• 제목/요약/키워드: minimal Steiner tree

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Steiner Tree 이론을 이용한 최적 우편물 운송망 구축 (Design of Minimal Postal Transportation Path using Steiner Tree)

  • 유웅규;이상중
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.183-186
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    • 2007
  • 국, 내외 택배시장은 과거 몇 개의 업체에서 독점했으나 현재는 대기업들과 수많은 중소기업들이 참여하고 있어 경쟁이 심화되고 있다. 우편물의 신속한 배송과 운송비용의 최소화는 매우 중요하며 이를 위하여 운송거리의 최단 거리화가 우선 필요하다. 본 논문은 전국의 주요 도시에 배치된 각 우편집중국을 기하학적으로 가장 짧게 연결하는 교환센터의 최적 위치를 찾는 방법을 제시한다. 배전시스템의 최적화, 전력계통의 routing 등에 이용되고 있는 Steiner tree 이론을 최단거리 우편물 운송망 구축에 적용하였다. Steiner tree로부터 선정된 위치에 교환센터를 설치할 경우, 운송비를 절감하여 경영수지를 개선할 뿐 아니라 신속한 배달을 최우선으로 하는 택배 시장에서 우위를 점할 수 있을 것으로 기대된다. Steiner tree 이론은 최단거리를 연결하는 전력소의 위치선정 등 전력계통에도 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

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글로벌 라우팅 유전자 알고리즘의 설계와 구현 (Design and Implementation of a Genetic Algorithm for Global Routing)

  • 송호정;송기용
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.89-95
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    • 2002
  • 글로벌 라우팅(global routing)은 VLSI 설계 과정중의 하나로, 네트리스트의 모든 네트들을 연결하기 위하여 각 네트들을 라우팅 영역(routing area)에 할당시키는 문제이며, 글로벌 라우팅에서 최적의 해를 얻기 위해 maze routing 알고리즘, line-probe 알고리즘, shortest path 기반 알고리즘, Steiner tree 기반 알고리즘등이 이용된다. 본 논문에서는 라우팅 그래프에서 최단 경로 Steiner tree 탐색방법인 weighted network heuristic(WNH)과 이를 기반으로 하는 글로벌 라우팅 유전자 알고리즘(genetic algorithm; GA)을 제안하였으며, 제안한 방식을 시뮬레이티드 어닐링(SA) 방식과 비교, 분석하였다.

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Steiner Tree 이론을 이용한 우편물 교환센터인 최적 워치선정 (Optimal Location of Mail Distribution Center using Steiner Tree)

  • 양성덕;유웅규;이상중
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.82-87
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    • 2008
  • 국내 택배시장은 과거 몇 개의 업체에서 독점해왔으나 현재는 대기업들과 수많은 중소기업들이 참여하고 있어 경쟁이 심화되고 있다. 우편물의 신속한 배송과 운송비용의 최소화는 매우 중요하며 이를 위하여 운송거리의 최단 거리화가 우선 필요하다. 본 논문은 전국의 주요 도시에 배치된 우편집중국을 기하적으로 가장 짧게 연결하는 교환 센터의 최적 위치를 찾는 방법을 제시한다. 송전계통의 routing, 배전선로망의 최적화 등에 이용되고 있는 Steiner Tree이론을 최단거리 우편물 운송망 구축에 적용하였다. Steiner Tree이론으로부터 선정된 위치에 교환센터를 설치할 경우, 운송비를 절감하여 경영수지를 개선할 뿐 아니라 신속한 배달을 최우선으로 하는 택배 시장에서 우위를 점할 수 있을 것으로 기대된다. Steiner Tree 이론은 차기 초고압 선로를 최단거리로 연결하는 전력소의 위치선정 등에도 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Parallel and Sequential Implementation to Minimize the Time for Data Transmission Using Steiner Trees

  • Anand, V.;Sairam, N.
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제13권1호
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    • pp.104-113
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    • 2017
  • In this paper, we present an approach to transmit data from the source to the destination through a minimal path (least-cost path) in a computer network of n nodes. The motivation behind our approach is to address the problem of finding a minimal path between the source and destination. From the work we have studied, we found that a Steiner tree with bounded Steiner vertices offers a good solution. A novel algorithm to construct a Steiner tree with vertices and bounded Steiner vertices is proposed in this paper. The algorithm finds a path from each source to each destination at a minimum cost and minimum number of Steiner vertices. We propose both the sequential and parallel versions. We also conducted a comparative study of sequential and parallel versions based on time complexity, which proved that parallel implementation is more efficient than sequential.

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.

진화 알고리즘을 이용한 초고속 통신망에서의 멀티캐스트 경로배정 방법에 관한 연구 (Multicast Routing On High Speed networks using Evolutionary Algorithms)

  • 이창훈;장병탁;안상현;곽주현;김재훈
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.671-680
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    • 1998
  • 화상 회의, 원격 진료 및 교육 시스템, CSCW 등과 같은 그룹 응용을 지원하기 위해서는 망에 의해서 멀티캐스트 기능이 제공되어야 한다. 멀티캐스트 경로배정의 방법으로는 보통 최단 경로 트리 방식과 최소 비용 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리의 표현에 있어, 일반적인 유전자 알고리즘에서 사용되는 이진 스트링의 개체 표현 대신 트리를 사용하여 개체를 표현하는 방법을 제안함으로써 최적화의 효율을 개선하는 방식을 보여주며, 또한 기존의 경험적 알고리즘과의 비교를 통하여 진화방식에 의한 최적화가 기존의 방법보다 최적해에 더 가까이 수렴할 수 있음을 보여준다.

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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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스타이너 트리 문제를 위한 Ant Colony Optimization 알고리즘의 개발 (An Ant Colony Optimization Algorithm to Solve Steiner Tree Problem)

  • 서민석;김대철
    • 한국경영과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.17-28
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    • 2008
  • The Steiner arborescence problem is known to be NP-hard. The objective of this problem is to find a minimal Steiner tree which starts from a designated node and spans all given terminal nodes. This paper proposes a method based on a two-step procedure to solve this problem efficiently. In the first step, graph reduction rules eliminate useless nodes and arcs which do not contribute to make an optimal solution. In the second step. ant colony algorithm with use of Prim's algorithm is used to solve the Steiner arborescence problem in the reduced graph. The proposed method based on a two-step procedure is tested in the five test problems. The results show that this method finds the optimal solutions to the tested problems within 50 seconds. The algorithm can be applied to undirected Steiner tree problems with minor changes. 18 problems taken from Beasley are used to compare the performances of the proposed algorithm and Singh et al.'s algorithm. The results show that the proposed algorithm generates better solutions than the algorithm compared.