Anytime Multi-Agent Path Finding with an Adaptive Delay-Based Heuristic
University of Southern California(南加州大学);University of California, Irvine(加州大学欧文分校)
本文提出ADDRESS,一种基于自适应延迟启发式的单破坏启发式MAPF-LNS变体,通过受限汤普森采样选择种子代理,在大规模场景中实现至少50%的成本改进。
2024-12-17 cs.AI
Searching Large Neighborhoods for Integer Linear Programs with Contrastive Learning
University of Southern California(南加州大学);Meta AI, FAIR(Meta AI 基础人工智能研究院)
本文提出CL-LNS方法,通过对比学习从慢速专家启发式中学习新启发式,并结合图注意力网络提升大邻域搜索在整数线性规划中的求解性能。
2023-02-03 cs.AI
Local Branching Relaxation Heuristics for Integer Linear Programs
University of Southern California(南加州大学);Meta AI (FAIR)(Meta人工智能(基础人工智能研究院))
针对整数线性规划中局部分支邻域选择成本高的问题,提出用线性规划松弛选择邻域的LB-RELAX及变体,在保持邻域质量的同时提升速度并达到最优任意时间性能。
2023-05-31 cs.AI
Constraint-based Diversification of JOP Gadgets
Royal Institute of Technology, KTH(瑞典皇家理工学院);University of Edinburgh(爱丁堡大学)
现代软件部署过程产生的软件是统一的,因此容易受到大规模代码重用攻击,如跳转导向编程(JOP)攻击。基于编译器的多样化通过自动生成给定程序的不同汇编代码版本来提高软件系统的弹性。现有的技术是有效的,但没有一个精确的控制所产生的变种的质量。本文介绍了多样性的建设(DivCon),基于约束的方法,软件多样化。与以前的方法不同,DivCon允许用户控制和调整多样性和代码质量的冲突目标。一个关键的推动因素是使用大邻域搜索(LNS)来高效地生成高度多样化的代码。对于较大的问题,我们提出了一个组合的LNS与结构分解的问题。为了进一步提高DivCon对JOP攻击的多样化效率,我们提出了一种针对JOP攻击特点的应用特定的距离度量。我们评估DivCon的20个功能,从一个流行的基准套件的嵌入式系统。这些实验表明,LNS和我们的应用程序特定的距离测量的组合生成的二进制程序,是高度弹性的JOP攻击。我们的研究结果证实,有一个折衷的质量之间的每个汇编代码版本和整个池的版本的多样性。特别是,实验表明,DivCon生成接近最优的二进制程序,共享少量的小工具。对于约束编程的研究人员和从业者,本文表明,LNS是一个有价值的技术,寻找不同的解决方案。对于安全研究人员和软件工程师,DivCon将基于编译器的多样化扩展到性能关键和资源受限的应用程序。
2021-11-18 cs.AI cs.CR
An Enhanced Large Neighborhood Search Approach for the Capacitated Facility Location Problem with Incompatible Customers
University of Udine(乌迪内大学)
针对具有客户不兼容约束的容量设施选址问题,提出一种结合混合破坏算子和精确修复的大邻域搜索方法,在所有基准实例上取得了新的最优解。
2026-05-27 cs.AI
Hybrid Node-Destroyer Model with Large Neighborhood Search for Solving the Capacitated Vehicle Routing Problem
IMT Atlantique, Lab-STICC (UMR 6285, CNRS)(IMT阿登蒂大学,Lab-STICC(UMR 6285,CNRS));IMT Nord Europe, CERI Systèmes Numériques(IMT北欧大学,CERI数字系统);Université Bretagne Sud, Lab-STICC (UMR 6285, CNRS)(布列塔尼南大学,Lab-STICC(UMR 6285,CNRS));DEI ”G. Marconi”, University of Bologna(博洛尼亚大学,DEI“G. Marconi”)
针对带容量约束的车辆路径问题(CVRP),提出结合图神经网络的Node-Destroyer混合模型以引导大邻域搜索算子,有效降低搜索空间复杂度,无需跨规模重训练即可显著提升多种基线元启发式算法的解质量与大规模扩展性。
2025-08-12 cs.AI
An Effective Iterated Two-stage Heuristic Algorithm for the Multiple Traveling Salesmen Problem
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学)
多个旅行商问题(mTSP)是著名的NP-hard旅行商问题(TSP)的一般推广,即有m(m > 1)个推销员访问城市。在本文中,我们解决的mTSP与minsum目标和minmax目标,其目的是最小化的总长度的$m$旅游和最长的旅游的长度,在所有的m个旅游,分别。我们提出了一个迭代的两阶段启发式算法称为ITSHA的mTSP。ITSHA的每次迭代都包括初始化阶段和改进阶段。初始化阶段旨在生成高质量和多样化的初始解决方案。改进阶段主要应用可变邻域搜索(VNS)的方法,我们提出了有效的局部搜索邻域的基础上,以优化初始解。此外,一些局部最优逃逸的方法,以提高算法的搜索能力。广泛的公共基准实例上的广泛的实验结果表明,ITSHA显着优于国家的最先进的启发式算法在解决mTSP的两个目标。
