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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cutpara el Problema de Coloreo Equitativo en
Grafos
Daniel Esteban Severin
Tesis para optar al tıtulo deDoctor de la Universidad de Buenos AiresDirectoras: Isabel Mendez-Dıaz Graciela Nasini
Buenos Aires, Marzo de 2012
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Resumen
Problema de Coloreo Equitativo (PCEG):
Definicion y aplicacionesDiferencias con el Coloreo ClasicoComplejidad del problema
Modelos de PLE para PCEG
Estudio poliedral:
Adaptacion de desigualdades validas del Coloreo ClasicoNuevas desigualdades validas
Algoritmo Branch-and-Cut ←− Ecopt
Separacion de desigualdades validasHeurısticas iniciales ←− TabuEqCol
Heurısticas primalesEstrategia de branchingRutina de enumeracion
Conclusiones y trabajos futuros
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Definiciones basicas
Sea G = (V ,E ) V = {1, . . . , n}
Coloreo Clasico
k-coloreo = particion de V en k conjuntos estables. C1, C2, . . ., Ck ←− clases de color
Coloreo Equitativo
k-eqcol = k-coloreo tal que:
||Ci | − |Cj || ≤ 1 ∀ i , j = 1, . . . , k
o equivalentemente:
bn/kc ≤ |Cj | ≤ dn/ke ∀ j = 1, . . . , k
Numero cromatico equitativo
χeq(G ) = mın{k : G admite un k-eqcol}
PCEG consiste en hallar χeq(G )
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Definiciones basicas
Sea G = (V ,E ) V = {1, . . . , n}
Coloreo Clasico
k-coloreo = particion de V en k conjuntos estables. C1, C2, . . ., Ck ←− clases de color
Coloreo Equitativo
k-eqcol = k-coloreo tal que:
||Ci | − |Cj || ≤ 1 ∀ i , j = 1, . . . , k
o equivalentemente:
bn/kc ≤ |Cj | ≤ dn/ke ∀ j = 1, . . . , k
Numero cromatico equitativo
χeq(G ) = mın{k : G admite un k-eqcol}
PCEG consiste en hallar χeq(G )
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Definiciones basicas
Sea G = (V ,E ) V = {1, . . . , n}
Coloreo Clasico
k-coloreo = particion de V en k conjuntos estables. C1, C2, . . ., Ck ←− clases de color
Coloreo Equitativo
k-eqcol = k-coloreo tal que:
||Ci | − |Cj || ≤ 1 ∀ i , j = 1, . . . , k
o equivalentemente:
bn/kc ≤ |Cj | ≤ dn/ke ∀ j = 1, . . . , k
Numero cromatico equitativo
χeq(G ) = mın{k : G admite un k-eqcol}
PCEG consiste en hallar χeq(G )
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B&C para elPCEG
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Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
122
22
2
123
23
4
χ(K1,5) = 2 χeq(K1,5) = 4
En todo coloreo, el vertice central conforma una clase decolor de tamano 1
En col. equitativo, las otras clases de color tienen tamano alo sumo 2
En general:
χ(K1,m) = 2 χeq(K1,m) = dm/2e+ 1 ∀ m
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
122
22
2
123
23
4
χ(K1,5) = 2 χeq(K1,5) = 4
En todo coloreo, el vertice central conforma una clase decolor de tamano 1
En col. equitativo, las otras clases de color tienen tamano alo sumo 2
En general:
χ(K1,m) = 2 χeq(K1,m) = dm/2e+ 1 ∀ m
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B&C para elPCEG
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Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
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Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
122
22
2
123
23
4
χ(K1,5) = 2 χeq(K1,5) = 4
En todo coloreo, el vertice central conforma una clase decolor de tamano 1
En col. equitativo, las otras clases de color tienen tamano alo sumo 2
En general:
χ(K1,m) = 2 χeq(K1,m) = dm/2e+ 1 ∀ m
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B&C para elPCEG
Severin
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Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
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Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ G admite un k-coloreo ∀ k ≥ χ(G )Coloreo equitativo −→ G puede no admitir un k-eqcol talque k ≥ χeq(G )
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B&C para elPCEG
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Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ G admite un k-coloreo ∀ k ≥ χ(G )Coloreo equitativo −→ G puede no admitir un k-eqcol talque k ≥ χeq(G )
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B&C para elPCEG
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Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
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Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ G admite un k-coloreo ∀ k ≥ χ(G )
Coloreo equitativo −→ G puede no admitir un k-eqcol talque k ≥ χeq(G )
1
1
1
2
2
2
1
1
3
2
2
4
1
1
3
2
4
5
1
2
3
4
5
6
2− eqcol 4− eqcol 5− eqcol 6− eqcol
. ☞ K3,3 no admite un 3-eqcol
Conjunto de “saltos”
S (G ) = {k ≥ χeq(G ) : @ k-eqcol en G}.
Ejemplo: S (K3,3) = {3}
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B&C para elPCEG
Severin
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Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
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Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ G admite un k-coloreo ∀ k ≥ χ(G )
Coloreo equitativo −→ G puede no admitir un k-eqcol talque k ≥ χeq(G )
1
1
1
2
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1
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2− eqcol 4− eqcol 5− eqcol 6− eqcol
. ☞ K3,3 no admite un 3-eqcol
Conjunto de “saltos”
S (G ) = {k ≥ χeq(G ) : @ k-eqcol en G}.
Ejemplo: S (K3,3) = {3}
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ χ(G ′) ≤ χ(G ) ∀ G ′ ⊂ G
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ χ(G ′) ≤ χ(G ) ∀ G ′ ⊂ G
Coloreo equitativo −→ χeq(G′) puede ser mayor a χeq(G )
1
23
2
1
22
2 1
χeq(G′) = 3 χeq(G ) = 2
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ Si G1, G2, . . ., Gm son lascomponentes conexas de G entonces
χ(G ) = max{χ(G1), χ(G2), . . . , χ(Gm)}
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ Si G1, G2, . . ., Gm son lascomponentes conexas de G entonces
χ(G ) = max{χ(G1), χ(G2), . . . , χ(Gm)}
1
23
2
1
G122
2 1
G2
χeq(G1) = 3 χeq(G ) = 2
Coloreo equitativo −→ propiedad no se verifica. ☞ no podemos restringirnos a grafos conexos
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Coloreo clasico vs. Coloreo equitativo
Coloreo clasico −→ Si G1, G2, . . ., Gm son lascomponentes conexas de G entonces
χ(G ) = max{χ(G1), χ(G2), . . . , χ(Gm)}
1
23
2
1
G122
2 1
G2
χeq(G1) = 3 χeq(G ) = 2
Coloreo equitativo −→ propiedad no se verifica. ☞ no podemos restringirnos a grafos conexos
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Aplicaciones del PCEG
¿Existe algun interes practico en resolver el PCEG?
Asignacion de aulas a asignaturas[Kubale & Furmanczyk 2005].
Recoleccion de residuos [Tucker 1973].
Esquemas de distribucion paralela de datos en memoria[Das, Finocchi & Petreschi 2006].
Derivacion de cotas Chernoff-Hoeffding en suma devariables aleatorias [Pemmaraju 2001]
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Aplicaciones del PCEG
¿Existe algun interes practico en resolver el PCEG?
Asignacion de aulas a asignaturas[Kubale & Furmanczyk 2005].
Recoleccion de residuos [Tucker 1973].
Esquemas de distribucion paralela de datos en memoria[Das, Finocchi & Petreschi 2006].
