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星形路由:介于车辆路径与顶点覆盖之间

数据结构与算法 2019-01-29 v1

摘要

我们考虑一家实际报社提出的优化问题,即计算一条最短的配送卡车路线,使得司机仅在街道交叉口停车,每次向邻近该交叉口的所有客户投递报纸。这可建模为一个抽象问题:给定无权重简单图 G=(V,E)G = (V, E) 与边子集 XX,求一条未必简单的的最短圈,使得 XX 的每条边都有一个端点在圈上。我们证明该问题的判定版本是强 NP-完全的,即使 GG 是网格图。关于近似解,我们证明问题的一般情形是 APX-难的,因此除非 P == NP,否则不可能有 PTAS。尽管近似困难,我们证明给定度量 TSP 的任意 α\alpha-近似算法,可构造出我们优化问题的 3α3\alpha-近似算法,从而得到具体的 9/29/2-近似算法。网格情形尤为重要,因其建模城市地图或其局部。常见场景是某居民区满是客户,对应抽象问题中几乎 GG 的每条边都在 XX 中。我们将此性质建模为 EX=o(E)|E - X| = o(|E|),并对这类实例给出 (3/2+ε)(3/2 + \varepsilon)-近似算法,对任意 ε>0\varepsilon > 0,只要网格足够大。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.09154,
  title  = {Star Routing: Between Vehicle Routing and Vertex Cover},
  author = {Diego Delle Donne and Guido Tagliavini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09154},
  year   = {2019}
}

备注

Accepted to the 12th Annual International Conference on Combinatorial Optimization and Applications (COCOA'18)