2022-02-26 cs.AI
Learning Large Neighborhood Search for Vehicle Routing in Airport Ground Handling
Nanyang Technological University(南洋理工大学);Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);Singapore Management University(新加坡管理大学);Shandong University(山东大学);Agency for Science Technology and Research (A*STAR)(新加坡科技研究局)
机场地勤车辆的调度是机场地勤的一项重要任务。由于航班的显著增长,同时为大量航班安排多种类型的操作(服务)是具有挑战性的,其中每种类型的操作由一个特定的车队执行。为了解决这个问题,我们首先表示为一个复杂的车辆路径问题的操作调度,并制定它作为一个混合整数线性规划(MILP)模型。然后给出MILP模型的图表示,提出了一种学习辅助的大邻域搜索(LNS)方法,该方法使用基于真实场景生成的数据,将模仿学习和图卷积网络(GCN)相结合,学习破坏算子来自动选择变量,并采用现成的求解器作为修复算子来重新优化所选变量。基于实际机场的实验结果表明,该方法允许处理多达200个航班的10种类型的操作同时进行,并优于国家的最先进的方法。此外,学习的方法执行一致伴随不同的求解器,并推广到更大的实例,验证了我们的方法的通用性和可扩展性。
2023-02-27 cs.AI cs.LG
Heuristic with elements of tabu search for Truck and Trailer Routing Problem
National Research University Higher School of Economics(国立研究型大学高等经济学院)
车辆路径问题是物流和运输领域中的一个著名问题,它在现实生活中的许多情况下都会发生,这就解释了这类问题的多样性。这是一个NP难的组合优化问题,几乎不可能找到精确的最优解。在这项工作中,站点相关的卡车和拖车路径问题的硬,软时间窗和分裂的库存被认为是(SDTTRPTWSD)。在这篇文章中,我们开发了一个启发式的禁忌搜索解决SDTTRPTWSD的元素。启发式算法使用邻域的概念,并在搜索过程中访问不可行的解决方案。一个贪婪的启发式构造一个初始解。
2016-09-29 cs.AI
Mining a Sub-Matrix of Maximal Sum
双聚类技术已被广泛用于识别大数据矩阵中的同质亚组,例如在患者亚组中相似表达的基因亚组。挖掘最大和子矩阵是一个相关但不同的问题,其中寻找具有最大项和的(不一定连续的)矩形子矩阵。Le Van等人(Ranked Tiling,2014)已经说明了其对基因表达分析的适用性,并使用结合大邻域搜索(CP-LNS)的约束编程(CP)方法解决了这一问题。在这项工作中,我们展示了这个NP难问题的一些关键属性,并定义了一个边界函数,以便在合理的时间内解决更大的问题。两种不同的算法,以利用突出的特点的问题:CP方法与全局约束(CPGC)和混合整数线性规划(MILP)。在合成和真实基因表达数据上进行的实际实验显示了这些方法的特点及其相对于原始CP-LNS方法的优势。总的来说,CPGC方法往往是最快产生一个好的解决方案。然而,MILP公式可以说是最容易制定的,也可以是有竞争力的。
2017-09-25 cs.AI stat.ML
Solving DCOPs with Distributed Large Neighborhood Search
University of Michigan(密歇根大学);University of Udine(乌迪内大学);New Mexico State University(新墨西哥州立大学);Ben Gurion University(本古里安大学)
近年来,分布式约束优化领域获得了发展势头,这要归功于它能够解决与多智能体协作相关的各种应用。然而,分布式约束优化问题(DCOPs)的最优求解是NP难的。因此,在大规模、复杂的应用中,不完全DCOP算法是必要的。目前的不完全DCOP算法遭受以下限制中的一个或多个:它们(a)找到局部极小值而不提供质量保证;(b)提供松散的质量评估;或(c)无法受益于问题的结构,如领域相关的知识和硬约束。因此,利用集中式约束求解社区的策略,我们提出了一个分布式大邻域搜索(D-LNS)框架来解决DCOPs。所提出的框架(其新颖的修复阶段)提供了解决方案的质量保证,在迭代过程中细化的上限和下限,并可以利用域相关的结构。我们的实验结果表明,D-LNS优于其他不完全DCOP算法的结构化和非结构化的问题实例。
2017-02-23 cs.AI
Integrating Column Generation and Large Neighborhood Search for Bus Driver Scheduling with Complex Break Constraints
本文提出将列生成与大邻域搜索整合的方法,用于解决具有复杂休息约束的公交司机调度问题,通过改进B&P和LNS方法,提高不同规模实例的求解质量。
2025-05-05 cs.AI math.OC
Adaptive Anytime Multi-Agent Path Finding Using Bandit-Based Large Neighborhood Search
University of Southern California(南加州大学)
针对基于LNS的anytime MAPF因固定邻域大小和贪婪优化导致缺乏探索性与灵活性的问题,提出BALANCE方法,利用双层多臂老虎机在线自适应调整破坏启发式与邻域大小,在大规模场景中成本至少降低50%。
2024-01-01 cs.AI cs.MA
Heuristics for vehicle routing problems: Sequence or set optimization?