Derivacion de cotas Chernoff-Hoeffding en suma devariables aleatorias [Pemmaraju 2001]
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Aplicaciones del PCEG
Recoleccion de residuos:
Rutas de recoleccion previamente establecidas
Rutas −→ Vertices
Dos rutas que cubren parcialmente un mismo tramo nopueden ser recorridas el mismo dıa
Tramos en comun −→ Aristas
Hay que asignar un dıa a cada ruta
Dıas −→ Colores
Se deben recorrer cantidad similar de rutas cada dıa. ☞ Restriccion de Equidad
.χeq(G ) = Cant. mınima de dıas necesarios
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Aplicaciones del PCEG
Recoleccion de residuos:
Rutas de recoleccion previamente establecidas
Rutas −→ Vertices
Dos rutas que cubren parcialmente un mismo tramo nopueden ser recorridas el mismo dıa
Tramos en comun −→ Aristas
Hay que asignar un dıa a cada ruta
Dıas −→ Colores
Se deben recorrer cantidad similar de rutas cada dıa. ☞ Restriccion de Equidad
.χeq(G ) = Cant. mınima de dıas necesarios
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B&C para elPCEG
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Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Aplicaciones del PCEG
Recoleccion de residuos:
Rutas de recoleccion previamente establecidas
Rutas −→ Vertices
Dos rutas que cubren parcialmente un mismo tramo nopueden ser recorridas el mismo dıa
Tramos en comun −→ Aristas
Hay que asignar un dıa a cada ruta
Dıas −→ Colores
Se deben recorrer cantidad similar de rutas cada dıa. ☞ Restriccion de Equidad
.χeq(G ) = Cant. mınima de dıas necesarios
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Aplicaciones del PCEG
Recoleccion de residuos:
Rutas de recoleccion previamente establecidas
Rutas −→ Vertices
Dos rutas que cubren parcialmente un mismo tramo nopueden ser recorridas el mismo dıa
Tramos en comun −→ Aristas
Hay que asignar un dıa a cada ruta
Dıas −→ Colores
Se deben recorrer cantidad similar de rutas cada dıa. ☞ Restriccion de Equidad
.χeq(G ) = Cant. mınima de dıas necesarios
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Recoleccion de residuos:
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Aplicaciones del PCEG
Recoleccion de residuos:
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Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Complejidad del PCEG
Aplicaciones reales −→ Instancias de gran tamano
El PCEG es NP-difıcil [Furmanczyk & Kubale 2005]
Algoritmos heurısticos: ☞ tiempo razonable. ☞ no garantiza optimalidad
Algoritmos exactos: ☞ solucion optima. ☞ tiempo de busqueda puede ser muy grande
Alg. B&C: Aprovechan estructura poliedral modelo PLE. ☞ buena herramienta para lidiar con problemas NP-difıcil
Concorde, algoritmo B&C para el TSP (instancia con85900 ciudades) [Applegate, Bixby, Chvatal & Cook 2006]
Algoritmo B&C para el PCG [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Objetivo: Disenar un algoritmo B&C competitivo para el PCEG
. ☞ Se requiere formular el problema con un modelo de PLE
![Page 35: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/35.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
xvj =
{
1 color j asignado a v ,
0 si no,wj =
{
1 xvj = 1 para algun v ,
0 si no.
(x ,w) coloreo ↔ (x ,w) binario tal que :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
χ(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) coloreo}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
xvj =
{
1 color j asignado a v ,
0 si no,wj =
{
1 xvj = 1 para algun v ,
0 si no.
(x ,w) coloreo ↔ (x ,w) binario tal que :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
χ(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) coloreo}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
xvj =
{
1 color j asignado a v ,
0 si no,wj =
{
1 xvj = 1 para algun v ,
0 si no.
(x ,w) coloreo ↔ (x ,w) binario tal que :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
χ(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) coloreo}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
xvj =
{
1 color j asignado a v ,
0 si no,wj =
{
1 xvj = 1 para algun v ,
0 si no.
(x ,w) coloreo ↔ (x ,w) binario tal que :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
χ(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) coloreo}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
En un grafo conexo, todo v es adyacente a algun u, luego
xuj + xvj ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
asegura que v no puede pintarse con j cuando wj = 0
Si v es vertice aislado,
xvj = 1 wj = 0
es factible
El modelo se puede extender a grafos no conexos con
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
En un grafo conexo, todo v es adyacente a algun u, luego
xuj + xvj ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
asegura que v no puede pintarse con j cuando wj = 0
Si v es vertice aislado,
xvj = 1 wj = 0
es factible
El modelo se puede extender a grafos no conexos con
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion para el Problema de Coloreo Clasico
En un grafo conexo, todo v es adyacente a algun u, luego
xuj + xvj ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
asegura que v no puede pintarse con j cuando wj = 0
Si v es vertice aislado,
xvj = 1 wj = 0
es factible
El modelo se puede extender a grafos no conexos con
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Modelando la equidad I
Sea (x ,w) k-coloreo
(x ,w) k-eqcol ⇐⇒ bn/kc ≤ |Cj | ≤ dn/ke ∀ j = 1, . . . , k
Sea (x ,w) coloreo
|Cj | =∑
v∈V
xvj
(x ,w) k-coloreo ⇐⇒
{
wk − wk+1 = 1,
wj − wj+1 = 0, ∀ j 6= k
Restriccion de equidad:
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤n
∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Modelando la equidad I
Sea (x ,w) k-coloreo
(x ,w) k-eqcol ⇐⇒ bn/kc ≤ |Cj | ≤ dn/ke ∀ j = 1, . . . , k
Sea (x ,w) coloreo
|Cj | =∑
v∈V
xvj
(x ,w) k-coloreo ⇐⇒
{
wk − wk+1 = 1,
wj − wj+1 = 0, ∀ j 6= k
Restriccion de equidad:
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤n
∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Modelando la equidad I
Sea (x ,w) k-coloreo
(x ,w) k-eqcol ⇐⇒ bn/kc ≤ |Cj | ≤ dn/ke ∀ j = 1, . . . , k
Sea (x ,w) coloreo
|Cj | =∑
v∈V
xvj
(x ,w) k-coloreo ⇐⇒
{
wk − wk+1 = 1,
wj − wj+1 = 0, ∀ j 6= k
Restriccion de equidad:
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤n
∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion ECF para el PCEG
(x ,w) eqcol ↔ (x ,w) binario tal que :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
χeq(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) eqcol}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion ECF para el PCEG
(x ,w) eqcol ↔ (x ,w) binario tal que :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
χeq(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) eqcol}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion ECF2 para el PCEG
(x ,w) eqcol ↔ (x ,w) es binario y satisface :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
xvj = 0, ∀ 1 ≤ v < j ≤ n
xvj ≤v−1∑
u=j−1
