We present improved approximation algorithms for some problems in the related areas of Flexible Graph Connectivity and Capacitated Network Design. In the $(p,q)$-Flexible Graph Connectivity problem, denoted $(p,q)$-FGC, the input is a graph $G(V, E)$ where $E$ is partitioned into safe and unsafe edges, and the goal is to find a minimum cost set of edges $F$ such that the subgraph $G'(V, F)$ remains $p$-edge connected upon removal of any $q$ unsafe edges from $F$. In the related Cap-$k$-ECSS problem, we are given a graph $G(V,E)$ whose edges have arbitrary integer capacities, and the goal is to find a minimum cost subset of edges $F$ such that the graph $G'(V,F)$ is $k$-edge connected. We obtain a $7$-approximation algorithm for the $(1,q)$-FGC problem that improves upon the previous best $(q+1)$-approximation. We also give an $O(\log{k})$-approximation algorithm for the Cap-$k$-ECSS problem, improving upon the previous best $O(\log{n})$-approximation whenever $k = o(n)$. Both these results are obtained by using natural LP relaxations strengthened with the knapsack-cover inequalities, and then during the rounding process utilizing an $O(1)$-approximation algorithm for the problem of covering small cuts. We also show that the the problem of covering small cuts inherently arises in another variant of $(p,q)$-FGC. Specifically, we show $O(1)$-approximate reductions between the $(2,q)$-FGC problem and the 2-Cover$\;$Small$\;$Cuts problem where each small cut needs to be covered twice.


翻译:本文针对柔性图连通性与容量网络设计相关领域中的若干问题,提出了改进的近似算法。在$(p,q)$-柔性图连通性问题(记作$(p,q)$-FGC)中,输入为一个图$G(V, E)$,其边集$E$被划分为安全边与不安全边;目标是找到最小成本的边集$F$,使得子图$G'(V, F)$在从$F$中移除任意$q$条不安全边后仍保持$p$-边连通。在相关的Cap-$k$-ECSS问题中,给定一个边具有任意整数容量的图$G(V,E)$,目标是找到最小成本的边子集$F$,使得图$G'(V,F)$是$k$-边连通的。我们为$(1,q)$-FGC问题提出了一个$7$-近似算法,改进了先前最佳的$(q+1)$-近似结果。同时,我们为Cap-$k$-ECSS问题给出了一个$O(\log{k})$-近似算法,当$k = o(n)$时,该结果优于先前最佳的$O(\log{n})$-近似。这两个结果均通过使用经背包覆盖不等式增强的自然线性规划松弛,并在舍入过程中利用覆盖小割问题的$O(1)$-近似算法获得。我们还证明,覆盖小割问题本质上也出现在$(p,q)$-FGC的另一种变体中。具体而言,我们展示了$(2,q)$-FGC问题与2-Cover$\;$Small$\;$Cuts问题之间的$O(1)$-近似归约,其中每个小割需要被覆盖两次。

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
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
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
3+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
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
A Survey on Deep Learning for Named Entity Recognition
Arxiv
26+阅读 · 2020年3月13日
VIP会员
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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
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
相关基金
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
3+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
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