局部搜索算法求解最小弱连通支配集问题

1

作者 李睿智 何锦涛 欧阳丹彤 《软件学报》 北大核心 2025年第8期3655-3676,共22页

最小弱连通支配集问题是一个经典的NP难问题,在许多领域都有广泛的应用.提出一种高效的局部搜索算法求解该问题.在该算法中,首先采用一个基于锁定顶点和频率反馈信息的初始解构造方法.该方法可以确保将一定处于最优解中的顶点和大概率... 最小弱连通支配集问题是一个经典的NP难问题,在许多领域都有广泛的应用.提出一种高效的局部搜索算法求解该问题.在该算法中,首先采用一个基于锁定顶点和频率反馈信息的初始解构造方法.该方法可以确保将一定处于最优解中的顶点和大概率存在于最优解中的顶点添加到初始解中,从而可以得到高质量的初始解.其次,提出基于双层格局检测策略,年龄属性和禁忌策略的方法来避免循环问题.第三,提出扰动策略,使得算法能够有效跳出局部最优.第四,将两个评分函数Dscore和Nscore与避免循环问题的策略相结合,提出有效的顶点选择方法,帮助算法选择适合添加到候选解中或从当前候选解中删除的顶点.最后,与现有的最优启发式算法和CPELX求解器,在4组基准测试实例上对提出的局部搜索算法进行了对比.实验结果表明,该算法在4组经典基准测试实例上表现出更好的性能. 展开更多

关键词 最小弱连通支配集问题 组合优化 局部搜索 反馈机制 扰动策略 年龄属性

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最小支配阈值集问题的降阶回溯算法

2

作者 储旭 宁爱兵 +2 位作者 胡开元 代苏玉 张惠珍 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期897-906,共10页

图论中的最小支配阈值集问题是组合优化中的一个NP-Hard问题,该问题是最小支配集问题的一个扩展问题。基于给定无向图G=(V,E)和阈值r的最小支配阈值集问题进行研究,首先得出一些可以降低问题规模的数学性质并证明,利用这些性质可以减小... 图论中的最小支配阈值集问题是组合优化中的一个NP-Hard问题,该问题是最小支配集问题的一个扩展问题。基于给定无向图G=(V,E)和阈值r的最小支配阈值集问题进行研究,首先得出一些可以降低问题规模的数学性质并证明,利用这些性质可以减小问题规模,降低问题的求解难度;然后设计出上界子算法、下界子算法和降阶子算法,并基于这些子算法提出了一种可以减小问题规模同时得到最优解的降阶回溯算法BAR;最后,通过一个示例分析和若干随机算例测试验证了降阶回溯算法可有效降低问题的求解难度。 展开更多

关键词 最小支配阈值集问题 数学性质 上下界算法 降阶回溯算法

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基于GSO算法的最小连通支配集问题求解 被引量：3

3

作者 赵学锋 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第2期99-102,107,共5页

经典的最小连通支配集(MCDS)计算是NP难问题。为此,提出一种利用萤火虫优化算法求解该难题的新方法。把网络中的每个节点当作一个萤火虫个体,以节点度为基础构成荧光素,通过概率选择和荧光素调节机制,使个体被吸引向邻接的高亮度个体,... 经典的最小连通支配集(MCDS)计算是NP难问题。为此,提出一种利用萤火虫优化算法求解该难题的新方法。把网络中的每个节点当作一个萤火虫个体,以节点度为基础构成荧光素,通过概率选择和荧光素调节机制,使个体被吸引向邻接的高亮度个体,从而由所选出的个体组成网络的支配集。经连接和修剪处理后,得到MCDS的近似解。在无线传感器网络模型的单位圆盘图上进行模拟实验,结果表明,该算法得到的连通支配集规模较小,更接近集中式算法的结果。 展开更多

关键词 最小连通支配集 萤火虫优化算法 萤光素 节点度 单位圆盘图

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最小连通支配集问题的化简算法 被引量：1

4

作者 高文宇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期55-57,共3页

分析连通支配集的支配性约束和连通性约束条件,提出2条针对简单无向连通图最小连通支配集问题的化简规则。规则通过对图中节点的邻节点进行分类以及寻找图的割点提前确定一些必选节点,同时删除一些多余节点,从而降低原问题的规模。从理... 分析连通支配集的支配性约束和连通性约束条件,提出2条针对简单无向连通图最小连通支配集问题的化简规则。规则通过对图中节点的邻节点进行分类以及寻找图的割点提前确定一些必选节点,同时删除一些多余节点,从而降低原问题的规模。从理论上证明了化简规则的正确性,并通过随机仿真实验验证化简规则的有效性。 展开更多

