• 제목/요약/키워드: minimum cost trees

검색결과 14건 처리시간 0.027초

On Minimum Cost Multicast Routing Based on Cost Prediction

  • Kim, Moon-Seong;Mutka, Matt W.;Hwang, Dae-Jun;Choo, Hyun-Seung
    • Journal of Communications and Networks
    • /
    • 제11권5호
    • /
    • pp.500-508
    • /
    • 2009
  • We have designed an algorithm for a problem in multicast communication. The problem is to construct a multicast tree while minimizing its cost, which is known to be NP-complete. Our algorithm, which employs new concepts defined as potential cost and spanning cost, generates a multicast tree more efficiently than the well-known heuristic called Takahashi and Matsuyama (TM) [1] in terms of tree cost. The time complexity of our algorithm is O($kn^2$) for an n-node network with k members in the multicast group and is comparable to the TM. Our empirical performance evaluation comparing the proposed algorithm with TM shows that the enhancement is up to 1.25%~4.23% for each best case.

콘벡스 비용함수를 갖는 점-대-다중점 최소비용 흐름문제 (Point-to-Multipoint Minimum Cost Flow Problem with Convex Cost Function)

  • 박구현;신용식
    • 한국경영과학회지
    • /
    • 제25권4호
    • /
    • pp.15-25
    • /
    • 2000
  • In this paper, we introduce a point-to-multipoint minimum cost flow problem with convex and demand splitting. A source node transmits the traffic along the tree that includes members of the point-to-multipoint connection. The traffic is replicated by the nodes only at branch points of the tree. In order to minimize the sum of arc costs, we assume that the traffic demand can be splitted and transmitted to destination nodes along different trees. If arc cost is linear, the problem would be a Steiner tree problem in networks eve though demand splitting is permitted. The problem would be applied in transmitting large volume of traffic from a serve to clients in Internet environments. Optimality conditions of the problem are presented in terms of fair tree routing. The proposed algorithm is a finite terminating algorithm for $\varepsilon$-optimal solution. convergence of the algorithm is obtained under monotonic condition and strict convexity of the cost function. Computational experiences are included.

  • PDF

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

  • Anand, V.;Sairam, N.
    • Journal of Information Processing Systems
    • /
    • 제13권1호
    • /
    • pp.104-113
    • /
    • 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.

가로수 조성 유형에 따른 비용편익 비교 분석 (Cost-Benefit Analysis for Planting Type of Street Trees)

  • 김준순;이동근
    • 한국환경복원기술학회지
    • /
    • 제17권6호
    • /
    • pp.29-37
    • /
    • 2014
  • The objective of this study is to estimate the cost and benefits of street trees for their planting types, specifically, single row, single row+bottom, double row, double row+bottom. Different planting types are compared and analyzed by using Net Present Value (NPV) and benefit-cost ratio (BCR). Existing data are collected from the literature reviews for the use of meta-analysis method for estimating cost and benefit. The elements for analyzing costs are management and planting costs, and benefits are air purification, energy saving and landscape view. The discount rate is applied at a minimum of 3% and a maximum of 5.5%. The unit used in this calculation is km/year. The result shows that the net benefit is highest in double row, followed by single row, double row+bottom, and single row+bottom. The BCR is the highest in double row, followed by single row, double row+bottom, and single row+bottom. The BCR reaches the break-even point from 9 to 17 years depending on the planting types.

트리의 최적 경로 분할을 위한 다항시간 알고리즘 (A Polynomial-time Algorithm to Find Optimal Path Decompositions of Trees)

  • 안형찬
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
    • /
    • 제34권5_6호
    • /
    • pp.195-201
    • /
    • 2007
  • 트리의 최소단말경로분할이란 트리를 에지가 서로 소인 단말 노드 간 경로들로 분할하되, 가장 긴 경로의 길이를 최소화하는 문제이다. 본 논문에서는 트리의 최소단말경로분할을 $O({\mid}V{\mid}^2$시간에 구하는 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘은 주어진 최적화 문제를 이에 대응하는 결정 문제, 즉 최소단말경로 분할의 비용이 l 이하인지를 결정하는 문제를 이용한 이진 탐색으로 환원한다. 결정 문제는 트리를 한 차례 순회하는 동안 동적 계획법에 의해 해결된다

Multicast Tree Generation using Meta Reinforcement Learning in SDN-based Smart Network Platforms

  • Chae, Jihun;Kim, Namgi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
    • /
    • 제15권9호
    • /
    • pp.3138-3150
    • /
    • 2021
  • Multimedia services on the Internet are continuously increasing. Accordingly, the demand for a technology for efficiently delivering multimedia traffic is also constantly increasing. The multicast technique, that delivers the same content to several destinations, is constantly being developed. This technique delivers a content from a source to all destinations through the multicast tree. The multicast tree with low cost increases the utilization of network resources. However, the finding of the optimal multicast tree that has the minimum link costs is very difficult and its calculation complexity is the same as the complexity of the Steiner tree calculation which is NP-complete. Therefore, we need an effective way to obtain a multicast tree with low cost and less calculation time on SDN-based smart network platforms. In this paper, we propose a new multicast tree generation algorithm which produces a multicast tree using an agent trained by model-based meta reinforcement learning. Experiments verified that the proposed algorithm generated multicast trees in less time compared with existing approximation algorithms. It produced multicast trees with low cost in a dynamic network environment compared with the previous DQN-based algorithm.