xuj−1, ∀ 2 ≤ j < v ≤ n
[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
. ☞ elimina soluciones equivalentes
![Page 48: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/48.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion ECF2 para el PCEG
(x ,w) eqcol ↔ (x ,w) es binario y satisface :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≥
n∑
k=j
⌊
n
k
⌋
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=j
⌈
n
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
xvj = 0, ∀ 1 ≤ v < j ≤ n
xvj ≤v−1∑
u=j−1
xuj−1, ∀ 2 ≤ j < v ≤ n
[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
. ☞ elimina soluciones equivalentes
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Modelando la equidad II
Lema
Sea (x ,w) k-coloreo
(x ,w) k-eqcol|C1| ≥ |C2| ≥ . . . ≥ |Ck |
}
⇐⇒ |Cj | =
⌈
n − j + 1
k
⌉
∀ j
Es suficiente considerar k-eqcols tales que
|C1| ≥ |C2| ≥ . . . ≥ |Ck |
. ☞ elimina soluciones equivalentes
∑
v∈V
xvj =
n∑
k=j
⌈
n − j + 1
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Modelando la equidad II
Lema
Sea (x ,w) k-coloreo
(x ,w) k-eqcol|C1| ≥ |C2| ≥ . . . ≥ |Ck |
}
⇐⇒ |Cj | =
⌈
n − j + 1
k
⌉
∀ j
Es suficiente considerar k-eqcols tales que
|C1| ≥ |C2| ≥ . . . ≥ |Ck |
. ☞ elimina soluciones equivalentes
∑
v∈V
xvj =
n∑
k=j
⌈
n − j + 1
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
![Page 51: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/51.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Modelando la equidad II
Lema
Sea (x ,w) k-coloreo
(x ,w) k-eqcol|C1| ≥ |C2| ≥ . . . ≥ |Ck |
}
⇐⇒ |Cj | =
⌈
n − j + 1
k
⌉
∀ j
Es suficiente considerar k-eqcols tales que
|C1| ≥ |C2| ≥ . . . ≥ |Ck |
. ☞ elimina soluciones equivalentes
∑
v∈V
xvj =
n∑
k=j
⌈
n − j + 1
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
![Page 52: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/52.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Formulacion ECF1 para el PCEG
(x ,w) eqcol ↔ (x ,w) es binario y satisface :n
∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
xuj + xvj ≤ wj , ∀ uv ∈ E , j = 1, . . . , n
wj+1 ≤ wj , ∀ j = 1, . . . , n
∑
v∈V
xvj =
n∑
k=j
⌈
n − j + 1
k
⌉
(wk − wk+1), ∀ j = 1, . . . , n
xvj ≤ wj , ∀ v aislado, j = 1, . . . , n
χeq(G ) = mın{∑n
j=1 wj : (x ,w) eqcol}
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Performance de las formulaciones
Branch-and-Bound puro
50 instancias aleatorias de 40 vertices
Tiempo max: 2 horas
Densidad Instancias resueltas Prom. rel. lineal Prom. tiempoECF ECF1 ECF2 ECF ECF1 ECF2 ECF ECF1 ECF2
10% 10 10 10 2 2 2.85 1.1 1.4 0.5
30% 5 0 10 2 2 3.85 4112 − 162
50% 0 0 9 2 2 4.63 − − 1919
70% 0 0 3 2 2 8.34 − − 3813
90% 0 1 5 2 2 17.30 − 6769 821
ECF2 presenta el mejor comportamiento
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Performance de las formulaciones
Branch-and-Bound puro
50 instancias aleatorias de 40 vertices
Tiempo max: 2 horas
Densidad Instancias resueltas Prom. rel. lineal Prom. tiempoECF ECF1 ECF2 ECF ECF1 ECF2 ECF ECF1 ECF2
10% 10 10 10 2 2 2.85 1.1 1.4 0.5
30% 5 0 10 2 2 3.85 4112 − 162
50% 0 0 9 2 2 4.63 − − 1919
70% 0 0 3 2 2 8.34 − − 3813
90% 0 1 5 2 2 17.30 − 6769 821
ECF2 presenta el mejor comportamiento
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Dificultades de ECF2
![Page 56: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/56.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Dificultades de ECF2
Poliedros:
ECP, ECP1, ECP2 = conv(soluciones enteras ECF ,ECF1,ECF2)
Propiedades de ECP2 depende del etiquetado de susvertices
1
23
4
56
7
8
8
23
4
56
7
1
dim(ECP2) = 23 dim(ECP2) = 28
Desigualdades validas de ECP tambien son validas paraECP1 y ECP2, pues
ECP ⊃ ECP1 ECP ⊃ ECP2
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Dificultades de ECF2
Poliedros:
ECP, ECP1, ECP2 = conv(soluciones enteras ECF ,ECF1,ECF2)
Propiedades de ECP2 depende del etiquetado de susvertices
1
23
4
56
7
8
8
23
4
56
7
1
dim(ECP2) = 23 dim(ECP2) = 28
Desigualdades validas de ECP tambien son validas paraECP1 y ECP2, pues
ECP ⊃ ECP1 ECP ⊃ ECP2
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
El poliedro ECP
Dimension de ECP
dim(ECP) = n2 − (χeq + |S |+ 1)
Sistema minimal de ecuaciones:
n∑
j=1
xvj = 1, ∀ v ∈ V
wj = 1, ∀ j = 1, . . . , χeq
wj = wj+1, ∀ j ∈ S ←− Conj. de saltos∑
v∈V
xvn = wn.
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
CP = conv(modelo coloreo clasico)
CP ⊃ ECP −→ desig. validas de CP tambien validas enECP ☞ analizamos su dimension como caras de ECP
Desigualdades Clique [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Sea j ≤ n − 1, Q clique maximal de G tal que |Q| ≥ 2.
∑
v∈Q
xvj ≤ wj
define una faceta de CP .
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
CP = conv(modelo coloreo clasico)
CP ⊃ ECP −→ desig. validas de CP tambien validas enECP ☞ analizamos su dimension como caras de ECP
Desigualdades Clique [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Sea j ≤ n − 1, Q clique maximal de G tal que |Q| ≥ 2.
∑
v∈Q
xvj ≤ wj
define una faceta de CP .
![Page 61: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/61.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
CP = conv(modelo coloreo clasico)
CP ⊃ ECP −→ desig. validas de CP tambien validas enECP ☞ analizamos su dimension como caras de ECP
Desigualdades Clique [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Sea j ≤ n − 1, Q clique maximal de G tal que |Q| ≥ 2.
∑
v∈Q
xvj ≤ wj
define una faceta de CP .
![Page 62: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/62.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
CP = conv(modelo coloreo clasico)
CP ⊃ ECP −→ desig. validas de CP tambien validas enECP ☞ analizamos su dimension como caras de ECP
Desigualdades Clique
Sea j ≤ n − 1, Q clique maximal de G tal que |Q| ≥ 2.
∑
v∈Q
xvj ≤ wj
define una faceta de ECP .
![Page 63: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/63.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
CP = conv(modelo coloreo clasico)
CP ⊃ ECP −→ desig. validas de CP tambien validas enECP ☞ analizamos su dimension como caras de ECP
Desigualdades Block [Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Sea v ∈ V , j ≤ n − 1.
n∑
k=j
xvj ≤ wj
es valida para CP . Si G admite un (j − 1)-eqcol, entoncesdefine una faceta de CP .
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
CP = conv(modelo coloreo clasico)
CP ⊃ ECP −→ desig. validas de CP tambien validas enECP ☞ analizamos su dimension como caras de ECP
Desigualdades Block
Sea v ∈ V , j ≤ n − 1.
n∑
k=j
xvj ≤ wj
es valida para ECP . Si G admite un (j − 1)-eqcol, entoncesdefine una faceta de ECP .
![Page 65: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/65.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
j ≤ n− 1S ⊂ V con α(S) = 2Q = {q : q ∈ S , S ⊂ N[q]}
Desigualdades (S ,Q, j)-2-rango∑
v∈S\Q
xvj + 2∑
v∈Q
xvj ≤ 2wj
es valida para ECP . Si
|Q| ≥ 2
ninguna componente conexa de G [S\Q] es bipartita
∀ v ∈ V \S , Q ∪ {v} no es una clique
define una faceta de ECP .