关键词 最小连通支配集 化简 参数算法 复杂性

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区间图最小连通支配集问题的最优算法 被引量：1

5

作者 周星宏 李鹏 +1 位作者 王爱法 赵文平 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2023年第1期309-314,共6页

针对区间图的最小连通支配集问题,设计简洁的线性算法。对该算法的时间、空间复杂度进行分析,并从实例和理论两方面验证其可行性和有效性。研究结果表明:该算法是线性的,即区间图上可在O(m+n)时间内找到一个最小连通支配集。

关键词 支配集问题 最小连通支配集问题 区间图 多项式算法 线性算法

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基于极大权的最小连通支配集启发式算法 被引量：24

6

作者 阎新芳 孙雨耕 胡华东 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1774-1777,共4页

Adhoc无线网络中基于最小连通支配集 (MCDS)的路由是一个引人瞩目的方法 ,文中提出了一种基于极大权的MCDS的启发式算法 ,确保了性能强的主机担任网关节点的角色 ,能更好的协调管理网络中其他的节点 ,从而保持MCDS的相对稳固性并为全网... Adhoc无线网络中基于最小连通支配集 (MCDS)的路由是一个引人瞩目的方法 ,文中提出了一种基于极大权的MCDS的启发式算法 ,确保了性能强的主机担任网关节点的角色 ,能更好的协调管理网络中其他的节点 ,从而保持MCDS的相对稳固性并为全网中的广播和路由操作提供一个高效的通信基础 .仿真结果表明 ,该算法能在保证生成权和极大的连通支配集的同时也确保它的极小性 。 展开更多

关键词 AD HOC网络 极大权最小连通支配集 网关节点 启发式算法 广播

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移动Ad Hoc网络中最小连通支配集的分布式高效近似算法 被引量：5

7

作者 陈宇 林亚平 +2 位作者 王雷 张锦 李闻 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第14期37-38,41,共3页

提出了一种基于局部最大度数与节点标识号相结合的支配点选择方式,并基于该方式给出了一种计算移动AdHoc网络最小连通支配集的分布式近似算法CDSA,实验显示,CDSA算法生成的连通支配集比文献[3～5]所提出的WL、CBBA及MCDS算法更小。另外,... 提出了一种基于局部最大度数与节点标识号相结合的支配点选择方式,并基于该方式给出了一种计算移动AdHoc网络最小连通支配集的分布式近似算法CDSA,实验显示,CDSA算法生成的连通支配集比文献[3～5]所提出的WL、CBBA及MCDS算法更小。另外,CDSA是一种动态的和基于分布式的算法,因此它不但适用于移动AdHoc网络,也适用于一般网络中的最小连通支配集的近似计算问题。 展开更多

关键词 分布式 最小连通支配集 移动AD HOC网络 度数

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一个新的分布式最小连通支配集近似算法 被引量：42

8

作者 彭伟 卢锡城 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期254-258,共5页

在计算机网络中广泛使用广播来解决一些网络问题 ,设计有效的广播算法是一项重要的课题 .文中提出了一种分布地计算网络最小连通支配集的近似算法并给出了它的正确性证明 .它只需要网络节点具有局部的网络状态信息 ,可伸缩性强 .通过此... 在计算机网络中广泛使用广播来解决一些网络问题 ,设计有效的广播算法是一项重要的课题 .文中提出了一种分布地计算网络最小连通支配集的近似算法并给出了它的正确性证明 .它只需要网络节点具有局部的网络状态信息 ,可伸缩性强 .通过此算法可以在网络中自动形成一个虚拟骨干网 ,从而可为网络中的广播和路由操作提供一个有效的通信基础 .模拟结果表明 ,文中提出的算法求得的连通支配集小 ,能较好地应用于一般网络以及移动自组网络中 . 展开更多

关键词 广播 移动自组网络 最小连通支配集 分布式算法 计算机网络

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基于最小连通支配集的无线传感网拓扑构建研究 被引量：6

9

作者 洪榛 俞立 +1 位作者 张贵军 陈友荣 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2000-2006,共7页

