論文の概要: Reward-Weighted Preference Optimization for Selective Combinatorial Optimization Problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.31239v1
- Date: Thu, 22 Oct 2026 13:20:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-24 02:08:44.383764
- Title: Reward-Weighted Preference Optimization for Selective Combinatorial Optimization Problems
- Title(参考訳): 選択的組合せ最適化問題に対する逆重み付き選好最適化
- Abstract要約: 本稿では、リワードギャップ情報を優先学習に組み込む2つの学習目標として、リワードウェイト優先最適化(RWPO)を導入する。
同じインスタンスからサンプリングされた候補に対して、RWPOは報酬の正規化差に応じて各好みの損失を重み付け、ソリューション品質の大幅な改善を示す比較を割り当てる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.477771954122625
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reinforcement learning has emerged as an effective approach for combinatorial optimization, but most existing methods focus on problems such as the Travelling Salesperson Problem (TSP) in which all elements must be served. Selective combinatorial optimization problems (SCOPs), including the Orienteering Problem (OP), Prize-Collecting TSP (PCTSP), Stochastic PCTSP and Knapsack Problem (KP), additionally require selecting which elements to include. This selection creates sampled solutions with substantially different objective values, yet standard preference optimization reduces such comparisons to binary rankings and discards the magnitude of these differences. We introduce Reward-Weighted Preference Optimization (RWPO), a pairwise training objective that incorporates reward-gap information into preference learning. For candidate trajectories sampled from the same instance, RWPO weights each preference loss according to the normalized difference in their rewards, assigning greater training emphasis to comparisons that represent larger improvements in solution quality. We further combine RWPO with scale-specific fine-tuning and reward- and likelihood-weighted tilted sampling to adapt trained policies to larger and shifted instance distributions without relying on local-search post-processing. Experiments on the OP, PCTSP, Stochastic PCTSP, and KP show that RWPO consistently improves over unweighted preference optimization and policy-gradient baselines across a wide range of instance sizes. On the OP, the resulting solver exceeds the mean reward of the Compass metaheuristic at scales from 100 to 2,000 nodes. The results demonstrate that preserving reward-gap information can substantially improve preference-based learning for selective combinatorial optimization and support generalization to large-scale instances.
- Abstract(参考訳): 強化学習は組合せ最適化の効果的なアプローチとして現れてきたが、既存のほとんどの手法は、全ての要素を提供する必要があるトラベリングセールスパーソン問題(TSP)のような問題に焦点を当てている。
SCOP(Selective combinatorial optimization problem)は、オリエンテーリング問題(OP)、賞獲得TSP(PCTSP)、確率PCTSP(Stochastic PCTSP)、Knapsack Problem(KP)などを含む。
この選択は、実質的に異なる目的値を持つサンプル解を生成するが、標準的な選好最適化は、バイナリランキングとの比較を減らし、これらの差の大きさを破棄する。
本稿では、報酬ゲップ情報を優先学習に組み込む2つの学習目標であるReward-Weighted Preference Optimization (RWPO)を紹介する。
同じ事例からサンプリングされた候補軌跡に対して、RWPOは報酬の正規化差に応じて各選好損失を重み付け、ソリューション品質の大幅な改善を示す比較により大きなトレーニング重点を割り当てる。
さらに,RWPOをスケール特異的な微調整と報酬重み付き傾きサンプリングと組み合わせて,局所探索後処理に頼ることなく,トレーニングされたポリシを大規模かつシフトしたインスタンス分布に適用する。
OP、PCTSP、Stochastic PCTSP、KPの実験では、RWPOは、広範囲のインスタンスサイズにわたって、未重み付けの選好最適化とポリシーの緩やかなベースラインよりも一貫して改善されている。
OPでは、結果の解法は100ノードから2000ノードまでのスケールでCompassメタヒューリスティックの平均値を超える。
その結果、報奨情報を保存することで、選択的な組合せ最適化のための嗜好に基づく学習を大幅に改善し、大規模インスタンスへの一般化を支援することが示されている。
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