To solve the traveling salesman problem with distance matrix of order n, we propose an approximate algorithm based on the branch-and-border method. For clipping, an increased least estimate of the current partial solution is used. This guarantees a predetermined value ε of the whole solution error. A computational experiment for distance matrices of four kinds of distributions was carried out. A uniform random (asymmetric) distribution as well as matrices of Euclidean distances between random points (a symmetric distribution) were used. In the latter case, a local search was additionally applied. Estimates for the power p in the polynomial computational complexity O(np ) of the algorithm for various kinds of distributions and various values of error ε are obtained. For a uniform random distribution and n ≤ 1000, the obtained estimate of the power p turned out to be close to 2.8 and of an average value of error to be 1 %.
Download file
Counter downloads: 194
- Title The traveling salesman problem: approximate algorithm by branch-and-bound method with guaranteed precision
- Headline The traveling salesman problem: approximate algorithm by branch-and-bound method with guaranteed precision
- Publesher
Tomsk State University
- Issue Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics 45
- Date:
- DOI 10.17223/20710410/45/12
Keywords
задача коммивояжёра, метод ветвей и границ, приближённый алгоритм, локальный поиск, вычислительный эксперимент, traveling salesman problem, branch-and-border method, approximate algorithm, local search, computational experimentAuthors
References
Little J. D. C., Murty K. G., Sweeney D. W., and Karel C. An algorithm for the Traveling Salesman Problem // Operat. Res. 1963. No. 11. P. 972-989
Костюк Ю. Л. Эффективная реализация алгоритма решения задачи коммивояжёра методом ветвей и границ // Прикладная дискретная математика. 2013. № 2(20). С. 78-90
Костюк Ю. Л. Задача коммивояжёра: улучшенная нижняя граница в методе ветвей и границ // Прикладная дискретная математика. 2013. № 4(22). С. 73-81
Меламед И. И., Сергеев С. И., Сигал И. Х. Задача коммивояжёра. Точные алгоритмы // Автоматика и телемеханика. 1989. № 10. С. 3-29
Меламед И. И., Сергеев С. И., Сигал И. Х. Задача коммивояжёра. Приближенные алгоритмы // Автоматика и телемеханика. 1989. № 11. С. 3-26
Пападимитриу X., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация: Алгоритмы и сложность: пер. с англ. М.: Мир, 1985. 510 с
Костюк Ю. Л. Модифицированный алгоритм решения задачи коммивояжёра методом ветвей и границ с улучшенной нижней границей, вычисляющий точное или приближённое решение при заданной гарантированной точности. Программа на языке Паскаль в системе Delphi. 2017 г., апрель. http://www.inf.tsu.ru/Decanat/Staff.nsf/people/KostjukJuL
Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов: пер. с англ. М.: Мир, 1979. 536 с

The traveling salesman problem: approximate algorithm by branch-and-bound method with guaranteed precision | Prikladnaya Diskretnaya Matematika - Applied Discrete Mathematics. 2019. № 45. DOI: 10.17223/20710410/45/12
Download full-text version
Counter downloads: 385