Bilevel optimization deals with nested problems in which a leader takes the first decision to minimize their objective function while accounting for a follower's best-response reaction. Constrained bilevel problems with integer variables are particularly notorious for their hardness. While exact solvers have been proposed for mixed-integer linear bilevel optimization, they tend to scale poorly with problem size and are hard to generalize to the non-linear case. On the other hand, problem-specific algorithms (exact and heuristic) are limited in scope. Under a data-driven setting in which similar instances of a bilevel problem are solved routinely, our proposed framework, Neur2BiLO, embeds a neural network approximation of the leader's or follower's value function, trained via supervised regression, into an easy-to-solve mixed-integer program. Neur2BiLO serves as a heuristic that produces high-quality solutions extremely fast for four applications with linear and non-linear objectives and pure and mixed-integer variables.


翻译:双层优化处理的是嵌套问题,其中领导者首先做出决策以最小化其目标函数,同时考虑跟随者的最优响应反应。包含整数变量的约束双层问题因其求解难度而尤为棘手。虽然针对混合整数线性双层优化已提出精确求解器,但它们往往随问题规模增大而扩展性不佳,且难以推广至非线性情形。另一方面,针对特定问题的算法(精确算法与启发式算法)适用范围有限。在数据驱动的背景下,当需要常规性地求解双层问题的相似实例时,我们提出的框架Neur2BiLO将领导者或跟随者价值函数的神经网络近似(通过监督回归训练得到)嵌入到一个易于求解的混合整数规划中。Neur2BiLO作为一种启发式方法,在四个具有线性和非线性目标函数、纯整数和混合整数变量的应用案例中,能够极快地生成高质量解。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
1+阅读 · 2024年12月11日
Arxiv
1+阅读 · 2024年12月11日
Arxiv
24+阅读 · 2024年2月23日
Arxiv
23+阅读 · 2023年3月8日
Arxiv
13+阅读 · 2022年4月30日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
24+阅读 · 2021年1月25日
VIP会员
最新内容
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
9+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
6+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
8+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
13+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
10+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
14+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
17+阅读 · 9月22日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
1+阅读 · 2024年12月11日
Arxiv
1+阅读 · 2024年12月11日
Arxiv
24+阅读 · 2024年2月23日
Arxiv
23+阅读 · 2023年3月8日
Arxiv
13+阅读 · 2022年4月30日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
24+阅读 · 2021年1月25日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员