KU Leuven(鲁汶大学);Federal University of Ouro Preto(乌罗普雷托联邦大学);Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro(里约热内卢天主教大学)
研究了基于车辆到客户“分配”和访问“排序”决策变量的容量约束车辆路径问题(CVRP)的结构分解。我们发现,启发式搜索集中在分配决策与系统的最佳选择的序列(使用协和TSP求解器)在每次移动评估是有希望的,但需要一个令人望而却步的计算工作。因此,我们引入了一个中间搜索空间,基于动态规划过程的Balas和Simonetti,它找到了一个很好的妥协之间的集约化和计算效率。各种加速技术提出了一个快速的探索:邻域减少,动态移动过滤器,内存结构和级联技术。最后,隧道策略的设计,重塑搜索空间的算法的进展。这些技术在经典局部搜索以及统一混合遗传搜索(UHGS)中的组合可以显着提高解的准确性。为只有256个客户的小实例找到了新的最佳解决方案。到目前为止,这些解决方案还没有在经典社区中实现。总的来说,这项研究允许更好地评估各自的影响,序列和分配优化,提出了新的方式相结合的优化这两个决策集,并打开了有前途的研究前景的CVRP及其变种。
2018-03-16 cs.AI math.OC
Smart Ride and Delivery Services with Electric Vehicles: Leveraging Bidirectional Charging for Profit Optimisation
Faculty of Information Technology, Monash University(墨尔本大学信息科技学院);School of Computing and Information Systems, University of Melbourne(墨尔本大学计算与信息系统学院)
提出EVOP-V2G利润最大化问题,通过混合整数规划建模并设计EA和LNS元启发式算法,使驾驶员利润翻倍并保持良好扩展性。
2025-06-26 cs.AI
Distilling Privileged Information for Dubins Traveling Salesman Problems with Neighborhoods
本文提出一种基于特权信息的学习方法,用于快速解决带区域的杜宾旅行商问题,比LKH快50倍并优于其他方法。
2026-03-05 cs.AI cs.LG
Exact and Heuristic Approaches to Drone Delivery Problems
Federal University of Ouro Preto(欧鲁普雷图联邦大学)
飞行伙伴旅行推销员问题(FSTSP)考虑由卡车和无人机组成的交付系统。无人机从卡车上发射,携带一个包裹交付给客户。每架无人机都必须返回卡车充电,拾取另一个包裹,然后再次发射到新的客户位置。这项工作提出了一种新的混合规划(MIP)制定和启发式方法来解决这个问题。proposedMIP配方产生更好的线性松弛界限比以前提出的配方的所有情况下,并能够最佳地解决几个未解决的情况下,从文献。一个混合启发式的基础上,结合禁忌搜索概念的一般可变邻域搜索元启发式,以获得高质量的解决方案,为大规模的实例。在文献中的1415个基准实例上对算法的效率进行了评估,超过80%的最佳已知解得到了改进。
2021-07-29 cs.AI math.OC
CP or DP? Why Not Both: A Case Study in the Partial Shop Scheduling Problem
ICTEAM, UCLouvain, Belgium(ICTEAM,鲁汶大学,比利时)
提出一种结合动态规划(DP)和约束规划(CP)的混合方法,用于解决部分车间调度问题(PSSP),其中DP作为主搜索框架,CP作为子程序利用全局约束传播,并支持任意时间策略和大邻域搜索。
2026-05-22 cs.AI
Foundations of the Pareto Iterated Local Search Metaheuristic
Universität Hohenheim(霍恩海姆大学)
本文描述了多目标优化问题的局部搜索元启发式算法的提出和应用。它是基于两个主要原则的启发式搜索,通过可变的邻域,通过扰动和连续迭代的搜索空间的有利区域的多样化的集约化。这个概念在多目标下的置换流水车间调度问题上得到了成功的验证。虽然所获得的结果就其质量而言是令人鼓舞的,但该方法的另一个积极属性是它的简单性,因为它只需要设置很少的参数。Pareto迭代局部搜索元启发式算法的实现是基于MOOPPS计算机系统的多目标调度局部搜索算法,该算法已在瑞典Ronneby获得2002年欧洲学术软件奖(http://www.easa-award.net/,http://www.bth.se/llab/easa_2002.nsf)
2008-09-02 cs.AI
Design, Evaluation and Analysis of Combinatorial Optimization Heuristic Algorithms
Royal Holloway College(皇家霍洛威学院);University of London(伦敦大学)
