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基于问题结构的启发式策略在析取时态问题求解中的应用
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:《计算机研究与发展》
  • 时间:0
  • 分类:TP181[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]中山大学软件研究所,广州510275
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60773201)
中文摘要:

智能规划和调度中的许多时态(或时序)问题可以表达为析取时态问题(DTP).目前,多数析取时态问题求解器将析取时态问题看作约束可满足问题(CSP)或可满足问题(SAT),并使用标准的CSP(或SAT)技术来求解DTP.虽然这些技术在求解DTP时已经可以达到较好的效率,然而,文献中极少研究者关注利用DTP本身特殊的结构中隐舍的信息来帮助DTP求解.尝试从DTP的拓扑结构中提取出一种启发式策略.这种启发式策略试图从DTP的结构中提取出定性和定量的标准(TVS)来选择优先赋给当前变量的值,同时基于这种定量值选择标准设计了一个动态变量选择策略(TVO).这种技术基于定义的一种DTP的图模型——析取时态网络(DTN).实验结果显示TVS和TVO策略均可以有效减小搜索中节点访问次数;同时它与已有的RSV值选择策略效果相当,而TVO优于最少剩余值(MRV)方法(节省一个数量级以上的访问节点数);此外,配合其他CSP启发技术,可以得到一个高效的DTP求解算法DTN—DTP.

英文摘要:

Many temporal problems arising in intelligent planning and scheduling can be expressed as disjunctive temporal problems (DTPs). Most of DTP solvers in the literature treat DTPs as constraint satisfaction problems (CSPs) or satisfiability problems (SATs), and solve them using standard CSP (SAT) techniques. They are proved to be very powerful in solving DTPs, however, unfortunately little work has been done on utilizing topological information encoded in DTPs to guide the search for solutions. Presented in this paper is a heuristics which is extracted via the analysis of DTP's topological structure. The heuristics tries to design qualitative and quantitative criteria for selecting those "best" values for current variables, and based on that a dynamic variable ordering heuristics is obtained for selecting the next "best" variable to try. The proposed strategy can be called "topology based value selection" strategy (TVS for short) for value selection and "topology based variable ordering" (TVO) for variable ordering. The approach is implemented based on a graphical model of DTPs defined in this paper, the disjunctive temporal network (DTN). Experimental results show that the both TVS and TVO strategy can effectively reduce the visited nodes for DTP solving. Compared with similar techniques in the literature, TVS behaves comparatively to removal of subsumed variable (RSV), and TVO performs usually better than minimal remaining values (MRV) heuristics even by one order-of-magnitude. Moreover, experimental results reveal that an efficient DTP solver--DTN- DTP can be obtained which incorporates other CSP techniques with TVO and TVS.

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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349