基于通信虚拟主干网的拓扑构建是关闭冗余节点,节省全网能耗的有效方法。该文将全连通网络环境下寻找最优虚拟主干网问题抽象转化成最小连通支配集求解问题(MCDS),并建立了基于混合整数规划的数学模型(NMIP-MCDS)。NMIP-MCDS在分析MCDS... 基于通信虚拟主干网的拓扑构建是关闭冗余节点,节省全网能耗的有效方法。该文将全连通网络环境下寻找最优虚拟主干网问题抽象转化成最小连通支配集求解问题(MCDS),并建立了基于混合整数规划的数学模型(NMIP-MCDS)。NMIP-MCDS在分析MCDS解的基础上,确定以令牌分发数与节点能耗乘积为目标的优化函数,通过令牌分发同时辅以全网能量负载均衡的方式,构建最优MCDS。仿真实验结果验证了NMIP-MCDS的有效性,并可进一步实际应用在中等规模的无线传感网中。 展开更多

关键词 无线传感器网络 拓扑构建 最小连通支配集 混合整数规划

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基于极大独立集的最小连通支配集的分布式算法 被引量：21

10

作者 唐勇 周明天 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期868-874,共7页

全网范围的广播在无线传感器网络和移动自组织网络中有着广泛的应用.为节省网络资源,减少冗余转发节点成为广播中需解决的关键问题.广播过程中最小化参与转发节点数问题与图论中求解最小连通支配集问题等价,而在任意图中求解最小连通支... 全网范围的广播在无线传感器网络和移动自组织网络中有着广泛的应用.为节省网络资源,减少冗余转发节点成为广播中需解决的关键问题.广播过程中最小化参与转发节点数问题与图论中求解最小连通支配集问题等价,而在任意图中求解最小连通支配集是NP完全问题.本文基于极大独立集,提出了一种求解最小连通支配集的分布式算法(MISB),并证明了算法的正确性.仿真结果表明,使用该算法能得到较小的连通支配集,从而有效减少网络广播过程中的转发节点数,大大节省了网络资源. 展开更多

关键词 无线传感器网络 移动自组织网络 广播 极大独立集 最小连通支配集

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一种求解最小连通支配集的高效近似算法 被引量：8

11

作者 廖飞雄 马良 范炳全 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2008年第5期875-878,共4页

寻找出一个网络图的最小连通支配集有重要实际应用背景,然而如何找到它却是一个NP难题.本文设计了一种简单且高效的近似启发式算法构造网络图的连通支配集,该算法分为三个阶段:首先为顶点分配等级和生成顶点次序表,其次构造一个极大独立... 寻找出一个网络图的最小连通支配集有重要实际应用背景,然而如何找到它却是一个NP难题.本文设计了一种简单且高效的近似启发式算法构造网络图的连通支配集,该算法分为三个阶段:首先为顶点分配等级和生成顶点次序表,其次构造一个极大独立集,最后连接极大独立集中顶点.模拟实验表明该算法无论在运行时间和结果上都达到良好的效果. 展开更多

关键词 最小连通支配集 极大独立集 启发式算法

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分布式最小连通支配集启发式算法 被引量：5

12

作者 陈勤 范文涛 张旻 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期92-94,共3页

针对Ad Hoc网络中用洪泛法进行广播易引起广播风暴的问题,提出一个新的分布式最小连通支配集启发式算法HMCDS,其中包括构建极大独立集、引入节点的有效度概念、选择有效度最大的节点作为支配点的贪心策略的方法,实验结果证明,HMCDS算法... 针对Ad Hoc网络中用洪泛法进行广播易引起广播风暴的问题,提出一个新的分布式最小连通支配集启发式算法HMCDS,其中包括构建极大独立集、引入节点的有效度概念、选择有效度最大的节点作为支配点的贪心策略的方法,实验结果证明,HMCDS算法生成的连通支配集大小为7.6opt+1.4,时间复杂度为O(△2),消息复杂度为O(n),比同类算法优秀。 展开更多

关键词 有效度 支配节点 极大独立集 最小连通支配集

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用马尔科夫模型优化分布式最小连通支配集算法 被引量：5

13

作者 汪文勇 向渝 +2 位作者 董传坤 杨挺 唐勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2441-2446,共6页

