Forschungsinstitut für Diskrete Mathematik

Programmierpraktikum Diskrete Optimierung (Modul P2C1)

Sommersemester 2011


Thema: Das Handlungsreisendenproblem


Das Traveling Salesman Problem (TSP) ist eines der zentralen kombinatorischen Optimierungsprobleme. Gegeben ist eine Menge von Knoten (die z.B. als Städte interpretiert werden können) mit einer Distanz zwischen jedem Knotenpaar. Gesucht ist eine Tour minimaler Länge, die jeden Knoten genau einmal besucht und dann wieder zum ersten Knoten zurückkehrt. Anwendungen hat das TSP als Teilproblem z.B. in der Logistik, dem Chipdesign und der DNA-Sequenzierung. Das TSP ist NP-schwer, und polynomielle Algorithmen, die das Problem exakt lösen, sind nicht bekannt. In diesem Praktikum sollen verschiedene Algorithmen implementiert werden, die das Problem (auf kleinen Instanzen) exakt, approximativ oder heuristisch lösen.

Einen ersten Überblick über das TSP und einige der Algorithmen finden Sie in Kapitel 21 aus "B. Korte, J. Vygen : Combinatorial Optimization: Theory and Algorithms. Springer, Vierte Auflage 2008".


Vorbesprechung:
Dienstag, den 8. Februar 2011 um 13 Uhr c.t.
im Seminarraum des Forschungsinstitutes für Diskrete Mathematik, Lennéstraße 2

Ein hohes mathematisches Interesse und grundlegende Programmierkenntnisse werden vorausgesetzt.

Testinstanzen

Testinstanzen koennen sie auf folgenden Seiten herunterladen:
TSPLIB95 der Uni Heidelberg
National TSP-Instances von Bill Cooks TSP-Seite
Bonner VLSI Instanzen von Bill Cooks TSP-Seite

Neue Bonner VLSI-Instanzen in der Manhattan-Metrik (Die kleinste Instanz 'i159TSP3' hat die optimale Loesung 1693848)

Der Abgabetermin für die Programmieraufgabe ist der 31.07.2011.
Am 05.08.2011 findet von 9:30 bis 13:00 die Endbesprechung der Aufgaben im Seminarraum des Forschungsinstitutes für Diskrete Mathematik in der Lennéstraße 2 statt

In der Endbesprechung stellt jede Zweiergruppe ihr Programm in einem knapp halbstündigen Vortrag vor. Dieser sollte wie folgt aufgebaut sein und je zur Hälfte von beiden Gruppenteilnehmern gehalten werden:
1. Kurzbeschreibung des implementierten Algorithmus
2. Beschreibung der Programmteile des ersten Teilnehmers
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3. Beschreibung der Programmteile des zweiten Teilnehmers
4. Präsentation von experimentellen Ergebnissen

Prof. Dr. B. Korte,
Prof. Dr. J. Vygen,
Prof. Dr. S. Hougardy,
Jun.Prof. Dr. T. Nieberg,
Jun.Prof. Dr. S. Held,
Dr. U. Brenner