组合优化在许多领域有着广泛的应用。不幸的是,许多组合优化问题是NP难的,这通常意味着它们在实践中是不可解的。然而,通常不需要精确的解。在这种情况下,可以使用启发式方法在合理的时间内获得接近最优的解决方案。本文研究了两个组合优化问题,即广义旅行商问题和多维指派问题。第一个问题是旅行商问题的一个重要推广;第二个问题是分配问题的任意维数的推广。这两个问题都是NP难的,并且有很多应用。在这项工作中,我们讨论了不同方面的物流设计和评估。本研究涵盖了广泛的相关主题,包括测试床的生成和分析,实现和性能问题,局部搜索邻域和有效的探索算法,memetic算法中的元搜索设计和种群规模。最重要的结果是在该地区的本地搜索和模因算法所考虑的问题。在这两种情况下,我们已经显着先进的现有知识的局部搜索邻域和算法的系统化和改进以前的结果。我们已经提出了一些有效的算法,占主导地位的现有算法在广泛的时间/质量要求。在我们的模因算法中引入了几种新的方法,使它们成为相应问题的最先进的元算法。人口规模是这些方法中最有前途的方法之一,它预计将适用于几乎任何模因算法。
2012-07-07 cs.AI cs.DM cs.DS
A Variable Neighborhood Search for Flying Sidekick Traveling Salesman Problem
Universidade Federal de Ouro Preto(欧鲁普雷图联邦大学)
无人机(UAV)的效率和活力在过去几年中在多个行业中提供了大量的应用机会。值得注意的是,物流公司密切关注这些车辆的设想,以减少交付时间和运营成本。介绍了一种称为飞行助手流动推销员问题(FSTSP)的流动推销员问题(TSP)的变体,涉及无人机辅助的包裹递送。无人机从卡车上发射,继续向客户交付包裹,然后由卡车在第三个位置回收。当无人机在旅途中行驶时,只要无人机有足够的电池悬停等待卡车,卡车就会将包裹运送给其他客户。这项工作提出了一种混合启发式的初始解决方案是从最佳TSP解决方案达到TSP求解器。接下来,使用通用可变邻域搜索的实现来获得卡车和无人机的送货路线。计算实验表明,该算法的潜力,以提高交货时间显着。此外,我们提供了一组新的实例的基础上,著名的TSPLIB实例。
2018-10-18 cs.AI math.OC
A Fast GRASP Metaheuristic for the Trigger Arc TSP with MIP-Based Construction and Multi-Neighborhood Local Search
Technische Universität Wien(维也纳技术大学);H2O.ai
针对触发弧旅行商问题,提出一种结合MIP构造与多邻域局部搜索的GRASP元启发式算法,在MESS 2024实例上达到平均0.77%和0.40%的最优性差距,并优于Gurobi,适合实时路径规划。
2025-10-07 cs.AI cs.DM
Online Learning for Scheduling MIP Heuristics
Zuse Institute Berlin(柏林祖斯研究所);Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin(柏林工程与经济应用技术大学);Google Research(谷歌研究院);Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
针对MIP启发式算法高度依赖实例导致次优性能的问题,提出基于多臂老虎机的在线学习框架,由单一智能体同时控制Large Neighborhood Search和Diving两类启发式算法,在MIPLIB 2017上实现一致的节点减少,对较难实例加速4%。
2023-04-04 cs.AI cs.LG math.OC
Large Neighborhood Search based on Neural Construction Heuristics
University of Hildesheim(希尔德斯海姆大学)
提出了一种基于神经网络的学习构造启发式算法作为修复算子的大邻域搜索(LNS)方法来求解带时间窗的车辆路径问题(VRPTW)。我们的方法使用图神经网络对问题进行编码,并对解决方案进行自回归解码,并在施工任务上使用强化学习进行训练,而不需要任何标签进行监督。神经修复算子与局部搜索例程、启发式破坏算子和应用于小群体的选择过程相结合,以达到复杂的解决方案。其关键思想是使用学习的模型来重建部分破坏的解决方案,并通过破坏策略(或随机策略本身)引入随机性,以有效地探索大的邻域。
2022-05-10 cs.AI cs.LG
A heuristic method for data allocation and task scheduling on heterogeneous multiprocessor systems under memory constraints
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Huawei Technologies Co., Ltd.(华为技术有限公司)
异构多处理器系统中的计算工作流经常被建模为任务和数据块的有向非循环图,其以由任务产生并由其他人使用的数据的形式表示计算模块及其依赖关系。然而,对于某些工作流,诸如数字信号处理器中的任务调度可能由于暴露太多并行性而耗尽存储器。本文主要研究内存约束下的数据分配和任务调度问题,并集中在共享内存平台上。首先,我们提出了一个整数线性规划模型来制定的问题。然后我们将该问题视为一个扩展的柔性作业车间调度问题,同时试图最小化图的关键路线。为了解决这个问题,我们提出了一个禁忌搜索算法(TS),它结合了几个显着的特点,如贪婪的初始解的构造方法和混合邻域的评价策略的基础上精确的评价和近似的评价方法。在随机生成的实例上的实验结果表明,该算法能够在合理的计算时间内获得相对高质量的解.具体地说,与文献中广泛使用的经典负载均衡算法相比,禁忌搜索算法平均提高了5- 25%的最大完工时间.此外,还分析了TS的一些关键特征,以确定其成功因素。
2022-05-09 cs.AI cs.DC
Liner Shipping Network Design with Reinforcement Learning
Data Science(数据科学);C3 AI(C3 AI公司)
