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面向组合优化的连续松弛控制

机器学习 2024-11-01 v4 机器学习 统计计算 统计方法学

摘要

基于无监督学习(UL)的组合优化(CO)求解器训练一个神经网络,通过连续松弛策略直接优化 CO 目标来生成软解。与传统方法及其他基于学习的方法相比,这些求解器具有若干优势,尤其针对大规模 CO 问题。然而,基于 UL 的求解器面临两个实际问题:(I)优化问题,即基于 UL 的求解器易陷入局部最优;(II)取整问题,即基于 UL 的求解器需要人为的后学习取整从连续空间回到原始离散空间,削弱了结果的鲁棒性。本研究提出连续松弛退火(CRA)策略,一种针对基于 UL 求解器的有效无取整学习方法。CRA 引入一个惩罚项,动态地从优先连续解(有效平滑目标函数的非凸性)转向强制离散性,从而消除人为取整。实验结果表明 CRA 显著提升了基于 UL 求解器的性能,在复杂 CO 问题中优于现有基于 UL 的求解器和贪心算法。此外,CRA 有效消除了人为取整并加速了学习过程。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.16965,
  title  = {Controlling Continuous Relaxation for Combinatorial Optimization},
  author = {Yuma Ichikawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.16965},
  year   = {2024}
}

备注

22 pages, 9 figures