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带客户延迟的设施选址:基于线性规划的最小延迟问题技术

数据结构与算法 2010-09-14 v1

摘要

我们引入了一个问题,它是无容量设施选址和最小延迟(ML)问题的共同推广,其中需要开放设施以服务客户,并且在提供服务之前还需要按顺序激活设施。形式化地,给定包含 nn 个设施的集合 \F\F,其设施开放成本为 {fi}\{f_i\},包含 mm 个客户的集合,指定将客户 jj 分配给设施 ii 的成本的连接成本 {cij}\{c_{ij}\},表示车场的根节点 rr,以及 \F{r}\F\cup\{r\} 上的时间度量 dd。我们的目标是开放设施子集 FF,寻找从 rr 出发并覆盖 FF 以激活开放设施的路径 PP,并将每个客户 jj 连接到设施 ϕ(j)F\phi(j)\in F,从而最小化 iFfi+clientsj(cϕ(j),j+tj)\sum_{i\in F}f_i +\sum_{clients j}(c_{\phi(j),j}+t_j),其中 tjt_j 是沿路径 PP 到达 ϕ(j)\phi(j) 所需的时间。我们称之为最小延迟无容量设施选址(MLUFL)问题。我们的主要结果是为 MLUFL 给出了 O(lognmax{logn,logm})O(\log n\max\{\log n,\log m\})-近似。我们还证明了该近似保证的任何改进都意味着群 Steiner 树(当前最优)近似因子的改进。对于该问题的两个自然特殊情况,我们获得了常数近似:(a) 相关 MLUFL(连接度量为时间度量的标量倍数);(b) 度量均匀 MLUFL(度量连接成本,均匀时间度量)。我们基于 LP 的方法具有通用性,易于适配以在各种更一般的设定下给出 MLUFL 的近似保证,例如 在这些设定下,客户的延迟成本是其所连接设施所面临延迟的函数;(ii) kk-路径版本,其中 kk 辆车并行行驶以激活开放设施。我们对 MLUFL 基于 LP 的理解也为 ML 提供了一些基于 LP 的见解,我们相信这是改进 ML 的一个有前景的方向。

关键词

引用

@article{arxiv.1009.2452,
  title  = {Facility Location with Client Latencies: Linear-Programming based Techniques for Minimum-Latency Problems},
  author = {Deeparnab Chakrabarty and Chaitanya Swamy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1009.2452},
  year   = {2010}
}