动态网络最短路问题的复杂性与近似算法

有向网络的最短路问题在交通、通信系统的最优路径计算以及多阶段决策过程的最优轨线设计等实际问题中有着重要应用.经典模型及算法解决固定弧权条件下的最短路问题,而实际中,网络往往是动态的,即弧权依赖于时间变化,例如在交通拥堵时运行时间会变长,这时经典的最短路算法不再适用.文中证明了动态网络的最短路问题是NP-困难的;给出了最短路稳定性的充要条件,并在此基础上提出一种基于稳定区间的近似算法,通过模拟实验验证了该算法的有效性.     

时间依赖有向无环网最小时间路径算法

经典模型及算法可解决固定弧权条件下的最短路问题,然而实际应用中孤权往往是动态的,即弧权依赖时间变化。本文提出一种特殊最短路径算法,即在有向无环网络中最小时间路径算法的一种实现。该算法是一种改进的扩散法,克服了扩散法的一些显著缺点。文中证明了该理论的正确性,最后列举了一个传统算法不能解决的实例,证明了该算算：法的正确性。     

时间依赖无向中国邮路问题的分支限界算法

时间依赖网络相比传统网络模型有更广泛的应用领域,比如会交网络和通信网络都可以抽象成为时间依赖的网络模型。当模型中弧的访问代价为时间依赖的变量时,中国邮路问题的求解将变得非常困难。首先分析了传统的中国邮路问题求解算法,如奇偶图上作业法和Edmonds& Johnson算法,以及不能有效求解时间依赖中国邮路问题的根本原因;其次给出了一般时变无向中国邮路问题的特性,并在此基础上设计了该问题的分支限界最优化算法;然后针对FIFO(First In First Out)这一类特殊时变网络,设计了新的剪枝条件,从而得到了更有效求解FIFO网络的时变无向中国邮路问题的分支限界最优化算法;最后对算法进行了实验,算法实验结果正确。     

动态容量网络中的最小最大时间流问题

动态(时间依赖的)容量网络与传统静态网络相比更具现实意义,在交通网络、物流网络和通信网络中都有着广泛的应用。在时间依赖网络最短路算法的基础上,研究具有实际背景的动态容量网络的最小最大时间流问题,给出求动态容量网络的最小最大时间流的多项式算法和算法的应用实例,其时间复杂度为O(mMv)。     

时间依赖的网络中最小时间路径算法

时间依赖的网络与传统网络模型相比更具有现实意义，具有广泛的应用领域，交通网络和通信网络可以抽象为时间依赖的网络模型，当模型中弧的工度是时间依赖的变量，最短路径问题的求解变得非常困难，早期的研究者通过具体的网络实例认识到传统最短路径算法在这种情况下是不正确的，因此给出限制性条件使得传统最短路径算法是有效的。该文从最短路径算法的理论基础入手，从理论上证明了传统最短路径算法，如Dijkstra算法和标号设置算法，在时间依赖的网络上不能有效地求解最短路径问题，并且，在没有任何限制性条件下，给出了时间依赖的网络模型，理论基础，求解最小时间路径的优化条件和SPTDN算法，从理论上证明了SPTDN算法的正确性，算法的实验结果是正确的，最后给出了时间依赖的网络应用实例。     

一种学习稀疏BN最优结构的改进K均值分块学习算法

目前贝叶斯网络(Bayesian networks, BN)的传统结构学习算法在处理高维数据时呈现出计算负担过大、在合理时间内难以得到期望精度结果的问题.为了在高维数据下学习稀疏BN的最优结构, 本文提出了一种学习稀疏BN最优结构的改进K均值分块学习算法.该算法采用分而治之的策略, 首先采用互信息作为节点间距离度量, 利用融合互信息的改进K均值算法对网络分块; 其次, 使用MMPC (Max-min parent and children)算法得到整个网络的架构, 根据架构找到块间所有边的可能连接方向, 从而找到所有可能的图结构; 之后, 对所有图结构依次进行结构学习; 最终利用评分找到最优BN.实验证明, 相比现有分块结构学习算法, 本文提出的算法不仅习得了网络的精确结构, 且学习速度有一定提高; 相比非分块经典结构学习算法, 本文提出的算法在保证精度基础上, 学习速度大幅提高, 解决了非分块经典结构学习算法无法在合理时间内处理高维数据的难题.     

最小时间路径算法的改进及在路径优化中的应用*

由于城市交通网络中路径行程时间是随着时间的变化而变化的,求解最小时间路径比较困难,为此提出把交通网络抽象为时间依赖的网络模型的解决方法。对时间依赖网络模型和理论基础进行分析,指出文献［1］描述的最小时间路径算法存在的不足,即不能正确记录路径;通过引入一个记录路径的数组来对此算法进行改进,改进后的算法不仅解决了原算法存在的问题,而且可以满足n∶1的最短路径搜索,扩展了原算法的应用范围。最后用实验验证了改进算法的正确性和有效性。     

一个变权路径最优搜索算法

在经典的最短路问题中,诸弧的权是事先给定并固定不变的。但是在最短路径问题的实际应用中,需要求解两点间的最短运行时间或最小费用,这时各路径的权值根据不同情况可能发生变化。本文针对变权路径问题,提出了一个基于知识层次的变权路径最优搜索算法。实验结果很好地验证了算法的有效性。     

基于Floyd算法的多重最短路问题的改进算法

路径分析是网络分析最基本的问题,其核心是对最短路径的求解。Floyd算法是一种求取最短路的经典算法。分析发现,两点间可能存在多条权重相同的最短路径,而这一点Floyd算法没有涉及。以无向联通图为研究对象,设计了基于Floyd求解多重等价最短路算法,并分析计算了一个实际算例。计算结果表明,基于Floyd的多重等价最短路算法可以有效解决多重等价最短路问题。     

网络最短路问题的改进算法

本文着重研究著名的Dijkstra网络最短路算法的实现效率，提出算法实现的若干技巧，大大提高了Dijkstra最短路算法的适用性和时间空间效率。