論文の概要: Multi-Objective Evolutionary Optimization of Chance-Constrained Multiple-Choice Knapsack Problems with Implicit Probability Distributions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.08209v1
- Date: Mon, 09 Mar 2026 10:39:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-10 15:13:15.801815
- Title: Multi-Objective Evolutionary Optimization of Chance-Constrained Multiple-Choice Knapsack Problems with Implicit Probability Distributions
- Title(参考訳): 帰属確率分布を考慮したチャンス制約付きマルチコースクナップサック問題の多目的進化最適化
- Authors: Xuanfeng Li, Shengcai Liu, Wenjie Chen, Yew-Soon Ong, Ke Tang,
- Abstract要約: 本稿では,Multiple-choice knapsack problem (MCKP) の重要かつ未解明な拡張について検討する。
問題の目標は、総コストを同時に最小化し、キャパシティ制約を満たす信頼性レベルを最大化することである。
合成ベンチマークと実世界の5Gネットワーク構成ベンチマークの実験は、NHILSがいくつかの最先端のマルチオブジェクトを一貫して上回っていることを示している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 40.96538452098451
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The multiple-choice knapsack problem (MCKP) is a classic combinatorial optimization with wide practical applications. This paper investigates a significant yet underexplored extension of MCKP: the multi-objective chance-constrained MCKP (MO-CCMCKP) under implicit probability distributions. The goal of the problem is to simultaneously minimize the total cost and maximize the confidence level of satisfying the capacity constraint, capturing essential trade-offs in domains like 5G network configuration. To address the computational challenge of evaluating chance constraints under implicit distributions, we first propose an order-preserving efficient resource allocation Monte Carlo (OPERA-MC) method. This approach adaptively allocates sampling resources to preserve dominance relationships while reducing evaluation time significantly. Further, we develop NHILS, a hybrid evolutionary algorithm that integrates specialized initialization and local search into NSGA-II to navigate sparse feasible regions. Experiments on synthetic benchmarks and real-world 5G network configuration benchmarks demonstrate that NHILS consistently outperforms several state-of-the-art multi-objective optimizers in convergence, diversity, and feasibility. The benchmark instances and source code will be made publicly available to facilitate research in this area.
- Abstract(参考訳): MCKP(Multi-choice knapsack problem)は、古典的な組合せ最適化であり、幅広い応用がある。
本稿では,MCKPの暗黙の確率分布下での多目的確率制約型MCKP (MO-CCMCKP) の拡張について検討する。
問題の目標は、総コストを同時に最小化し、キャパシティ制約を満たす信頼性レベルを最大化し、5Gネットワーク構成のようなドメインにおける重要なトレードオフを捉えることである。
暗黙の分布下での確率制約を評価することの計算課題を解決するために,まず,命令保存効率のよいモンテカルロ(OPERA-MC)法を提案する。
提案手法は,評価時間を大幅に削減しつつ,支配関係を維持するためにサンプリング資源を適応的に割り当てる。
さらに,NSGA-IIに特殊初期化と局所探索を統合し,スパース可能な領域をナビゲートするハイブリッド進化アルゴリズムであるNHILSを開発した。
合成ベンチマークと実世界の5Gネットワーク構成ベンチマークの実験により、NHILSは収束性、多様性、実現可能性において、最先端の多目的最適化よりも一貫して優れていることが示された。
ベンチマークインスタンスとソースコードは、この分野の研究を促進するために公開されます。
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