为了提高无线传感器网络(WSNs)的能量利用效率、延长网络的生存时间,对基于极大独立集的最小连通支配集算法(MISB)进行优化,提出了一种新的算法.本文首先应用离散马尔科夫链为节点建立模型,并且根据模型预测节点的能量消耗;本算法进行... 为了提高无线传感器网络(WSNs)的能量利用效率、延长网络的生存时间,对基于极大独立集的最小连通支配集算法(MISB)进行优化,提出了一种新的算法.本文首先应用离散马尔科夫链为节点建立模型,并且根据模型预测节点的能量消耗;本算法进行多轮选举,每一轮开始时根据节点的度和能量选举支配点,依据模型预测的能量消耗决定本轮的运行时间,本轮运行结束时从新选举支配点,开始新一轮.仿真结果表明,本算法和原算法相比可以更好地平衡网络的能量消耗,提高全网的能量利用率,极大地延长网络的生存时间. 展开更多

关键词 无线传感器网络 离散马尔科夫链 能量效率 网络生存时间 基于极大独立集的最小连通支配集算法

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能量有效的最小连通支配集近似算法 被引量：7

14

作者 张静 孙雨耕 房朝晖 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第4期603-606,610,共5页

针对无线自组传感器网络中有效路由提出的一种能量有效的最小连通支配集近似算法EEMCDS(Energy Effi cientminimumconnecteddominatingset) ,路由搜索主要集中在连通支配集内。本文提出一个能量有效的简洁有效的分布式算法 ,该算法根据... 针对无线自组传感器网络中有效路由提出的一种能量有效的最小连通支配集近似算法EEMCDS(Energy Effi cientminimumconnecteddominatingset) ,路由搜索主要集中在连通支配集内。本文提出一个能量有效的简洁有效的分布式算法 ,该算法根据各节点所具有的能量不同 ,优先选择高能量的节点作为连通支配集节点 ,可以有效地延长网络寿命。实例仿真表明在连通支配集节点数量较少的情况下 ,高能量的节点在支配集中所占的比例也是较高的。 展开更多

关键词 无线自组传感器网络 支配集 能量有效最小连通支配集 分布式算法

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能量均衡的最小连通支配集分布式算法 被引量：16

15

作者 凌飞 吴振华 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1316-1321,共6页

在无线传感器网络路由协议中,最小连通支配集构成的虚拟骨干网是缓解广播风暴的有效方法。现有算法在构造连通支配集时,通常只考虑支配集的规模,虽然获得了较小的支配集,但也造成虚拟骨干网生命周期较短等问题。为了有效解决该问题,提... 在无线传感器网络路由协议中,最小连通支配集构成的虚拟骨干网是缓解广播风暴的有效方法。现有算法在构造连通支配集时,通常只考虑支配集的规模,虽然获得了较小的支配集,但也造成虚拟骨干网生命周期较短等问题。为了有效解决该问题,提出了一种能量均衡的最小连通支配集分布式算法(EB-MCDS)。仿真实验结果表明,与现有算法相比,EB-MCDS算法有效的均衡了网络能量,延长了网络生命周期20%左右。 展开更多

关键词 无线传感器网络 路由 能量均衡 最小连通支配集

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基于学习自动机的最小连通支配集算法 被引量：3

16

作者 赵学锋 王秀花 +1 位作者 杨海斌 张贵仓 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期149-151,共3页

为解决连通支配集的最小化问题,提出基于改进的分布式学习自动机的近似算法,在分布式学习自动机按随机选择进行深度搜索的基础上考虑回溯策略。该算法构造的是网络中的一棵支配树,只需要节点的局部信息。在网络建模图——单位圆盘图上... 为解决连通支配集的最小化问题,提出基于改进的分布式学习自动机的近似算法,在分布式学习自动机按随机选择进行深度搜索的基础上考虑回溯策略。该算法构造的是网络中的一棵支配树,只需要节点的局部信息。在网络建模图——单位圆盘图上对支配树性质进行分析和模拟实验。实验结果表明,与现有算法相比,该算法能得到更优的最小连通支配集。 展开更多

