一般的框架,提升的不可逼近性结果的扩展配方的混合整数扩展配方的设置,并获得几乎紧下界的整数变量的数量需要描述各种经典的组合优化问题。其中的影响,我们得到,我们表明,任何混合整数扩展配方的次指数大小的匹配多面体,割多面体,旅行商多面体或占主导地位的奇割多面体,需要$ Ω(n/\log n) $许多整数变量,其中$ n $是底层图的顶点数。相反,上述多面体允许多项式大小的混合整数公式,只有$ O(n) $或$ O(n \log n) $(对于旅行推销员多面体)许多整数变量。我们的结果建立在一个新的分解技术,对于任何凸集$ C $,允许近似任何混合整数描述的$ C $的交集$ C $与工会的少数仿射子空间。
2017-12-06 cs.DM cs.DS math.OC