使用图卷积神经网络进行精确组合优化

Jun, 2019

Exact Combinatorial Optimization with Graph Convolutional Neural Networks

Maxime Gasse, Didier Chételat, Nicola Ferroni, Laurent Charlin, Andrea Lodi

TL;DR本文提出了一种基于图卷积神经网络的分支定界变量选择新模型，通过模仿学习和强分支专家规则训练，成功解决了组合优化问题。实验结果表明，该方法不仅在分支机制上优于现有的机器学习方法，而且在大问题上也优于现有的专家设计分支规则。

Abstract

combinatorial optimization problems are typically tackled by the branch-and-bound paradigm. We propose a new graph convolutional neural network

发现论文，激发创造

文章提出一种基于深度学习和启发式算法的图卷积网络方法，用于解决某些 NP 困难问题，并在四个 NP 困难问题和五个数据集上进行了评估，结果表明该方法在某些 NP 困难问题上已经达到了高度优化的最新启发式算法的水平，并具有较强的泛化性和扩展性。

Oct, 2018

本文提出了一种聚合图神经网络和指针机制的图指针网络模型来学习分支定界中的变量选择策略，结果表明该模型在求解速度和搜索树大小方面都优于现有的机器学习和专家设计的分支规则。

Jul, 2023

本文介绍了如何使用图神经网络来解决组合优化问题，包括最大割、最小顶点覆盖和最大独立集等一些组合优化问题。通过在问题哈密顿量上应用松弛策略，我们生成了一个可区分的损失函数，并在无监督训练过程结束后对整数变量进行简单的投影。实验表明，我们的方法在解决包含数百万个变量的问题时能够胜任。

Jul, 2021

通过替换启发式成分，结合机器学习算法的时间特征与注意力机制，优化了组合优化求解器在变量选择方面的性能。

Nov, 2023

使用深度学习模型在优化流程中的有效性进行了论证，通过将图卷积分支限界与经典的分支限界算法相结合，实现了更快速的解决旅行商问题的路径的识别。

Jun, 2024

本文通过对近年来在组合优化、运筹学和机器学习等领域出现的基于图神经网络（GNNs）的组合优化求解方法和算法进行概述，以此向优化和机器学习研究者介绍这一领域的最新进展。

Feb, 2021

本论文提出并证明了图神经网络可以应用于解决组合优化问题，通过将优化过程视为顺序决策问题，使用 Q-Learning 训练图神经网络可以在参数和训练时间上只占一小部分的情况下接近达到最先进的启发式求解器的性能。

Jan, 2024

本文介绍一种使用强化学习训练图神经网络求解单人游戏定义的图组合优化问题的新框架，可以处理最小生成树、最短路径、旅行商问题和车辆路径问题等一系列问题，该方法可在线性运行时间内输出近似解，并且能够推广到多种情况，包括 NP 困难的问题和真实世界的图。

Jun, 2020

我们的研究工作的重点是通过决策导向的图学习，在组合优化问题中采用神经网络框架，提出了一个更高效和精确的框架。此外，我们引入了一个决策导向的框架，利用图神经网络解决具有辅助支持的组合优化问题。实验结果表明，我们的方法在经典组合优化问题上优于独立的图神经网络方法和传统方法。

Jun, 2024

本文提出一种基于强化学习的方法用于解决组合优化中的数据标记和推理延迟问题，并使用蒙特卡罗树搜索和价值网络提高策略网络的性能表现。作者在四种不同类别的组合优化问题上进行了评估，结果表明该方法相较于现有机器学习和启发式方法有更优的性能表现。

Jun, 2022