本文提出一种新颖的无模型强化学习框架,结合启发式多商品流求解器解决班轮运输网络设计问题,在LINERLIB基准上取得有竞争力的结果并展现出良好的泛化能力。
2024-11-13 cs.AI
Fast Neighborhood Search Heuristics for the Colored Bin Packing Problem
Institute of Computing, University of Campinas(坎皮纳斯大学计算学院)
针对彩色装箱问题,本文改造并设计启发式规则,提出快速邻域搜索,并构建基于 VNS 及融合 LP、VNS 与 GRASP 的数学启发式方法,实验表明其能在大规模实例上获得近优解。
2024-07-08 cs.AI math.OC
An adaptive large neighborhood search heuristic for the multi-port continuous berth allocation problem
Technical University of Denmark(丹麦技术大学)
在本文中,我们研究了一个问题,集成的船舶调度问题与泊位分配到一个合作的问题表示为多港口连续泊位分配问题(MCBAP)。该问题优化了一组船舶同时在多个港口的泊位分配,同时还考虑了港口之间船舶的航行速度。由于问题的高度组合性,精确方法很难扩展到大规模的实例,这指向探索启发式方法。我们提出了一个混合整数问题制定的MCBAP,并引入了一个自适应大邻域搜索(ALNS)算法增强了局部搜索过程来解决它。计算结果突出了该方法的适用性,在较短的计算时间内提供高质量的解决方案,为较大的情况。实际的见解表明,承运人和码头运营商的运营成本以不同的方式受到燃料价格,港口的外部船舶和连续码头建模的影响。
2023-02-05 cs.AI math.OC
Neo-GNNs: Neighborhood Overlap-aware Graph Neural Networks for Link Prediction
Korea University(高丽大学)
图神经网络(GNN)已经被广泛应用于各种领域,用于对图结构数据进行学习。它们在节点分类和图分类等各种任务上都比传统的探试法有了显着的改进。然而,由于GNN严重依赖于平滑的节点特征而不是图结构,因此它们在链接预测中通常表现出比简单的探试法差的性能,其中结构信息,例如,重叠的邻域、度和最短路径是至关重要的。为了解决这一限制,我们提出了邻域重叠感知图神经网络(Neo-GNNs),它从邻接矩阵中学习有用的结构特征,并估计用于链接预测的重叠邻域。我们的Neo-GNNs推广了基于邻域的探试法,并处理重叠的多跳邻域。我们在Open Graph Benchmark数据集(OGB)上进行的大量实验表明,Neo-GNN在链接预测中始终达到最先进的性能。我们的代码可在https://github.com/seongjunyun/Neo_GNNs上公开获取。
2022-06-09 cs.AI cs.LG
Solving the Steiner Tree Problem in graphs with Variable Neighborhood Descent
KU Leuven(鲁汶大学)
图中的斯坦纳树问题(STP)在集成电路设计、进化论、网络等领域有着广泛的应用。本文提出了一种求解STP的算法。该算法包括一个reducer和一个使用可变邻域下降(VND)的求解器,在搜索过程中相互作用。提出了一种新的构造性算法和一种用于强化的顶点评分系统。该算法进行了测试的一组基准,显示出令人鼓舞的结果。
2018-06-13 cs.AI
Deep Learning--Accelerated Multi-Start Large Neighborhood Search for Real-time Freight Bundling
University of Twente(特文特大学);Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);STAR Lab(STAR实验室)
本文提出一种深度学习加速的混合搜索流程,用于实时货运捆绑问题,通过结合Transformer神经网络和多起点大邻域搜索,实现高效、高质量的解决方案。
2025-12-12 cs.AI
NeSHFS: Neighborhood Search with Heuristic-based Feature Selection for Click-Through Rate Prediction
Middle East Technical University(中东技术大学);Arizona State University(亚利桑那州立大学)
针对CTR预测中特征冗余、计算成本高及现有特征选择算法效果不足的问题,提出启发式算法NeSHFS,可降本提效,经三个公开数据集实验验证了其有效性。
2024-09-13 cs.AI cs.IR
Variable Neighborhood Search for the University Lecturer-Student Assignment Problem
Universität Hohenheim(霍恩海姆大学)
本文研究了一般的局部搜索算法和变邻域搜索算法,并将其应用于高校实际工作中的一个分配问题的求解。在这里,学生必须被分配到由工作人员提出和支持的科学主题。该问题涉及到学生在申请某些主题时可能表达的给定偏好下的优化。可以观察到,可变邻域搜索导致测试问题实例的优越结果。一个实例取自实际案例,而其他实例则基于真实世界的数据生成,以支持更深入的分析。问题的扩展已经制定了第二个目标函数,同时平衡工作人员的工作量,同时最大限度地提高学生的效用。算法方法已在计算机系统中原型实现。这方面的一个重要方面是将研究工作应用于其他科学机构的问题,从而提供决策支持功能。
