論文の概要: Robust Optimization Approach and Learning Based Hide-and-Seek Game for Resilient Network Design

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.11854v1
• Date: Thu, 12 Feb 2026 11:48:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-13 21:07:25.794055
• Title: Robust Optimization Approach and Learning Based Hide-and-Seek Game for Resilient Network Design
• Title（参考訳）: レジリエントネットワーク設計のためのロバスト最適化手法と学習に基づくHyd-and-Seekゲーム
• Authors: Mohammad Khosravi, Setareh Maghsudi,
• Abstract要約: 本研究では、信号が許容しきい値以下になる前に、信号が限られた距離までしか転送できない、レジリエントで信頼性の高い通信ネットワークの設計について検討する。 過度な信号劣化が発生した場合、選択されたネットワークノードにインストールされた再生器を通して再生する必要がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.37026246853005
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the design of resilient and reliable communication networks in which a signal can be transferred only up to a limited distance before its quality falls below an acceptable threshold. When excessive signal degradation occurs, regeneration is required through regenerators installed at selected network nodes. In this work, both network links and nodes are subject to uncertainty. The installation costs of regenerators are modeled using a budgeted uncertainty set. In addition, link lengths follow a dynamic budgeted uncertainty set introduced in this paper, where deviations may vary over time. Robust optimization seeks solutions whose performance is guaranteed under all scenarios represented by the underlying uncertainty set. Accordingly, the objective is to identify a minimum-cost subset of nodes for regenerator deployment that ensures full network connectivity, even under the worst possible realizations of uncertainty. To solve the problem, we first formulate it within a robust optimization framework, and then develop scalable solution methods based on column-and-constraint generation, Benders decomposition, and iterative robust optimization. In addition, we formulate a learning-based hide-and-seek game to further analyze the problem structure. The proposed approaches are evaluated against classical static budgeted robust models and deterministic worst-case formulations. Both theoretical analysis and computational results demonstrate the effectiveness and advantages of our methodology.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、信号が許容しきい値以下になる前に、信号が限られた距離までしか転送できない、レジリエントで信頼性の高い通信ネットワークの設計について検討する。 過度な信号劣化が発生した場合、選択されたネットワークノードにインストールされた再生器を介して再生する必要がある。 この作業では、ネットワークリンクとノードの両方が不確実性にさらされる。 再生器の設置コストは予算の不確実性セットを用いてモデル化される。 さらに、リンク長は、時間とともにずれが変化する可能性のある、動的に予算化された不確実性セットに従っている。 ロバスト最適化は、基礎となる不確実性集合で表されるすべてのシナリオで性能が保証される解を求める。 したがって、最も最悪の不確実性を実現した場合でも、完全なネットワーク接続を保証するため、再生器配置のための最小コストのノードのサブセットを特定することが目的である。 この問題を解決するために、まずロバストな最適化フレームワークで定式化し、次にカラム・アンド・制約生成、ベンダーの分解、反復的なロバストな最適化に基づくスケーラブルな解法を開発する。 さらに,学習をベースとしたHyd-and-seekゲームを定式化し,問題構造を解析する。 提案手法は,古典的静的予算モデルと決定論的最悪の場合の定式化に対して評価される。 理論的解析と計算結果の両方が、我々の方法論の有効性と利点を示している。

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