面向区域连通性的海底电缆网络设计
系统与控制
2022-01-19 v1 系统与控制
摘要
本文针对嵌入三维欧几里得空间中的不规则二维流形上的干支拓扑网络进行路径规划优化，并应用于海底电缆网络规划。我们超越先前仅关注电缆建设成本（含人工、设备与材料）及用于增强电缆韧性的附加成本的研究，进一步纳入分支单元的总体成本（同样含材料、制造与敷设）以及海底电缆登陆站点的选择，其中此类站点可位于连通区域内海岸线上的任意位置。这些对于电缆敷设的经济性而言是关键问题，并显著改变了模型与优化过程。我们将该问题表述为 Steiner 树问题的一个变体，其中 Steiner 节点数量可变但需承受惩罚，称之为加权 Steiner 节点问题。它不同于欧几里得 Steiner 树问题——后者强制 Steiner 点度数为三；而当节点产生成本时，一般而言不再如此。我们证明了我们的算法适用于度数大于三的 Steiner 节点，从而在此情形下实现网络成本优化。最优解可通过动态规划在多项式时间内获得。
引用
@article{arxiv.2201.05802,
title = {Submarine Cable Network Design for Regional Connectivity},
author = {Tianjiao Wang and Zengfu Wang and Bill Moran and Moshe Zukerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05802},
year = {2022}
}