• 제목/요약/키워드: Steiner Minimum Steiner Tree

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스타이너 트리를 이용한 입력 선분의 연결 (Mechanism for Connecting Input Edges Using Steiner Tree)

  • 김준모;김인범
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제17A권5호
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    • pp.213-220
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    • 2010
  • 본 논문에서는 스타이너 트리를 이용하여 최소 길이로 입력 선분들을 모두 연결하는 방법을 제안한다. 선분은 통신선, 도로 및 철도망 또는 움직이는 물체의 궤적 등으로 변환될 수 있다. 본 논문에서 제안된 방법은 이러한 선분들을 최소 비용으로 연결하는 응용 등에 활용가능하다. 입력 선분의 수와 각 선분 당 최대 연결 선분의 수를 입력 인자로 설정한 실험 에서, 본 논문에서 제안된 방법은 최소 신장 트리를 이용한 방법과 비교하여 연결 생성 시간은 평균 192.0% 증가하였으나, 연결 길이는 평균 6.8%에 감소하였다. 이는 연결 방법을 찾는 시간보다는 연결 길이를 단축하는 것이 더 중요한 응용에 제안된 방법이 유용할 수 있음을 보인다.

점집합을 개체로 이용한 직각거리 스타이너 나무 문제의 하이브리드 진화 전략에 관한 연구 (A Nodes Set Based Hybrid Evolutionary Strategy on the Rectilinear Steiner Tree Problem)

  • 양병학
    • 경영과학
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    • 제23권1호
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    • pp.75-85
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    • 2006
  • The rectilinear Steiner tree problem (RSTP) is to find a minimum-length rectilinear interconnection of a set of terminals in the plane. It is well known that the solution to this problem will be the minimal spanning tree(MST) on some set Steiner points. The RSTP is known to be NP-complete. The RSTP has received a lot of attention in the literature and heuristic and optimal algorithms have been proposed. A key performance measure of the algorithm for the RSTP is the reduction rate that is achieved by the difference between the objective value of the RSTP and that of the MST without Steiner points. A hybrid evolutionary strategy on RSTP based upon nodes set is presented. The computational results show that the hybrid evolutionary strategy is better than the previously proposed other heuristic. The average reduction rate of solutions from the evolutionary strategy is about 11.14%, which is almost similar to that of optimal solutions.

A comparison of group Steiner tree formulations

  • Myung, Young-Soo
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2008년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.430-434
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    • 2008
  • The group Steiner tree problem is a generalization of the Steiner tree problem that is defined as follows. Given a weighted graph with a family of subsets of nodes, called groups, the problem is to find a minimum weighted tree that contains at least one node in each group. We present some existing and some new formulations for the problem and compare the relaxations of such formulations.

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직각거리 스타이너 나무 문제의 하이브리드 진화 해법에서 효율적인 적합도 추정에 관한 연구 (An Estimation of Fitness Evaluation in Evolutionary Algorithm for the Rectilinear Steiner Tree Problem)

  • 양병학
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.589-598
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    • 2006
  • The rectilinear Steiner tree problem is to find a minimum-length rectilinear interconnection of a set of terminals in the plane. It is well known that the solution to this problem will be the minimal spanning tree (MST) on some set Steiner points. A hybrid evolutionary algorithm is introduced based upon the Prim algorithm. The Prim algorithm for the fitness evaluation requires heavy calculation time. The fitness value of parents is inherited to their child and the fitness value of child is estimated by the inherited structure of tree. We introduce four alternative evolutionary algorithms, Experiment result shows that the calculation time is reduced to 25% without loosing the solution quality by using the fitness estimation.

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A Hybrid Evolution Strategy on the Rectilinear Steiner Tree

  • Yang, Byoung-Hak
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.27-37
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    • 2005
  • The rectilinear Steiner tree problem (RSTP) is to find a minimum-length rectilinear interconnection of a set of terminals in the plane. It is well known that the solution to this problem will be the minimal spanning tree (MST) on some set Steiner points. The RSTP is known to be NP-complete. The RSTP has received a lot of attention in the literature and heuristic and optimal algorithms have been proposed, A key performance measure of the algorithm for the RSTP is the reduction rate that is achieved by the difference between the objective value of the RSTP and that of the MST without Steiner points. A hybrid evolution strategy on RSTP based upon the Prim algorithm was presented. The computational results show that the evolution strategy is better than the previously proposed other heuristic. The average reduction rate of solutions from the evolution strategy is about 11%, which is almost similar to that of optimal solutions.

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유클리디언 스타이너 문제에 대한 진화해법의 개발 (Developing An Evolution Programming for the Euclidean Steiner Tree Problem)

  • 양병학;김성철
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회/대한산업공학회 2003년도 춘계공동학술대회
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    • pp.1056-1064
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    • 2003
  • The Euclidean steiner tree problem (ESTP) is to find a minimum-length euclidean interconnection of a set of points in the plane. It is well known that the solution to this problem will be the minimal spanning tree (MST) on some set steiner points, and the ESTP is NP-complete. The ESTP has received a lot of attention in the literature, and heuristic and optimal algorithms have been proposed. In real field, heuristic algorithms for ESTP are popular. A key performance measure of the algorithm for the ESTP is the reduction rate that is achieved by the difference between the objective value of the ESTP and that of the MST without steiner points. In recent survey for ESTP, the best heuristic algorithm showed around $3.14\%$ reduction in the performance measure. We present a evolution programming (EP) for ESTP based upon the Prim algorithm for the MST problem. The computational results show that the EP can generate better results than already known heuristic algorithms.