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Desigualdades validas heredadas de CP
j ≤ n− 1S ⊂ V con α(S) = 2Q = {q : q ∈ S , S ⊂ N[q]}
Desigualdades (S ,Q, j)-2-rango∑
v∈S\Q
xvj + 2∑
v∈Q
xvj ≤ 2wj
es valida para ECP . Si
|Q| ≥ 2
ninguna componente conexa de G [S\Q] es bipartita
∀ v ∈ V \S , Q ∪ {v} no es una clique
define una faceta de ECP .
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades J-color
J = conjunto de colores
bJk = maxima cantidad de vertices que pueden colorearsecon colores de J en un k-eqcol
bJk = maximo valor de∑
j∈J
∑
v∈V
xvj en un k-eqcol
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades J-color
J = conjunto de colores
bJk = maxima cantidad de vertices que pueden colorearsecon colores de J en un k-eqcol
bJk = maximo valor de∑
j∈J
∑
v∈V
xvj en un k-eqcol
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades J-color
J = conjunto de colores
bJk = maxima cantidad de vertices que pueden colorearsecon colores de J en un k-eqcol
bJk = maximo valor de∑
j∈J
∑
v∈V
xvj en un k-eqcol
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades J-color
J = conjunto de colores
bJk = maxima cantidad de vertices que pueden colorearsecon colores de J en un k-eqcol
Entonces ∑
j∈J
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=1
bJk(wk − wk+1)
es valida para ECP .Si existe un matching M del complemento de G tal que2 ≤ |M| ≤ bn−1
2 c, |J| = 2|M| − r − 1 con r ∈ {1, 2} y J
contiene todos los colores mayores que n− |M| entonces ladesigualdad J-color define faceta de ECP .
bJk = |J ∩{1, . . . , k}|bnkc+mın{|J ∩{1, . . . , k}|, n− kbn
kc}
. ☞ facil de calcular
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades J-color
J = conjunto de colores
bJk = maxima cantidad de vertices que pueden colorearsecon colores de J en un k-eqcol
Entonces ∑
j∈J
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=1
bJk(wk − wk+1)
es valida para ECP .Si existe un matching M del complemento de G tal que2 ≤ |M| ≤ bn−1
2 c, |J| = 2|M| − r − 1 con r ∈ {1, 2} y J
contiene todos los colores mayores que n− |M| entonces ladesigualdad J-color define faceta de ECP .
bJk = |J ∩{1, . . . , k}|bnkc+mın{|J ∩{1, . . . , k}|, n− kbn
kc}
. ☞ facil de calcular
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades J-color
J = conjunto de colores
bJk = maxima cantidad de vertices que pueden colorearsecon colores de J en un k-eqcol
Entonces ∑
j∈J
∑
v∈V
xvj ≤
n∑
k=1
bJk(wk − wk+1)
es valida para ECP .Si existe un matching M del complemento de G tal que2 ≤ |M| ≤ bn−1
2 c, |J| = 2|M| − r − 1 con r ∈ {1, 2} y J
contiene todos los colores mayores que n− |M| entonces ladesigualdad J-color define faceta de ECP .
bJk = |J ∩{1, . . . , k}|bnkc+mın{|J ∩{1, . . . , k}|, n− kbn
kc}
. ☞ facil de calcular
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades (S , J)-color
S ⊂ V , J ⊂ {1, . . . , n − 2} tales que |S | = |J|+ 1
∑
j∈J
∑
v∈S
xvj +∑
v∈V
xvn−1 ≤
n∑
k=1
bSJk(wk − wk+1)
donde dJk = |J ∩ {1, . . . , k}| y
bSJk =
mın{
|S |, |J|α(S), dJkbnkc+ mın{dJk , n − kb n
kc}}
, si k ≤ n − 2
|S |+ 1, si k = n − 1
|S |, si k = n
☞ similar a J-color: considera subconjunto S en vez de todo V
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
(x ,w) k-eqcolk < j −→ wj = 0 −→ ambos miembros en cero X
k ≥ j −→ wj = 1xuj = 1 −→ ambos miembros valen γjS X
xut = 1, t < j −→∑
v∈Sxvj ≤ γjS X
xut = 1, t > j −→ k ≥ t −→∑
v∈S xvj ≤ γtS X
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
(x ,w) k-eqcolk < j −→ wj = 0 −→ ambos miembros en cero X
k ≥ j −→ wj = 1xuj = 1 −→ ambos miembros valen γjS X
xut = 1, t < j −→∑
v∈Sxvj ≤ γjS X
xut = 1, t > j −→ k ≥ t −→∑
v∈S xvj ≤ γtS X
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B&C para elPCEG
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Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
(x ,w) k-eqcolk < j −→ wj = 0 −→ ambos miembros en cero X
k ≥ j −→ wj = 1xuj = 1 −→ ambos miembros valen γjS X
xut = 1, t < j −→∑
v∈Sxvj ≤ γjS X
xut = 1, t > j −→ k ≥ t −→∑
v∈S xvj ≤ γtS X
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B&C para elPCEG
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Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
(x ,w) k-eqcolk < j −→ wj = 0 −→ ambos miembros en cero X
k ≥ j −→ wj = 1xuj = 1 −→ ambos miembros valen γjS X
xut = 1, t < j −→∑
v∈Sxvj ≤ γjS X
xut = 1, t > j −→ k ≥ t −→∑
v∈S xvj ≤ γtS X
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B&C para elPCEG
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Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
(x ,w) k-eqcolk < j −→ wj = 0 −→ ambos miembros en cero X
k ≥ j −→ wj = 1xuj = 1 −→ ambos miembros valen γjS X
xut = 1, t < j −→∑
v∈Sxvj ≤ γjS X
xut = 1, t > j −→ k ≥ t −→∑
v∈S xvj ≤ γtS X
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Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
(x ,w) k-eqcolk < j −→ wj = 0 −→ ambos miembros en cero X
k ≥ j −→ wj = 1xuj = 1 −→ ambos miembros valen γjS X
xut = 1, t < j −→∑
v∈Sxvj ≤ γjS X
xut = 1, t > j −→ k ≥ t −→∑
v∈S xvj ≤ γtS X
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
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Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
γkS = mın{dn/χeqe, dn/ke, α(S)}
γkN(u) = mın{dn/χeqe, dn/ke, α(N(u))} ←version relajada
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
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Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ n − 1u ∈ V
S ⊂ N(u) y no es una cliqueγkS = max. cant. de vertices de S que pueden. pintarse con color j en un k-eqcol
Desigualdades (u, j , S)-subvecindad
γjSxuj +∑
v∈S
xvj +
n∑
k=j+1
(γjS − γkS )xuk ≤ γjSwj
es valida para ECP .
