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GES-TSP:用图边稀疏化技术高效求解旅行商问题

旅行商问题(TSP)是组合优化领域的经典难题,其精确求解在大规模实例下计算成本极高。传统图稀疏化方法多依赖固定启发式规则,难以充分利用实例特有的结构信息。针对这一瓶颈,研究团队提出了一种名为 GES(Graph Edge Sparsification)学习型稀疏化方法,专为欧几里得 TSP 设计。

GES 的核心思路是将几何结构信息组合优化技术深度融合,通过模型学习为不同实例自适应生成稀疏化图。与传统方法不同,GES 能够根据问题特征动态剪枝,大幅减少图中冗余边数量,从而显著加速求解过程。实验结果表明,在 MATILDA 数据集上,该方法可剪除高达 95% 的边,同时保证求解结果与最优解的差距控制在 1% 以内。更令人印象深刻的是,在 TSPLIB 基准中的部分大规模实例上,剪枝率甚至超过 99%,而最优性差距仍然低于 1%

这一成果揭示了数据驱动方法在传统组合优化中的巨大潜力。与手工设计的启发式规则相比,学习型方法能够捕捉更高层的结构模式,从而在保持近似精度的同时实现极致的计算压缩。对于物流、电路设计、路径规划等依赖 TSP 求解的实际应用而言,GES 提供了一种兼顾效率与质量的新思路,有望推动大规模 TSP 精确求解走向实用化。

未来,该团队的工作方向可能包括将 GES 扩展到其他图优化问题(如 VRP、最大割等),或进一步结合强化学习提升稀疏化策略的自适应性。

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