小论文1:基于基础图神经网络的无约束TSP求解
1.问题一:
2.问题二:
3.问题三:
创新点:
设计一种基于多层混合图卷积与图注意力机制的强化学习模型(MLH-GCN),
- 通过多层混合图卷积注意力编码器
- 动态概率解码器
- 自适应 PPO 训练算法
解决无约束 TSP 的特征表征与训练稳定性问题。
小论文2:基于多模态异构图神经网络的带约束TSP求解
1.带时间窗约束TSP(TSP-TW): 时间窗约束:给每个城市或客户点加上一个时间范围[a_i, b_i], 推销员必须在a_i之后到达, 在b_i之前离开这个城市
如:例子:快递员送件,小区 A 的收件时间是上午 9:00-11:00,小区 B 是下午 2:00-4:00,快递员必须在这个时间段内到达,早到了要等,晚到了就失效。
难点:
1.计算复杂度高:属于 NP 难问题,当城市数量超过 100 时,传统的精确算法(如动态规划)几乎无法在合理时间内求出最优解。
2.约束耦合性强:时间窗约束和路径选择是相互影响的 —— 选了这条路径,可能导致某个城市的时间窗满足不了;为了满足时间窗,可能需要绕远路,增加总距离。
1.多模态:多种不同类型的特征集合
对于TSP-TW来说,常见的多模态特征包括:
空间模块:城市的坐标、城市之间的直线距离、实际道路距离。
时间模块:每个城市的时间窗 [a_i, b_i]、城市之间的行驶时间、道路的拥堵时间(随时间变化)。
属性模块:客户的优先级(比如 VIP 客户需要优先配送)、城市的服务时间(比如在这个城市需要停留 30 分钟才能完成服务)、车辆的载重限制、车辆的最大行驶时间。
2.异构图神经网络
异构图:图中存在多种不同类型的节点,或者多种不同类型的边
对于 TSP-TW 的异构图设计,一个典型的例子:
节点类型:不仅有城市节点,还有时间窗节点、车辆节点。
边类型:不仅有城市之间的距离边,还有城市到时间窗的约束边表示这个城市的时间窗约束、车辆到城市的可行边表示这辆车可以到达这个城市、城市之间的行驶时间边。
为了解决带时间窗的旅行商问题的高复杂性,以及传统模型中约束建模困难和多特征融合效果差的两个痛点,我们提出了一种新的模型:这个模型采用异构图作为基础数据结构,把问题中的多种不同类型的节点、边和多模态特征都组织在这个异构图中,从而实现对约束条件的显式建模和对多模态特征的高效融合,最终求出更优、更符合实际需求的解。
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