This paper offers a methodological contribution at the intersection of machine learning and operations research. Namely, we propose a methodology to quickly predict tactical solutions to a given operational problem. In this context, the tactical solution is less detailed than the operational one but it has to be computed in very short time and under imperfect information. The problem is of importance in various applications where tactical and operational planning problems are interrelated and information about the operational problem is revealed over time. This is for instance the case in certain capacity planning and demand management systems. We formulate the problem as a two-stage optimal prediction stochastic program whose solution we predict with a supervised machine learning algorithm. The training data set consists of a large number of deterministic (second stage) problems generated by controlled probabilistic sampling. The labels are computed based on solutions to the deterministic problems (solved independently and offline) employing appropriate aggregation and subselection methods to address uncertainty. Results on our motivating application in load planning for rail transportation show that deep learning algorithms produce highly accurate predictions in very short computing time (milliseconds or less). The prediction accuracy is comparable to solutions computed by sample average approximation of the stochastic program.


翻译:本文为机器学习和操作研究的交叉点提供了方法上的贡献。 也就是说, 我们提出一种方法, 快速预测对特定操作问题的战术解决方案。 在这方面, 战术解决方案不如操作解决方案详细, 但必须在非常短的时间和不完善的信息下进行计算。 这个问题在各种应用中都很重要, 因为战术和操作规划问题相互关联, 有关操作问题的信息会随着时间推移而暴露出来。 例如, 在某些能力规划和需求管理系统中就属于这种情况。 我们把这个问题设计成一个两阶段最佳预知性预知程序, 我们用监督的机器学习算法预测其解决方案。 培训数据集包含大量由受控概率抽样产生的确定性( 第二阶段) 问题。 标签的计算依据是确定性问题( 独立和离线) 的解决方案, 使用适当的集成和分选方法来解决不确定性。 我们在铁路运输工作量规划中的激励应用结果显示, 深度学习算法在非常短的计算时间( 毫或更短的时间) 产生非常准确的预测。 预测准确性精确性可以与以样本平均估计的精确性程序计算方法计算解决方案相比。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
TextCNN大牛Kim《深度无监督学习句法结构分析》,88页ppt
专知会员服务
29+阅读 · 2021年1月13日
专知会员服务
47+阅读 · 2020年10月31日
【伯克利-Ke Li】学习优化,74页ppt,Learning to Optimize
专知会员服务
41+阅读 · 2020年7月23日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
199+阅读 · 2019年10月10日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
已删除
将门创投
6+阅读 · 2019年9月3日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年4月18日
Arxiv
25+阅读 · 2020年3月11日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
1+阅读 · 6分钟前
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
专知会员服务
2+阅读 · 11分钟前
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
2+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
6+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
相关VIP内容
相关资讯
已删除
将门创投
6+阅读 · 2019年9月3日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员