γkS = mın{dn/χeqe, dn/ke, α(S)}
γkN(u) = mın{dn/χeqe, dn/ke, α(N(u))} ←version relajada
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ bn/2cu ∈ V tal que N(u) no es una clique.Idea: (x ,w) j-eqcol
|Cj | =∑
v∈V \N[u]
xvj + xuj ≥
⌊
n
j
⌋
xuj
o equivalentemente(⌊
n
j
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj ≤ 0
Desigualdades (u, j)-fuera-vecindad
(⌊
n
tj
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj +
n∑
k=tj+1
bjkxuk ≤
n∑
k=tj+1
bjk(wk − wk+1)
es valida para ECP (tj = max{j , χeq} y bjk = bn/tjc − bn/kc)
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ bn/2cu ∈ V tal que N(u) no es una clique.Idea: (x ,w) j-eqcol
|Cj | =∑
v∈V \N[u]
xvj + xuj ≥
⌊
n
j
⌋
xuj
o equivalentemente(⌊
n
j
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj ≤ 0
Desigualdades (u, j)-fuera-vecindad
(⌊
n
tj
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj +
n∑
k=tj+1
bjkxuk ≤
n∑
k=tj+1
bjk(wk − wk+1)
es valida para ECP (tj = max{j , χeq} y bjk = bn/tjc − bn/kc)
![Page 84: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/84.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ bn/2cu ∈ V tal que N(u) no es una clique.Idea: (x ,w) j-eqcol
|Cj | =∑
v∈V \N[u]
xvj + xuj ≥
⌊
n
j
⌋
xuj
o equivalentemente(⌊
n
j
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj ≤ 0
Desigualdades (u, j)-fuera-vecindad
(⌊
n
tj
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj +
n∑
k=tj+1
bjkxuk ≤
n∑
k=tj+1
bjk(wk − wk+1)
es valida para ECP (tj = max{j , χeq} y bjk = bn/tjc − bn/kc)
![Page 85: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/85.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
u j ≤ bn/2cu ∈ V tal que N(u) no es una clique.Idea: (x ,w) j-eqcol
|Cj | =∑
v∈V \N[u]
xvj + xuj ≥
⌊
n
j
⌋
xuj
o equivalentemente(⌊
n
j
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj ≤ 0
Desigualdades (u, j)-fuera-vecindad
(⌊
n
tj
⌋
− 1
)
xuj −∑
v∈V \N[u]
xvj +
n∑
k=tj+1
bjkxuk ≤
n∑
k=tj+1
bjk(wk − wk+1)
es valida para ECP (tj = max{j , χeq} y bjk = bn/tjc − bn/kc)
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Desigualdades (u, j , k,Q)-clique-vecindad
u ∈ V , clique Q de G tal que Q ∩ N[u] = ∅, numeros j , k tales que
k =
⌈
n⌈
n
k − 1
⌉
− 1
⌉
, 3 ≤ k ≤ α(N(u)) + 1 y 1 ≤ j ≤
⌈
n
k − 1
⌉
− 1
(k − 1)xuj +
n−2∑
l=d nk−1
e
(
k −
⌈
n
l
⌉)
xul + (k − 1)(
xun−1 + xun)
+∑
v∈N(u)∪Q
xvj
+∑
v∈V\{u}
(xvn−1 + xvn) ≤n
∑
l=j
bul(wl − wl+1)
donde
bul =
mın{dn/le, α(N(u)) + 1}, si j ≤ l ≤ dn/ke − 1
k , si dn/ke ≤ l ≤ n − 2
k + 1, si l ≥ n − 1
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Familias de desigualdades validas:
J-color
(S , J)-color
(u, j ,S)-subvecindad
(u, j)-fuera-vecindad
(u, j , k ,Q)-clique-vecindad
F = cara de la desigualdad
F es de dimension alta
☞ dim(F ) ∼ o(dim(ECP))
condiciones suficientes para que F sea faceta
☞ ejemplos
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Nuevas desigualdades validas de ECP
Familias de desigualdades validas:
J-color
(S , J)-color
(u, j ,S)-subvecindad
(u, j)-fuera-vecindad
(u, j , k ,Q)-clique-vecindad
F = cara de la desigualdad
F es de dimension alta
☞ dim(F ) ∼ o(dim(ECP))
condiciones suficientes para que F sea faceta
☞ ejemplos
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Separacion
Familia de desig. validas −→ Rutina de separacion
“mas complejas” “cantidad polinomial”
Heurısticas golosas Enumeracion directa
Clique Block2-rango SubvecindadJ-color Fuera-vecindad
(S , J)-color Clique-vecindad
Separacion de desig. Clique y Block es el de[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Se probaron procedimientos para separar desigualdades(S , J)-color, pero estas no cortan casi nunca
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Separacion
Familia de desig. validas −→ Rutina de separacion
“mas complejas” “cantidad polinomial”
Heurısticas golosas Enumeracion directa
Clique Block2-rango SubvecindadJ-color Fuera-vecindad
(S , J)-color Clique-vecindad
Separacion de desig. Clique y Block es el de[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Se probaron procedimientos para separar desigualdades(S , J)-color, pero estas no cortan casi nunca
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Separacion
Familia de desig. validas −→ Rutina de separacion
“mas complejas” “cantidad polinomial”
Heurısticas golosas Enumeracion directa
Clique Block2-rango SubvecindadJ-color Fuera-vecindad
(S , J)-color Clique-vecindad
Separacion de desig. Clique y Block es el de[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Se probaron procedimientos para separar desigualdades(S , J)-color, pero estas no cortan casi nunca
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“mas complejas” “cantidad polinomial”
Heurısticas golosas Enumeracion directa
Clique Block2-rango SubvecindadJ-color Fuera-vecindad
(S , J)-color Clique-vecindad
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Se probaron procedimientos para separar desigualdades(S , J)-color, pero estas no cortan casi nunca
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Separacion
Familia de desig. validas −→ Rutina de separacion
“mas complejas” “cantidad polinomial”
Heurısticas golosas Enumeracion directa
Clique Block2-rango SubvecindadJ-color Fuera-vecindad
//////////(S , J)-color Clique-vecindad
Separacion de desig. Clique y Block es el de[Mendez-Dıaz & Zabala 2005]
Se probaron procedimientos para separar desigualdades(S , J)-color, pero estas no cortan casi nunca
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B&C para elPCEG
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Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Performance del alg. de plano de corte
Mejor combinacion:Estrategia = {clique, block, 2-rango,J−color}
Comparacion:
Branch-and-Bound vs. Cut-and-Branch50 instancias aleatorias20 iteraciones del alg. de plano de corteTiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. res. Prom. gap rel. Prom. nodos Prom. tiempoB&B C&B B&B C&B B&B C&B B&B C&B
90 10% 10 10 0% 0% 3399 2211 30.9 35.470 30% 10 10 0% 0% 55080 42927 2405 1776
70 50% 0 2 11.5% 9.8% − 51621 − 6192
70 70% 1 6 10.6% 3.6% 19079 19237 1497 323370 90% 10 10 0% 0% 39382 1267 1113 68
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B&C para elPCEG
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Resultadosfinales
Performance del alg. de plano de corte
Mejor combinacion:Estrategia = {clique, block, 2-rango,J−color}
Comparacion:
Branch-and-Bound vs. Cut-and-Branch50 instancias aleatorias20 iteraciones del alg. de plano de corteTiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. res. Prom. gap rel. Prom. nodos Prom. tiempoB&B C&B B&B C&B B&B C&B B&B C&B
90 10% 10 10 0% 0% 3399 2211 30.9 35.470 30% 10 10 0% 0% 55080 42927 2405 1776
70 50% 0 2 11.5% 9.8% − 51621 − 6192
70 70% 1 6 10.6% 3.6% 19079 19237 1497 323370 90% 10 10 0% 0% 39382 1267 1113 68
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Performance del alg. de plano de corte
Mejor combinacion:Estrategia = {clique, block, 2-rango,J−color}
Comparacion:
Branch-and-Bound vs. Cut-and-Branch50 instancias aleatorias20 iteraciones del alg. de plano de corteTiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. res. Prom. gap rel. Prom. nodos Prom. tiempoB&B C&B B&B C&B B&B C&B B&B C&B
90 10% 10 10 0% 0% 3399 2211 30.9 35.470 30% 10 10 0% 0% 55080 42927 2405 1776
70 50% 0 2 11.5% 9.8% − 51621 − 6192
70 70% 1 6 10.6% 3.6% 19079 19237 1497 323370 90% 10 10 0% 0% 39382 1267 1113 68
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Estudiopoliedral
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Resultadosfinales
Performance del alg. de plano de corte
Mejor combinacion:Estrategia = {clique, block, 2-rango,J−color}
Comparacion:
Branch-and-Bound vs. Cut-and-Branch50 instancias aleatorias20 iteraciones del alg. de plano de corteTiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. res. Prom. gap rel. Prom. nodos Prom. tiempoB&B C&B B&B C&B B&B C&B B&B C&B
90 10% 10 10 0% 0% 3399 2211 30.9 35.470 30% 10 10 0% 0% 55080 42927 2405 1776
70 50% 0 2 11.5% 9.8% − 51621 − 6192
70 70% ➀ 6 10.6% 3.6% 19079 6928 1497 841
70 90% 10 10 0% 0% 39382 1267 1113 68
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Algoritmo de plano de corte
Mejores: MAXROUNDSroot = 20 MAXROUNDSnode = 1. SKIPFACTORcut = 2 MAXDEPTHTREE = 50
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Algoritmo Branch-and-Cut
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Algoritmo Branch-and-Cut
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol
TabuCol: [Hertz & de Werra 1987]
Espacio de soluciones: particiones (V1,V2, . . . ,Vk)/ ||Vi | − |Vj || ≤ 1Objetivo: que cada Vi sea estable
∑k
i=1 |E(Vi )| = 0 ⇐⇒ (V1,V2, . . . ,Vk ) es un k-coloreo
Minimizar∑k
i=1 |E(Vi )|
Busqueda de proxima solucion:. i , j , v ∈ Vi (conflictivo)
1. v va de Vi a Vj ←
|Vi | = |Vj |+ 1,
V ′
i = Vi\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}.o
2. Intercambiar v con u ←
u ∈ Vj ,
V ′
i = Vi ∪ {u}\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}\{u}.