关键词 最小连通支配集 学习自动机 单位圆盘图 支配树 深度优先搜索

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基于堆的最小连通支配集高效近似算法 被引量：2

17

作者 赵学锋 杨海斌 张贵仓 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期54-56,共3页

提出一种解决连通网络图上连通支配集(CDS)问题的贪心近似算法。利用堆结构逐步选出支配节点,将支配节点加入由之前已确定节点组成的树中,完成网络图中支配树的构造。通过计算堆操作次数,分析算法在平均情况下的时间复杂度。在随机网络... 提出一种解决连通网络图上连通支配集(CDS)问题的贪心近似算法。利用堆结构逐步选出支配节点,将支配节点加入由之前已确定节点组成的树中,完成网络图中支配树的构造。通过计算堆操作次数,分析算法在平均情况下的时间复杂度。在随机网络模型上的模拟实验结果表明,与已有算法相比,该算法可以得到点数更少的连通支配集。 展开更多

关键词 最小连通支配集 堆 CDT算法

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基于最小连通支配集移动的WSANs连接恢复算法 被引量：2

18

作者 周杰 姚雷 杜景林 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期24-31,共8页

在无线传感器与执行器网络(wireless sensor-actor networks,简称WSANs)关键任务应用中,单个或多个节点的失效可能造成内执行器节点产生网络分隔,自动检测和快速恢复来保持内执行器网络的连接性显得非常重要.论文提出了一种基于最小连... 在无线传感器与执行器网络(wireless sensor-actor networks,简称WSANs)关键任务应用中,单个或多个节点的失效可能造成内执行器节点产生网络分隔,自动检测和快速恢复来保持内执行器网络的连接性显得非常重要.论文提出了一种基于最小连通支配集移动的连接性恢复算法(minmal CDS motion-based connectivity recovery,简称MCDSR),该算法主动探测影响网络连通的割点,并为其指定最小的连通支配集.一旦检测到节点失效,备份的支配集初始化恢复进程直到网络连接恢复.并通过实验与现有的恢复算法进行比较,发现MCDSR算法在移动的节点数目、总的移动距离、覆盖度减少等方面有更好性能. 展开更多

关键词 WSANs actor失效 最小连通支配集 连接恢复

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最小支配集问题的活体分子计算模型 被引量：2

19

作者 刘向荣 王淑栋 +1 位作者 郗方 陈梅 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期2325-2331,共7页

生物体内分子网络中信息的传输、储存、放大、整合等大量任务可以看成是一种生物分子计算过程.文中提出了一种活体分子计算模型,借助RNA干扰技术和乳糖操纵子调控模型,在细胞内构建了一个基因网络,用于求解图的最小支配集.该模型展示了... 生物体内分子网络中信息的传输、储存、放大、整合等大量任务可以看成是一种生物分子计算过程.文中提出了一种活体分子计算模型,借助RNA干扰技术和乳糖操纵子调控模型,在细胞内构建了一个基因网络,用于求解图的最小支配集.该模型展示了利用生物体自身的信息处理能力进行计算的能力,在生物体内建立具有一定智能的分子机器,这将在计算科学、生物学、医学上有着深远的应用前景. 展开更多

关键词 活体分子计算 基因网络 RNA干扰 最小支配集问题

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基于定向扩散的最小连通支配集构造算法 被引量：1

20

作者 李克清 常晋义 王加年 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期91-97,共7页

针对区域覆盖算法未考虑节点的通信梯度问题,利用定向扩散路由在构造以sink节点为根的有向路由树时形成的递增梯度序列,提出了一种基于定向扩散的最小连通支配集构造算法。在路由信息扩散的同时逐级挑选出互不相邻的传感器节点构造出一... 针对区域覆盖算法未考虑节点的通信梯度问题,利用定向扩散路由在构造以sink节点为根的有向路由树时形成的递增梯度序列,提出了一种基于定向扩散的最小连通支配集构造算法。在路由信息扩散的同时逐级挑选出互不相邻的传感器节点构造出一个最大支撑集,然后在相邻层次的支撑集节点间寻找中间节点将独立集节点连通起来,最终得到一个近似的最小连通支配集。理论及仿真实验结果表明,该算法构造的连通支配集最小且计算耗时少,能多重有效覆盖热点区域,从而延长无线传感器网络的寿命。 展开更多

关键词 无线传感器网络 区域覆盖 最小连通支配集 定向扩散 轮换调度

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