2008-09-05 cs.AI
RAISE: LLM-based Automated Heuristic Design with Robust Adversary Instance Search
University of Zurich(苏黎世大学);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院)
提出RAISE框架,通过将约束最坏情况实例搜索集成到LLM进化循环中,解决现有LLM自动化启发式设计在分布偏移下性能崩溃的问题,在多个在线调度问题上验证了鲁棒性。
2026-07-01 cs.AI
Multidimensional Assignment Problem for multipartite entity resolution
University of Florida Research and Engineering Educational Facility (REEF)(佛罗里达大学研究与工程教育设施);Herbert Wertheim College of Engineering, University of Florida(佛罗里达大学赫伯特·韦特海姆工程学院);Munitions Directorate, Eglin Air Force Base(埃格林空军基地弹药局)
多部分实体解析的目的是将多个数据集的记录集成到一个实体中。我们推导出一个数学公式的一般类的记录链接问题的多部实体决议在许多数据集作为一个组合优化问题称为多维分配问题。作为我们的方法的动机,我们说明了顺序二分匹配的多部实体分辨率的优势。由于优化问题是NP难的,我们采用两个启发式程序,一个贪心算法和非常大规模的邻域搜索,解决分配问题,并找到最可能匹配的记录从多个数据集到一个单一的实体。我们评估和比较这些算法的性能和它们的修改合成生成的数据。我们进行计算实验比较性能最近的启发式,非常大规模的邻域搜索,与贪心算法,另一种启发式的MAP,以及与两个版本的遗传算法,一般的元启发式。重要的是,我们进行实验,以比较两种替代方法重新开始搜索前启发式,特别是随机抽样多启动和确定性设计为基础的多启动。我们发现的证据表明,基于设计的多启动可以更有效的数据库的规模越来越大。此外,我们表明,非常大规模的搜索,特别是它的多开始版本,优于简单的贪婪启发式。贪婪搜索与超大规模邻域搜索的混合提高了性能。使用多开始与少至三个额外的运行非常大规模的搜索提供了一些改进的性能非常大规模的搜索过程。最后,我们提出了一种方法来评估的非常大规模的邻域搜索的复杂性。
2021-12-06 cs.AI cs.DM
Solving the Pod Repositioning Problem with Deep Reinforced Adaptive Large Neighborhood Search
Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg(勃兰登堡技术大学科特博-森芬堡)
本文提出将深度强化学习与自适应大邻域搜索相结合求解机器人移动履行系统中的货架重定位问题,通过DRL动态选择算子并调整参数,实验证明其优于传统方法。
2025-06-03 cs.AI cs.RO math.OC
AutoSND: From Execution Evidence to Structural Policies for Automated Network Dismantling Heuristic Discovery
AutoSND是一种三阶段树搜索框架,通过将执行证据转化为结构策略,在真实网络上发现了更优的网络拆解启发式方法,性能与稳定性更佳且结构可解释。
2026-08-05 cs.AI
Relaxation heuristics for the set multicover problem with generalized upper bound constraints
Osaka University(大阪大学);Fujitsu Limited(富士通株式会社);Nagoya University(名古屋大学)
考虑了集合覆盖问题(SCP)的一个推广,引入了(i)多重覆盖和(ii)广义上界(GUB)约束.对于传统的SCP,定价方法已被引入到减少的实例的大小,和一些有效的启发式算法的基础上,这种减少技术已经开发出解决大规模的实例。然而,GUB约束通常使定价方法不那么有效,因为它们通常阻止解决方案包含高度评价的变量。为了克服这个问题,我们开发了启发式算法,以减少实例的大小,其中新的评估计划的变量引入考虑GUB约束。我们还开发了一个有效的实现2翻转邻域局部搜索算法,减少了候选人的数量在附近,而不牺牲解决方案的质量。为了引导搜索访问各种各样的好的解决方案,我们还介绍了一种路径重连方法,通过组合两个或两个以上的解决方案,目前为止获得的新的解决方案。根据基准实例的计算比较,所提出的方法成功地选择了少量的有前途的变量适当,即使是大规模的实例具有硬GUB约束,执行相当有效。
2018-01-06 cs.AI cs.DS math.OC
Neural Improvement Heuristics for Graph Combinatorial Optimization Problems
针对现有神经改进模型无法处理边编码信息的图组合优化问题,提出可适配节点、边或两者信息的新型NI模型,在三类经典问题上性能均优于传统方法。
2023-10-07 cs.AI cs.DM cs.LG
Multi-layer local optima networks for the analysis of advanced local search-based algorithms
Federal University of Technology Paraná (UTFPR)(巴拉那联邦理工大学(UTFPR));Aalborg University(奥尔堡大学)
