带有异常点的平方度量设施选址问题

传统的设施选址问题一般假设所有顾客都被服务,考虑到异常点的存在不仅会增加总费用(设施的开设费用与连接费用之和),也会影响到对其他顾客的服务质量.研究异常点在最终方案中允许不被服务的情况,称之为带有异常点的平方度量设施选址问题.该问题是无容量设施选址问题的推广.问题可描述如下:给定设施集合、顾客集,以及设施开设费用和顾客...     

带惩罚的容错设施布局问题的近似算法

在带惩罚的容错设施布局问题中, 给定顾客集合、地址集合、以及每个顾客和各个地址之间的连接费用, 这里假设连接费用是可度量的. 每位顾客有各自的服务需求, 每个地址可以开设任意多个设施, 顾客可以被安排连接到某些地址的一些开设的设施上以满足其需求, 也可以被拒绝, 但这时要支付拒绝该顾客所带来的惩罚费用. 目标是确定哪些顾客的服务需求被拒绝并开设一些设施, 将未被拒绝的顾客连接到不同的开设设施上, 使得开设费用、连接费用和惩罚费用总和最小. 给出了带惩罚的容错设施布局问题的线性整数规划及其对偶规划, 进一步, 给出了基于其线性规划和对偶规划舍入的4-近似算法.     

带次模惩罚的优先设施选址问题的近似算法

研究带次模惩罚的优先设施选址问题, 每个顾客都有一定的服务水平要求, 开设的设施只有满足了顾客的服务水平要求, 才能为顾客提供服务, 没被服务的顾客对应一定的次模惩罚费用. 目标是使得开设费用、连接费用与次模惩罚费用之和最小. 给出该问题的整数规划、 线性规划松弛及其对偶规划. 基于原始对偶和贪婪增广技巧, 给出该问题的两个近似算法, 得到的近似比分别为3和2.375.     

随机容错设施选址问题的原始-对偶近似算法

研究两阶段随机容错设施选址问题,其中需要服务的顾客在第二阶段出现（在第一阶段不知道）．两个阶段中每个设施的开设费用可以不同,设施的开设依赖于阶段和需要服务的顾客集合（称为场景）．并且在出现的场景里的每个顾客都有相同的连接需求,即每个顾客需要由r个不同的设施服务．给定所有可能的场景及相应的概率,目标是在两个阶段分别选取开设的设施集合,将出现场景的顾客连接到r个不同的开设设施上,使得包括设施费用和连接费用的总平均费用最小．根据问题的特定结构,给出了原始。对偶（组合）3-近似算法．     

带惩罚的动态设施选址问题的近似算法

本文研究带惩罚的动态设施选址问题,在该问题中假设不同时段内设施的开放费用、用户的需求及连接费用可以不相同,而且允许用户的需求不被满足,但是要有惩罚.对此问题我们给出了第-个近似比为1.8526的原始对偶(组合)算法.     

带次模惩罚和随机需求的设施选址问题

考虑带次模惩罚和随机需求的设施选址问题,目的是开设设施集合的一个子集,把客户连接到开设的设施上并对没有连接的客户进行惩罚,使得开设费用、连接费用、库存费用、管理费用和惩罚费用之和达到最小. 根据该问题的特殊结构,给出原始对偶3-近似算法. 在算法的第一步,构造了一组对偶可行解;在第二步中构造了对应的一组原始整数可行解,这组原始整数可行解给出了最后开设的设施集合和被惩罚的客户集合. 最后,证明了算法在多项式时间内可以完成,并且算法所给的整数解不会超过最优解的3倍.     

随机容错设施布局问题的近似算法

在确定性的容错设施布局问题中, 给定顾客的集合和地址的集合. 在每个地址上可以开设任意数目的不同设施. 每个顾客j有连接需求r_j. 允许将顾客j连到同一地址的不同设施上. 目标是开设一些设施并将每个顾客j连到r_j个不同的设施上, 使得总开设费用和连接费用最小. 研究两阶段随机容错设施布局问题(SFTFP), 顾客的集合事先不知道, 但是具有有限多个场景并知道其概率分布. 每个场景指定需要服务的顾客的子集. 并且每个设施有两种类型的开设费用. 在第一阶段根据顾客的随机信息确定性地开设一些设施, 在第二阶段根据顾客的真实信息再增加开设一些设施．给出随机容错布局问题的线性整数规划和基于线性规划舍入的5-近似算法.     

平方度量的k层设施选址问题的近似算法

本文中,我们研究平方度量的k层设施选址问题,该问题中设施分为k层,每个顾客都要连接到位于不同层上的k个设施,顾客与设施以及设施与设施之间的距离是平方度量的.目标是使得开设费用与连接费用之和最小.基于线性规划舍入技巧,我们给出了9-近似算法.进一步,我们研究了平方度量的k层软容量设施选址问题,并给出了线性规划舍入12.2216-近似算法.     

软容量约束的动态设施选址问题的近似算法

考虑软容量约束的动态设施选址问题.假设设施的开放费用及连接费用都与时间有关,而且每一个设施均有容量约束.对此问题给出了第一个近似比为6的原始对偶(组合)算法.运行贪婪增加程序后,近似比进一步改进到3.7052.     

基于选址效益的联合覆盖模型研究

传统的覆盖模型含有“全有全无”和“单一覆盖”两个假设,即假设需求点在设施的服务半径内才被覆盖,否则不被覆盖;需求点只能被最近的设施覆盖。这两条假设在实际应用中均存在不合理之处。松弛了这两条假设,研究逐渐覆盖和联合覆盖。在保证每个需求点都享受到最低服务水平的情况下,提出了选址效益最大化的联合覆盖模型。由于目标函数中含有分式,通过引入辅助变量的方法,将含有分式目标函数的非线性规划转化成等价的线性规划。最后,通过数值算例分析了最低服务水平限制对最佳选址方案的影响,并得到选址成本、总服务水平和单位成本服务水平随最低服务水平限制的变化,同时对影响模型的重要参数做了敏感性分析。     

Combinatorial approximation algorithms for the robust facility location problem with penalties

In this paper, we consider the robust facility location problem with penalties, aiming to serve only a specified fraction of the clients. We formulate this problem as an integer linear program to identify which clients must be served. Based on the corresponding LP relaxation and dual program, we propose a primal–dual (combinatorial) 3-approximation algorithm. Combining the greedy augmentation procedure, we further improve the above approximation ratio to 2.     

Approximation algorithms for the transportation problem with market choice and related models

Given facilities with capacities and clients with penalties and demands, the transportation problem with market choice consists in finding the minimum-cost way to partition the clients into unserved clients, paying the penalties, and into served clients, paying the transportation cost to serve them.     

IP modeling of the survivable hop constrained connected facility location problem

We consider a generalized version of the rooted connected facility location problem which occurs in planning of telecommunication networks with both survivability and hop-length constraints. Given a set of client nodes, a set of potential facility nodes including one predetermined root facility, a set of optional Steiner nodes, and the set of the potential connections among these nodes, that task is to decide which facilities to open, how to assign the clients to the open facilities, and how to interconnect the open facilities in such a way, that the resulting network contains at least λ edge-disjoint paths, each containing at most H edges, between the root and each open facility and that the total cost for opening facilities and installing connections is minimal. We study two IP models for this problem and present a branch-and-cut algorithm based on Benders decomposition for finding its solution. Finally, we report computational results.