평균 지연 시간과 트래픽 용량이 제한되는 스패닝 트리 문제의 2단계 휴리스틱 알고리즘 (Two Phase Heuristic Algorithm for Mean Delay constrained Capacitated Minimum Spanning Tree Problem)

  • 이용진
    • 정보처리학회논문지C
    • /
    • 제10C권3호
    • /
    • pp.367-376
    • /
    • 2003
  • 본 연구는 로컬 네트워크의 토폴로지를 설계하거나 루트 노드로부터 여러 개의 통신 경로를 구하는 데 사용될 수 있는 DCMST(Delay constrained Capacitated Minimum Spanning Tree) 문제를 다룬다. 기존의 CMST 문제는 루트 노드의 한 포트가 담당하는 트래픽의 용량에만 제한이 있는 데 비해 DCMST 문제에는 네트워크 평균 지연 시간의 제약 조건이 추가된다. 이 문제는 종단 노드의 트래픽 요구량과 네트워크의 평균 지연 시간을 만족시키는 스패닝 트리의 집합을 구하는 것으로 목적 함수는 전체 링크 비용을 최소로 하는 것이다. 본 연구에서는 트레이드-오프에 기준한 노드 교환 알고리즘과 노드 이동 알고리즘 그리고 평균 지연 알고리즘으로 구성되는 2 단계 휴리스틱을 제시한다. 실제 계산 경험과 성능 분석을 통해 제안한 알고리즘이 평균 지연을 고려한 기존의 CMST 알고리즘보다 비용 측면에 있어 더 우수한 해를 생성할 수 있음을 보였다.

가중 선형 연상기억을 채용한 유전적 프로그래밍과 그 공학적 응용 (Genetic Programming with Weighted Linear Associative Memories and its Application to Engineering Problems)

  • 연윤석
    • 한국CDE학회논문집
    • /
    • 제3권1호
    • /
    • pp.57-67
    • /
    • 1998
  • Genetic programming (GP) is an extension of a genetic algoriths paradigm, deals with tree structures representing computer programs as individuals. In recent, there have been many research activities on applications of GP to various engineering problems including system identification, data mining, function approximation, and so forth. However, standard GP suffers from the lack of the estimation techniques for numerical parameters of the GP tree that is an essential element in treating various engineering applications involving real-valued function approximations. Unlike the other research activities, where nonlinear optimization methods are employed, I adopt the use of a weighted linear associative memory for estimation of these parameters under GP algorithm. This approach can significantly reduce computational cost while the reasonable accurate value for parameters can be obtained. Due to the fact that the GP algorithm is likely to fall into a local minimum, the GP algorithm often fails to generate the tree with the desired accuracy. This motivates to devise a group of additive genetic programming trees (GAGPT) which consists of a primary tree and a set of auxiliary trees. The output of the GAGPT is the summation of outputs of the primary tree and all auxiliary trees. The addition of auxiliary trees makes it possible to improve both the teaming and generalization capability of the GAGPT, since the auxiliary tree evolves toward refining the quality of the GAGPT by optimizing its fitness function. The effectiveness of this approach is verified by applying the GAGPT to the estimation of the principal dimensions of bulk cargo ships and engine torque of the passenger car.

  • PDF

제품수송 컨터네이너의 적재를 위한 규칙기반시스템 (Rule-based System for Loading Multiple Items in Containers for Shipping)

  • 박지희;이건호
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
    • /
    • 제2권6호
    • /
    • pp.403-412
    • /
    • 2013
  • 본 연구는 기업물류와 물류비 및 컨테이너 운송의 개념을 정리하고, 한국 기업의 물류 중 비중이 큰 수송의 효율성 제고를 중심으로 물류비 절감방안을 제안하고 있다. 한국 S사의 사례연구를 통해 다수 출발지와 다수의 도착지를 고려한 컨테이너 화물적재에 대한 문제점을 분석과 토론을 하고자 한다. 혼합적재를 위한 조건들과 컨테이너 적재결정을 위한 규칙기반 시스템을 제안하고자 한다. 또한 화물운송 비용 최소화를 위해 적절한 규칙을 선택하여 적재를 결정 하는 알고리즘을 제시하고 있다. 데이터마이닝 및 OLAP 도구인 MS 분석 서비스를 이용하여 혼합적재를 위한 규칙들을 생성하고 OLAP 큐브 및 의사결정트리를 생성하여 규칙을 검증한다.

원격 검침 시스템에서 근사 최소 스타이너 트리를 이용한 집중기 및 중계기의 효율적인 배치와 연결 (Efficient Allocation and Connection of Concentrators and Repeaters Using Approximate Steiner Minimum Tree in Automatic Meter Reading System)

  • 김재각;김인범;김수인
    • 한국통신학회논문지
    • /
    • 제34권10B호
    • /
    • pp.994-1003
    • /
    • 2009
  • 원격 검침 시스템의 수용가에서는 검침기, 집중기, 중계기 등의 효율적인 구성이 필요하다. 최소 스타이너 트리는 스타이너 포인트를 도입하여 최소 비용으로 모든 입력 노드들을 연결한다. 본 논문에서는 반복적으로 생성된 근사 최소 스타이너 트리를 활용하여, 원격 검침 시스템의 검침기, 집중기, 중계기를 효율적으로 배치하고 연결하는 방법을 제안한다. 이 방법에서 입력 노드와 스타이너 포인트는 원격 검침시스템의 검침기, 집중기, 중계기로, 선분은 이들 사이의 연결로 대응되며, 이들의 적절한 처리를 통해 유 무선 방식의 원격 검침 시스템을 위한 효율적인 네트워크를 구축할 수 있다. 본 연구의 실험에서, 1000개의 입력 노드와 200개의 한 노드 당 최대 연결인 환경에서, 제안된 방법에 의해 생성된 원격 검침 시스템 네트워크는 최소 신장 트리로 생성된 네트워크와 비교하여 약 19.1%의 네트워크 길이의 절감율을 보였다.