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol
TabuCol: [Hertz & de Werra 1987]
Espacio de soluciones: particiones (V1,V2, . . . ,Vk)/ ||Vi | − |Vj || ≤ 1Objetivo: que cada Vi sea estable
∑k
i=1 |E(Vi )| = 0 ⇐⇒ (V1,V2, . . . ,Vk ) es un k-coloreo
Minimizar∑k
i=1 |E(Vi )|
Busqueda de proxima solucion:. i , j , v ∈ Vi (conflictivo)
1. v va de Vi a Vj ←
|Vi | = |Vj |+ 1,
V ′
i = Vi\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}.o
2. Intercambiar v con u ←
u ∈ Vj ,
V ′
i = Vi ∪ {u}\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}\{u}.
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol
TabuCol: [Hertz & de Werra 1987]
Espacio de soluciones: particiones (V1,V2, . . . ,Vk)/ ||Vi | − |Vj || ≤ 1Objetivo: que cada Vi sea estable
∑k
i=1 |E(Vi )| = 0 ⇐⇒ (V1,V2, . . . ,Vk ) es un k-coloreo
Minimizar∑k
i=1 |E(Vi )|
Busqueda de proxima solucion:. i , j , v ∈ Vi (conflictivo)
1. v va de Vi a Vj ←
|Vi | = |Vj |+ 1,
V ′
i = Vi\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}.o
2. Intercambiar v con u ←
u ∈ Vj ,
V ′
i = Vi ∪ {u}\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}\{u}.
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
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Resultadosfinales
TabuEqCol
TabuCol: [Hertz & de Werra 1987]
Espacio de soluciones: particiones (V1,V2, . . . ,Vk)/ ||Vi | − |Vj || ≤ 1Objetivo: que cada Vi sea estable
∑k
i=1 |E(Vi )| = 0 ⇐⇒ (V1,V2, . . . ,Vk ) es un k-coloreo
Minimizar∑k
i=1 |E(Vi )|
Busqueda de proxima solucion:. i , j , v ∈ Vi (conflictivo)
1. v va de Vi a Vj ←
|Vi | = |Vj |+ 1,
V ′
i = Vi\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}.o
2. Intercambiar v con u ←
u ∈ Vj ,
V ′
i = Vi ∪ {u}\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}\{u}.
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol
TabuEqCol:
Espacio de soluciones: particiones (V1,V2, . . . ,Vk)/ ||Vi | − |Vj || ≤ 1Objetivo: que cada Vi sea estable
∑k
i=1 |E(Vi )| = 0 ⇐⇒ (V1,V2, . . . ,Vk ) es un k-eqcol
Minimizar∑k
i=1 |E(Vi )|
Busqueda de proxima solucion:. i , j , v ∈ Vi (conflictivo)
1. v va de Vi a Vj ←
|Vi | = |Vj |+ 1,
V ′
i = Vi\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}.o
2. Intercambiar v con u ←
u ∈ Vj ,
V ′
i = Vi ∪ {u}\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}\{u}.
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol
TabuEqCol:
Espacio de soluciones: particiones (V1,V2, . . . ,Vk)/ ||Vi | − |Vj || ≤ 1Objetivo: que cada Vi sea estable
∑k
i=1 |E(Vi )| = 0 ⇐⇒ (V1,V2, . . . ,Vk ) es un k-eqcol
Minimizar∑k
i=1 |E(Vi )|
Busqueda de proxima solucion:. i , j , v ∈ Vi (conflictivo)
1. v va de Vi a Vj ←
|Vi | = |Vj |+ 1,
V ′
i = Vi\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}.o
2. Intercambiar v con u ←
u ∈ Vj ,
V ′
i = Vi ∪ {u}\{v},
V ′
j = Vj ∪ {v}\{u}.
