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不确定图最可靠最大流算法研究
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:计算机学报
  • 时间:2012.11.11
  • 页码:2371-2380
  • 分类:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]东南大学计算机科学与工程学院,南京210096, [2]东南大学计算机网络和信息集成教育部重点实验室,南京210096
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金项目(61073059,61232007)、江苏省自然科学基金项目(Bk2010409,Bk2011335)资助.
  • 相关项目:分布受限平台下不确定数据图管理关键技术研究
中文摘要:

文中首先基于可能世界模型提出了不确定图的最可靠最大流问题和可靠性计算模型,这对于构建可靠性网络、可靠传输路径选择以及系统薄弱环节分析等一系列实际问题具有重要意义;然后基于简单路径组合思想提出了一种求解最可靠最大流的算法SPCA,通过简单路径流量的组合,在无需求得所有最大流分布的情况下获得最可靠最大流,并在组合过程中引入概率剪枝与约束剪枝策略,对无效组合进行过滤,从而显著地提高了算法效率;接着文中针对SPCA算法易受路径数量及瓶颈容量影响的问题,又提出一种基于状态空间划分的最可靠最大流算法SDBA,该算法的主要思想是将不确定图所蕴含的子图空间划分为互不相交且满足最大流值的闭合区间集合,进而寻找所有闭合区间中概率最大的下界状态,经证明这个下界状态对应子图中的最大流分布为最可靠最大流;最后通过实验,比较了两种算法的性能.实验结果表明SDBA算法相对于SPCA算法其空间复杂度有一定的增加,但时间复杂度方面具有较大的优势,能够很好地解决SPCA算法性能受制于容量的问题,具有更好的性能与适用性.

英文摘要:

Reliability is one of the most important issues on system design and maintenance, such as reliable network construction, reliable transportation path selection, etc. This paper defines the most reliable maximum flow problem (MRMF) on uncertain graphs based on the possible world model, and introduces the reliability calculation model of MRMF. A simple path combina- tion (SPCA) based algorithm is put forward, which can get the most reliable maximum flow without calculating all the maximum flow distributions. Furthermore, a space decomposition based algorithm (SDBA) is proposed to avoid the influence of the numbers and the bottleneck capacity of simple paths. SDBA divides the sub-graph space of an uncertain graph into a collection of closed intervals, which are disjoint and satisfy the maximum flow constraints. Among the lower bounds of all the intervals, the one with greatest probability is proved to be the most reliable maximum flow. Finally, experimental results show the effectiveness and efficiency of the proposed algorithms.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:48433