TSP变量的近似算法,固定开始和结束任何地方但起点+允许每个顶点多次访问

时间:2012-04-27 22:04:33

标签: algorithm graph-theory graph-algorithm traveling-salesman approximation

注意:由于旅程并没有在它开始的同一个地方结束,而且事实上只要我仍然访问所有这些点,每个点都可以被访问多次,这不是真正的TSP变种,但我认为这是由于缺乏对问题的更好定义。

所以..

假设我正在进行一次有n个兴趣点的徒步旅行。这些景点都通过远足径相连。我有一张地图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从A点开始的巡视并访问所有n个兴趣点,同时结束巡回演出的任何地方,但我开始的时间点,我希望巡回演出尽可能短。

由于徒步旅行的性质,我认为这可能不是一个对称的问题(或者我可以将我的不对称图转换为对称图吗?),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可能比从一个非常长而奇怪的道路走得更快a到c直接。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,从而永远不会抓住漫长而奇怪的道路。

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我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游览

2 个答案:

答案 0 :(得分:5)

要将您的问题减少到非对称TSP,请引入一个新节点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,这种减少只是附加地保留了目标,这使得近似保证了一个恒定的因子。

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和分支定界都需要求解ATSP的Held-Karp线性程序,这对于评估其他方法本身可能是有用的。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%范围内最优解的成本的下限。

答案 1 :(得分:4)

您可以将此问题简化为具有n + 1个顶点的普通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,您可以获得完整的图表,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。如果您想将此非对称图转换为对称图,Wikipedia会解释如何执行此操作。