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol: Resultados computacionales
Comparacion con Naive [Kubale & Furmanczyk 2005]
Lımite de tiempo de TabuEqCol: 30 segundos
Lımite de iteraciones de TabuEqCol: 50000
25 instancias aleatorias de 100 verticesTabuEqCol logra mejores soluciones en 96% de los casosrespecto de Naive
En una instancia la reduccion es de un 53%(Naive: 32-eqcol, TabuEqCol: 15-eqcol)Reduccion mas pronunciada en grafos de densidad media. ☞ son las mas difıciles de resolver y es justo. donde se requieren cotas de mejor calidad ,
62 instancias de prueba (Kneser + COLORLIB/DIMACS)Optimalidad: Naive −→ 10% de los casos. TabuEqCol −→ 18% de los casosDiferencia entre cota inf. y cota sup. de una unidad: Delas instancias restantes, Naive −→ 14% de los casos. TabuEqCol en el 41% de los casos
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
TabuEqCol: Resultados computacionales
Comparacion con Naive [Kubale & Furmanczyk 2005]
Lımite de tiempo de TabuEqCol: 30 segundos
Lımite de iteraciones de TabuEqCol: 50000
25 instancias aleatorias de 100 verticesTabuEqCol logra mejores soluciones en 96% de los casosrespecto de Naive
En una instancia la reduccion es de un 53%(Naive: 32-eqcol, TabuEqCol: 15-eqcol)Reduccion mas pronunciada en grafos de densidad media. ☞ son las mas difıciles de resolver y es justo. donde se requieren cotas de mejor calidad ,
62 instancias de prueba (Kneser + COLORLIB/DIMACS)Optimalidad: Naive −→ 10% de los casos. TabuEqCol −→ 18% de los casosDiferencia entre cota inf. y cota sup. de una unidad: Delas instancias restantes, Naive −→ 14% de los casos. TabuEqCol en el 41% de los casos
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B&C para elPCEG
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TabuEqCol: Resultados computacionales
Comparacion con Naive [Kubale & Furmanczyk 2005]
Lımite de tiempo de TabuEqCol: 30 segundos
Lımite de iteraciones de TabuEqCol: 50000
25 instancias aleatorias de 100 verticesTabuEqCol logra mejores soluciones en 96% de los casosrespecto de Naive
En una instancia la reduccion es de un 53%(Naive: 32-eqcol, TabuEqCol: 15-eqcol)Reduccion mas pronunciada en grafos de densidad media. ☞ son las mas difıciles de resolver y es justo. donde se requieren cotas de mejor calidad ,
62 instancias de prueba (Kneser + COLORLIB/DIMACS)Optimalidad: Naive −→ 10% de los casos. TabuEqCol −→ 18% de los casosDiferencia entre cota inf. y cota sup. de una unidad: Delas instancias restantes, Naive −→ 14% de los casos. TabuEqCol en el 41% de los casos
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Resultadosfinales
Heurısticas Primales
(x∗,w∗) fraccionaria −→ (x ,w) eqcol
Esquemas:
HeurPrim1 HeurPrim2
Se arma coloreo parcial con la siguiente regla:x∗vj = 1 −→ v se pinta de j
(v , j) / x∗vj maximo j / |{u : x∗uj /∈ Z}| mınimo
v / x∗vj maximo
v se pinta de j
Experiencia computacional:
Pruebas computacionales evidencian que es convenientehabilitar ambas heurısticas en todos los nodos del arbol
Mejor que heurıstica por defecto de CPLEX en instanciasde media a alta densidad
![Page 111: Estudio Estudio Poliedral y Algoritmo Branch-and-Cut para ...daniel/Slides2.pdf · Modelos de PLE para PCEG Estudio poliedral Algoritmo de plano de corte Algoritmo B&C Resultados](https://reader035.vdocuments.com.br/reader035/viewer/2022063018/5fdb840320dd0e0982168eb7/html5/thumbnails/111.jpg)
EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Heurısticas Primales
(x∗,w∗) fraccionaria −→ (x ,w) eqcol
Esquemas:
HeurPrim1 HeurPrim2
Se arma coloreo parcial con la siguiente regla:x∗vj = 1 −→ v se pinta de j
(v , j) / x∗vj maximo j / |{u : x∗uj /∈ Z}| mınimo
v / x∗vj maximo
v se pinta de j
Experiencia computacional:
Pruebas computacionales evidencian que es convenientehabilitar ambas heurısticas en todos los nodos del arbol
Mejor que heurıstica por defecto de CPLEX en instanciasde media a alta densidad
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Heurısticas Primales
(x∗,w∗) fraccionaria −→ (x ,w) eqcol
Esquemas:
HeurPrim1 HeurPrim2
Se arma coloreo parcial con la siguiente regla:x∗vj = 1 −→ v se pinta de j
(v , j) / x∗vj maximo j / |{u : x∗uj /∈ Z}| mınimo
v / x∗vj maximo
v se pinta de j
Experiencia computacional:
Pruebas computacionales evidencian que es convenientehabilitar ambas heurısticas en todos los nodos del arbol
Mejor que heurıstica por defecto de CPLEX en instanciasde media a alta densidad
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Estrategia de Branching
Dada (x∗,w∗) fraccionaria, elegir variable x∗vj /∈ Z
x∗ ∈ Z⇒ w∗ ∈ Z
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Estrategia de Branching
Dada (x∗,w∗) fraccionaria, elegir variable x∗vj /∈ Z
x∗ ∈ Z⇒ w∗ ∈ Z
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Estrategia de Branching
Dada (x∗,w∗) fraccionaria, elegir variable x∗vj /∈ Z
x∗ ∈ Z⇒ w∗ ∈ Z
Criterio: elijo v segun vecindad mas colorida
Bv = |{k ∈ {1, . . . , n} : x∗uk = 1, ∀ u ∈ N(v )}| maximo
elijo j segun vecindad mas fraccionaria
Avj = |{u ∈ N(v ) : x∗uj /∈ Z}| maximo
Experiencia computacional: De 6 a 8 veces mas rapido quela estrategia de branching por defecto de CPLEX
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Estrategia de Branching
Dada (x∗,w∗) fraccionaria, elegir variable x∗vj /∈ Z
x∗ ∈ Z⇒ w∗ ∈ Z
Criterio: elijo v segun vecindad mas colorida
Bv = |{k ∈ {1, . . . , n} : x∗uk = 1, ∀ u ∈ N(v )}| maximo
elijo j segun vecindad mas fraccionaria
Avj = |{u ∈ N(v ) : x∗uj /∈ Z}| maximo
Experiencia computacional: De 6 a 8 veces mas rapido quela estrategia de branching por defecto de CPLEX
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Evaluacion final de ECOPT
Comparamos:
TabuEqCol + CPLEX 12.1 (estrategia por defecto)TabuEqCol + ECOPTB&C-LF2 [Bahiense,Frota,Maculan,Noronha&Ribeiro 2009]
Instancias aleatorias
100 instancias (10 por lınea)Tiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. resueltas Prom. gap relativo Prom. tiempoCPX ECO LF2 CPX ECO LF2 CPX ECO LF2
10% 100% 100% 100% 0% 0% 0% 3.7 3.7 10930% 60% 100% 0% 4.8% 0% 18.3% 1932 16.5 −
70 50% 0% 100% 0% 8% 0% 8.5% − 124 −70% 50% 90% 100% 3.7% 0.5% 0% 1447 329 273
90% 100% 100% 100% 0% 0% 0% 4.7 5.2 11
10% 100% 100% ? 0% 0% ? 6.9 6.5 ?30% 10% 100% ? 12.1% 0% ? 4200 204 ?
80 50% 0% 0% ? 11.6% 7.7% ? − − ?70% 0% 40% ? 7% 3.5% ? − 3227 ?90% 100% 100% ? 0% 0% ? 366 41 ?
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Evaluacion final de ECOPT
Comparamos:
TabuEqCol + CPLEX 12.1 (estrategia por defecto)TabuEqCol + ECOPTB&C-LF2 [Bahiense,Frota,Maculan,Noronha&Ribeiro 2009]
Instancias aleatorias
100 instancias (10 por lınea)Tiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. resueltas Prom. gap relativo Prom. tiempoCPX ECO LF2 CPX ECO LF2 CPX ECO LF2
10% 100% 100% 100% 0% 0% 0% 3.7 3.7 10930% 60% 100% 0% 4.8% 0% 18.3% 1932 16.5 −
70 50% 0% 100% 0% 8% 0% 8.5% − 124 −70% 50% 90% 100% 3.7% 0.5% 0% 1447 329 273
90% 100% 100% 100% 0% 0% 0% 4.7 5.2 11
10% 100% 100% ? 0% 0% ? 6.9 6.5 ?30% 10% 100% ? 12.1% 0% ? 4200 204 ?
80 50% 0% 0% ? 11.6% 7.7% ? − − ?70% 0% 40% ? 7% 3.5% ? − 3227 ?90% 100% 100% ? 0% 0% ? 366 41 ?