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ATM 망에서 교환기의 셀 복제 능력을 고려한 멀티캐스트 라우팅 알고리듬 (Multicast Routing Algorithm under Cell Replication Limits of Switches in ATM Networks)

  • 주종혁
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제23권61호
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    • pp.33-39
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    • 2000
  • In this paper, we present an algorithm for the multicast routing problem when there exit the cell replication limits of ATM switching nodes. This problem can be formulated as a Degree Constrained Minimum Steiner Tree Problem(DCSP). The proposed algorithm is a modification of the shortest path heuristic originally devised for minimum Steiner tree problem. From the experimental results, it can be seen that our algorithm is efficient to obtain a near optimal solution with comparatively low computational time.

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시뮬레이티디 어닐링 알고리즘을 이용한 클러스터 기반의 멀티캐스트 라우팅 문제 해법 (Solving Cluster Based Multicast Routing Problems Using A Simulated Annealing Algorithm)

  • 강명주
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.189-194
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    • 2004
  • 본 논문에서는 클러스터 기반의 멀티캐스트 라우팅 문제 해법을 위한 Simulated Annealing(SA) 알고리즘을 제안한다. 멀티캐스트는 한 점에서 다수의 집단 구성원들에게 데이터를 전송하는 것으로 이는 멀티캐스트 트리를 구성하여 해결할 수 있다. 즉, 전체 네트워크를 몇 개의 클러스터로 분할한 후 클러스터 내부를 멀티캐스트 트리로 구성하여 해결할 수 있다. 멀티캐스트 트리는 최소비용 스타이너 트리로 구성할 수 있다. 본 논문에서는 SA알고리즘을 최소비용 스타이너 트리에 적용하였다. 특히, SA 알고리즘에서는 냉각 스케줄을 어떻게 설정하느냐에 따라 알고리즘의 성능에 영향을 준다. 따라서 본 논문에서는 멀티캐스트 라우팅 문제를 위한 SA 알고리즘의 냉각 스케줄을 제안하고, 그 결과를 분석한다.

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Efficient Implementations of a Delay-Constrained Least-Cost Multicast Algorithm

  • Feng, Gang;Makki, Kia;Pissinou, Niki
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제4권3호
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    • pp.246-255
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    • 2002
  • Constrained minimum Steiner tree (CMST) problem is a key issue in multicast routing with quality of service (QoS) support. Bounded shortest path algorithm (BSMA) has been recognized as one of the best algorithms for the CMST problem due to its excellent cost performance. This algorithm starts with a minimumdelay tree, and then iteratively uses a -shortest-path (KSP) algorithm to search for a better path to replace a “superedge” in the existing tree, and consequently reduces the cost of the tree. The major drawback of BSMA is its high time complexity because of the use of the KSP algorithm. For this reason, we investigate in this paper the possibility of more efficient implementations of BSMA by using different methods to locate the target path for replacing a superedge. Our experimental results indicate that our methods can significantly reduce the time complexity of BSMA without deteriorating the cost performance.

EGOSST를 이용한 이동 경로의 가중치를 반영한 효과적 연결 (Efficient Connection of Migration Routes with Their Weights Using EGOSST)

  • 김인범
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제18A권5호
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    • pp.215-224
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    • 2011
  • 본 논문에서는 EGOSST를 이용하여 가중치를 갖는 이동 경로들을 최소 비용으로 모두 연결하는 방법을 제안한다. 이동 경로는 가중치 선분으로 변환될 수 있는데, 이것은 통신선, 도로 및 철도망에서의 동적 궤적뿐 만 아니라, 가중치인 이동 량이나 통행 빈도를 포함한다. 제안되는 방법은 단순한 위치 정보만을 고려하여 처리하는 방법에 비해 더 광범위하고 유용한 분야에 응용이 가능할 것이다. 입력 선분의 수, 각 선분 가중치의 최대 크기, 그리고 그리드 정밀도를 입력 인자로 설정한 실험에서, 본 논문에서 제안된 방법은 가중치 최소 신장 트리를 이용한 방법과 비교할 때, 연결 비용은 평균 1.07%, 가중치 스타이너 최소 트리 방법에 비해서는 평균 0.43% 감소하였다. 또한 그리드 정밀도를 0.1과 0.001로 했을 경우, 가중치 최소 신장 트리 방법에 비해 실행 시간이 각각 평균 97.02%, 2843.87% 증가했으나, 연결 비용은 각각 평균 0.86%, 1.13% 감소되었다. 이는 제안된 방법이 가중치를 반영한 이동 경로의 효과적 연결 뿐 아니라, 그리드 정밀도를 조절하여 생성 시간과 비용 절감 율을 응용 분야에 맞추어 사용될 수 있음을 보인다.