从相互作用聚合物的物理学到伦敦地铁路线优化
物理与社会
2013-09-05 v1 无序系统与神经网络
统计力学
网络与互联网体系结构
适应与自组织系统
摘要
网络路径优化对于许多应用至关重要，从地铁交通到互联网通信。由于考虑所有路径选择的全局路径优化在计算上是困难的，大多数现有路由算法单独优化路径，从而提供次优解。我们利用相互作用聚合物和无序系统的物理学来分析通用路径优化问题的宏观性质，并推导了一种简单、有原则、通用且分布式的 routing 算法，该算法能够同时考虑所有个体路径选择。我们通过将该算法应用于以下场景来证明其有效性：(i) 类似于互联网覆盖网络的随机图；(ii) 基于 Oyster 卡数据的伦敦地下网络出行；以及 (iii) 全球机场网络。解析推导出的宏观性质产生了富有洞察力的新路由现象，包括相变和标度律，这有助于更好地理解适当的运行体制及其局限性，而这些很难通过其他方式获得。
引用
@article{arxiv.1309.0745,
title = {From the Physics of Interacting Polymers to Optimizing Routes on the London Underground},
author = {Chi Ho Yeung and David Saad and K. Y. Michael Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.0745},
year = {2013}
}
备注
6 pages, 6 figures. Supplementary information available at: http://www.pnas.org/content/suppl/2013/07/29/1301111110.DCSupplemental