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B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Evaluacion final de ECOPT
Comparamos:
TabuEqCol + CPLEX 12.1 (estrategia por defecto)TabuEqCol + ECOPTB&C-LF2 [Bahiense,Frota,Maculan,Noronha&Ribeiro 2009]
Instancias aleatorias
100 instancias (10 por lınea)Tiempo max: 2 horas
Vert. Dens. Inst. resueltas Prom. gap relativo Prom. tiempoCPX ECO LF2 CPX ECO LF2 CPX ECO LF2
10% 100% 100% 100% 0% 0% 0% 3.7 3.7 10930% 60% 100% 0% 4.8% 0% 18.3% 1932 16.5 −
70 50% 0% 100% 0% 8% 0% 8.5% − 124 −70% 50% 90% 100% 3.7% 0.5% 0% 1447 329 273
90% 100% 100% 100% 0% 0% 0% 4.7 5.2 11
10% 100% 100% ? 0% 0% ? 6.9 6.5 ?30% 10% 100% ? 12.1% 0% ? 4200 204 ?
80 50% 0% 0% ? 11.6% 7.7% ? − − ?70% 0% 40% ? 7% 3.5% ? − 3227 ?90% 100% 100% ? 0% 0% ? 366 41 ?
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Comparaciones finales
Instancias de prueba (Kneser + COLORLIB/DIMACS)51 instanciasTiempo max: 4 horas
Instancias resueltas por B&C-LF2 no fueron obstaculo paraECOPT. En muchas de ellas, B&C-LF2 tardo entre 1 y 2ordenes de magnitud mas que ECOPTEjemplo (5 FullIns 3): LF2 → 268 seg, ECOPT → 3 seg
ECOPT vs. CPLEXEn (ii) se evalua tiempo
. ☞ hay empate si diferencia es de 1 segundoEn (i) se evalua gap relativo
CPLEX ECOPT Hay TOTALgana gana empate
(i) Inst. que ninguno resuelve 2 5 3 10(ii) Inst. que ambos resuelven 6 9 22 37(iii) Inst. que alguno resuelve 0 4 0 4
Total de instancias evaluadas 8 15 25 51
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Comparaciones finales
Instancias de prueba (Kneser + COLORLIB/DIMACS)51 instanciasTiempo max: 4 horas
Instancias resueltas por B&C-LF2 no fueron obstaculo paraECOPT. En muchas de ellas, B&C-LF2 tardo entre 1 y 2ordenes de magnitud mas que ECOPTEjemplo (5 FullIns 3): LF2 → 268 seg, ECOPT → 3 seg
ECOPT vs. CPLEXEn (ii) se evalua tiempo
. ☞ hay empate si diferencia es de 1 segundoEn (i) se evalua gap relativo
CPLEX ECOPT Hay TOTALgana gana empate
(i) Inst. que ninguno resuelve 2 5 3 10(ii) Inst. que ambos resuelven 6 9 22 37(iii) Inst. que alguno resuelve 0 4 0 4
Total de instancias evaluadas 8 15 25 51
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Conclusiones
ECOPT vs. CPLEX vs. B&C-LF2ECOPT logra resolver instancias de mayor dificultad:
instancias aleatorias
{
mayor cantidad de vertices
densidad media
instancias de prueba que ya eran un desafıo para PCG
ECOPT reduce el gap en la mayorıa de los casos
Heurıstica inicial TabuEqCol
Ademas de significar una componente importante por lacalidad de las cotas que brinda a ECOPT, esindependientemente una herramienta eficiente para generarcoloreos equitativos cuando el objetivo no es la optimalidad
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Conclusiones
ECOPT vs. CPLEX vs. B&C-LF2ECOPT logra resolver instancias de mayor dificultad:
instancias aleatorias
{
mayor cantidad de vertices
densidad media
instancias de prueba que ya eran un desafıo para PCG
ECOPT reduce el gap en la mayorıa de los casos
Heurıstica inicial TabuEqCol
Ademas de significar una componente importante por lacalidad de las cotas que brinda a ECOPT, esindependientemente una herramienta eficiente para generarcoloreos equitativos cuando el objetivo no es la optimalidad
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Conclusiones
ECOPT vs. CPLEX vs. B&C-LF2ECOPT logra resolver instancias de mayor dificultad:
instancias aleatorias
{
mayor cantidad de vertices
densidad media
instancias de prueba que ya eran un desafıo para PCG
ECOPT reduce el gap en la mayorıa de los casos
Heurıstica inicial TabuEqCol
Ademas de significar una componente importante por lacalidad de las cotas que brinda a ECOPT, esindependientemente una herramienta eficiente para generarcoloreos equitativos cuando el objetivo no es la optimalidad
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Trabajos futuros
Mejorar ECOPT:Nuevas familias de desigualdades validas que puedan serutilizadas como cortesImplementar ECOPT en una arquitectura multiprocesador
Resultados teoricos:Describir por desigualdades lineales a ECP en familiasparticulares de grafosDeterminar familias de grafos para las cuales el PCEG espolinomial
Problema de Coloreo Acotado:. ☞ tamano de clases acotados por constante h
Adaptar “estudio poliedral” para resolver este problema
. ☞ reemplazar restricciones de equidad por:∑
v∈V
xvj ≤ hwj , ∀ 1 ≤ j ≤ n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Trabajos futuros
Mejorar ECOPT:Nuevas familias de desigualdades validas que puedan serutilizadas como cortesImplementar ECOPT en una arquitectura multiprocesador
Resultados teoricos:Describir por desigualdades lineales a ECP en familiasparticulares de grafosDeterminar familias de grafos para las cuales el PCEG espolinomial
Problema de Coloreo Acotado:. ☞ tamano de clases acotados por constante h
Adaptar “estudio poliedral” para resolver este problema
. ☞ reemplazar restricciones de equidad por:∑
v∈V
xvj ≤ hwj , ∀ 1 ≤ j ≤ n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Trabajos futuros
Mejorar ECOPT:Nuevas familias de desigualdades validas que puedan serutilizadas como cortesImplementar ECOPT en una arquitectura multiprocesador
Resultados teoricos:Describir por desigualdades lineales a ECP en familiasparticulares de grafosDeterminar familias de grafos para las cuales el PCEG espolinomial
Problema de Coloreo Acotado:. ☞ tamano de clases acotados por constante h
Adaptar “estudio poliedral” para resolver este problema
. ☞ reemplazar restricciones de equidad por:∑
v∈V
xvj ≤ hwj , ∀ 1 ≤ j ≤ n
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EstudioPoliedral yAlgoritmo
B&C para elPCEG
Severin
Introduccion
Modelos dePLE paraPCEG
Estudiopoliedral
Algoritmo deplano decorte
AlgoritmoB&C
Resultadosfinales
Trabajos futuros
Mejorar ECOPT:Nuevas familias de desigualdades validas que puedan serutilizadas como cortesImplementar ECOPT en una arquitectura multiprocesador
Resultados teoricos:Describir por desigualdades lineales a ECP en familiasparticulares de grafosDeterminar familias de grafos para las cuales el PCEG espolinomial
Problema de Coloreo Acotado:. ☞ tamano de clases acotados por constante h
Adaptar “estudio poliedral” para resolver este problema
. ☞ reemplazar restricciones de equidad por:∑
v∈V
xvj ≤ hwj , ∀ 1 ≤ j ≤ n
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B&C para elPCEG
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Resultadosfinales
Gracias!
a mis directoras
a mi papa, mi hermana y mi novia
a los del proyecto de Optimizacion Combinatoria de Rosario
al Depto. de Computacion de la UBA