局部最优网络(LON)是一种基于特定邻域算子和局部搜索算法压缩特定组合优化问题的适应度景观的图模型。确定哪些景观特征以及如何影响搜索算法的有效性对于预测其性能和改进设计过程都是相关的。本文提出了多层LON的概念,以及探索这些模型的方法,旨在提取指标的健身景观分析。构建这样的模型,提取和分析它们的指标是将单邻域算子概率论的研究扩展到使用多个算子的更复杂的研究的初步步骤。因此,在本文中,我们研究了一个双层LON从组合问题的实例中使用位翻转和交换算子。首先,我们列举了NK景观模型的实例,并使用爬山启发式建立相应的LON。然后,使用LON指标,我们分析如何有效的搜索时,结合这两种策略。实验结果表明,有希望的结果,并证明了多层LON的能力,提供有用的信息,可用于元算法的基础上,如可变邻域搜索。
2020-04-29 cs.AI cs.NE
CITS: Coherent Ising Tree Search Algorithm Towards Solving Combinatorial Optimization Problems
National University of Singapore(新加坡国立大学)
在经典的启发式算法中,模拟退火(SA)算法由于其能将组合优化问题的解自然地映射到伊辛哈密顿量的基态而备受关注。然而,在实际实施中,退火过程不能任意慢,因此,它可能偏离预期的稳态玻尔兹曼分布,并陷入局部能量最小值。针对这一问题,提出了一种启发式搜索算法,将搜索空间从马尔可夫链扩展到基于SA的递归深度有限树,其中父节点和子节点代表当前和未来的自旋状态.在每一次迭代中,该算法将通过在“向前看”的意义上沿着树进行探索,在可行的搜索空间内选择最佳的近优解。此外,受相干伊辛机(CIM)的启发,我们放松的自旋状态的离散表示连续表示与正则化项,并利用约化动力学的振子探索周围的邻居所选择的树节点。我们测试了我们的算法上的一个代表性的NP难问题(MAX-CUT),以说明该算法的有效性相比,半定规划(SDP),SA,和模拟CIM。我们的研究结果表明,以上的原始算法SA和CIM,我们的高层次树搜索策略是能够提供解决方案,在更少的时代伊辛制定的NP-优化问题。
2022-03-09 cs.AI
An (MI)LP-based Primal Heuristic for 3-Architecture Connected Facility Location in Urban Access Network Design
National Research Council of Italy(意大利国家研究委员会);Zuse Institute Berlin(柏林楚泽研究所)
研究了城市电信接入网设计中的三层结构互联设施定位问题。我们提出了一个原始的最优化模型的问题,包括额外的变量和约束,考虑到无线信号覆盖。由于这个问题可以证明具有挑战性,即使是现代国家的最先进的优化求解器,我们建议解决它的原始启发式结合了概率固定程序,引导特有的线性规划松弛,一个确切的MIP启发式,基于一个非常大的邻域搜索。一组现实的实例上的计算实验表明,我们的启发式可以找到解决方案与低得多的最优性差距比一个国家的最先进的求解器。
2017-04-27 cs.AI cs.NI math.OC
Maximizing Store Revenues using Tabu Search for Floor Space Optimization
Precima, a Nielsen Company(尼尔森旗下Precima公司)
店面空间优化是零售商经常遇到的关键收益管理问题。它最大限度地提高商店的收入最佳分配地板空间的产品类别被分配到他们最合适的货架图。我们制定的问题作为一个连接的多选择背包问题与一个额外的全局约束,并提出了一个基于禁忌搜索的元启发式,利用多个特殊的邻域结构。我们还纳入了一个机制,以确定如何结合多个邻域移动。同时,还提出了一种基于先验搜索历史学习的候选列表策略,以提高搜索质量。一组测试问题的计算测试结果表明,我们的禁忌搜索启发式可以解决所有的问题在合理的时间内。通过计算实验分析了算法中各组成部分的贡献。
2020-11-04 cs.AI cs.LG cs.NE
Learning to Schedule Heuristics for the Simultaneous Stochastic Optimization of Mining Complexes
McGill University(麦吉尔大学);GERAD — Research Group in Decision Analysis(GERAD决策分析研究组)
采矿综合体的同时随机最优化(SSOMC)是一个大规模的随机组合最优化问题,其同时管理从多个矿山提取的材料以及使用互连设施对其进行处理以产生一组最终产品,同时考虑材料供应(地质)不确定性以管理相关风险。虽然模拟退火已被证明优于比较方法求解SSOMC,早期的性能可能会主导最近的性能,在组合的算法的性能被用来确定哪些扰动应用。这项工作提出了一个数据驱动的启发式调度框架,在一个完全自我管理的超启发式解决SSOMC。提出的学习扰动(L2 P)超启发式算法是一种多邻域模拟退火算法。L2 P使用强化学习以自适应方式选择要应用的启发式(扰动),以有效地探索哪个局部搜索最适合特定搜索点。几个最先进的代理已被纳入L2 P,以更好地适应搜索,并引导它走向更好的解决方案。通过从描述算法性能的数据中学习,获得了一个特定于问题的算法排序,该排序可以更快地找到更好的解决方案。L2 P在几个现实世界的采矿综合体上进行了测试,重点是效率,鲁棒性和泛化能力。结果表明,迭代次数减少了30-50%,计算时间减少了30- 45%。
2022-02-25 cs.AI cs.LG math.OC
Selection Hyper-heuristics Can Automatically Adjust the Learning Period to Optimally Solve Pseudo-Boolean Problems
Laboratoire d’Informatique (LIX), CNRS, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris(信息实验室(LIX),法国国家科学研究中心,巴黎高等理工学院,巴黎理工学院);Department of Computer Science and Engineering, Southern University of Science and Technology(计算机科学与工程系,南方科技大学);School of Computing & Communications, Lancaster University Leipzig(计算与通信学院,莱斯特大学莱比锡分校)
本文提出一种自动设置学习周期参数的超启发式方法,证明其能在1-o(1)比例的迭代中选择最优邻域大小,从而以最优时间(忽略低阶项)优化LeadingOnes基准问题。
2026-08-27 cs.AI cs.DS cs.NE
LFHE: Local-First Heuristic Evolution for Bounded Local Topology Search in Decentralized Learning with Non-IID Data
Durham University(杜伦大学);University of Cambridge(剑桥大学)
针对非独立同分布数据下分散式学习的拓扑敏感问题,提出本地优先启发式进化(LFHE)框架,仅用局部信息进行受限拓扑搜索,在四个基准上取得竞争性能,并揭示性能与局部性的权衡。
2026-10-07 cs.AI cs.LG
A Novel Meta-Heuristic Optimization Algorithm Inspired by the Spread of Viruses
The University of Hong Kong(香港大学)
根据没有免费的午餐定理,没有一个单一的元启发式算法可以最优地解决所有的优化问题。这促使许多研究人员不断开发新的优化算法。本文提出了一种新的自然启发式优化算法病毒传播优化(VSO)。VSO松散地模拟了病毒在主机之间的传播,可以有效地应用于解决许多具有挑战性的连续优化问题。我们设计了一个新的表示方案和病毒操作,从根本上不同于以前提出的基于病毒的优化算法。首先,VSO中每个宿主的病毒RNA表示一个潜在的解决方案,不同的病毒操作将有助于多样化的搜索策略,以大大提高解决方案的质量。此外,引入了一种引入的感染机制,从另一个群体中继承搜索到的最优解,以避免在解决复杂问题时任何潜在解的早熟。VSO具有出色的能力,可以在发现的最优值周围进行自适应邻域搜索,以获得更好的解决方案。此外,VSO具有灵活的感染机制,可以快速摆脱局部最优。为了清楚地证明其有效性和效率,VSO在一系列众所周知的基准函数上进行了严格的评估。通过金融投资组合优化和支持向量机分类问题超参数优化两个实例验证了VSO算法的适用性。结果表明,VSO已达到优越的性能,在解决方案的适应度,收敛速度,可扩展性,可靠性和灵活性相比,这些结果的传统以及国家的最先进的元启发式优化算法。
2020-06-11 cs.AI cs.LG cs.NE
Learning fine-grained search space pruning and heuristics for combinatorial optimization
Nokia Bell Labs(诺基亚贝尔实验室);Eaton Corp.(伊顿公司);University of Catania(卡塔尼亚大学);University College Dublin(都柏林大学学院)
组合优化问题在不同领域的广泛应用中出现。这些问题中有许多是NP难的,为它们设计有效的算法需要大量的时间和实验。另一方面,行业优化问题数量持续增长。近年来,已经探索了机器学习技术来解决这一差距。我们提出了一个利用机器学习技术来扩展精确组合优化算法的框架。与现有的基于深度学习、强化学习和受限玻尔兹曼机的方法相比,这些方法试图直接从优化问题的输入中学习优化问题的输出(成功有限),我们的框架学习了相对简单的修剪元素的任务,以减少问题实例的大小。此外,我们的框架只使用基于直观特征的可解释学习模型,因此学习过程提供了对优化问题和实例类的更深入的见解,可用于设计更好的算法。对于经典的最大团枚举问题,我们证明了我们的框架可以修剪输入图的很大一部分(在稀疏图的情况下大约99%的节点),并且仍然可以检测到几乎所有的最大团。这导致了最先进算法的数倍加速。此外,在我们的框架中使用的模型强调,邻域度的卡方值与最大团中节点的存在具有统计学显著的相关性,特别是在密集图中,这对现代求解器构成了重大挑战。我们利用这一洞察力,设计一个新的启发式算法,这个问题优于国家的最先进的。我们的启发式算法也是独立的利益最大集团检测和枚举。
2020-01-05 cs.AI cs.DS cs.SI
Metaheuristic Approach to Solve Portfolio Selection Problem
Huawei Turkey R&D Center(华为土耳其研发中心);Özyeğin University(厄兹耶因大学)
本文提出了一种基于Tabu搜索和TokenRing搜索的启发式方法来求解投资组合优化问题。Markowitz的均值-方差模型被认为是一个具有开创性的模型,它增加了基数和数量约束,以更好地捕捉交易过程的动态性,该模型成为一个NP-难问题,无法使用精确的方法来解决。结合三种不同的邻里关系正在探索禁忌搜索。此外,还提出了一种新的初始解的构造方法。最后,我将展示所提出的技术在公共基准测试中的表现
2022-11-10 cs.AI cs.NE q-fin.PM