How to make a greedy heuristic for the asymmetric traveling salesman problem competitive

It is widely confirmed by many computational experiments that a greedy type heuristics for the Traveling Salesman Problem (TSP) produces rather poor solutions except for the Euclidean TSP. The selection of arcs to be included by a greedy heuristic is usually done on the base of cost values. We propose to use upper tolerances of an optimal solution to one of the relaxed Asymmetric TSP (ATSP) to guide the selection of an arc to be included in the final greedy solution. Even though it needs time to calculate tolerances, our computational experiments for the wide range of ATSP instances show that tolerance based greedy heuristics is much more accurate an faster than previously reported greedy type algorithms

Iterative Patching and the Asymmetric Traveling Salesman Problem

Although Branch and Bound (BnB) methods are among the most widely used techniques for solving hard problems, it is still a challenge to make these methods smarter. In this paper, we investigate iterative patching, a technique in which a fixed patching procedure is applied at each node of the BnB search tree for the Asymmetric Traveling Salesman Problem. Computational experiments show that iterative patching results in general in search trees that are smaller than the usual classical BnB trees, and that solution times are lower for usual random and sparse instances. Furthermore, it turns out that, on average, iterative patching with the Contract-or-Patch procedure of Glover, Gutin, Yeo and Zverovich (2001) and the Karp-Steele procedure are the fastest, and that ?iterative? Modified Karp-Steele patching generates the smallest search trees.

Advanced analysis of branch and bound algorithms

Als de code van een cijferslot zoek is, kan het alleen geopend worden door alle cijfercom­binaties langs te gaan. In het slechtste geval is de laatste combinatie de juiste. Echter, als de code uit tien cijfers bestaat, moeten tien miljard mogelijkheden bekeken worden. De zogenaamde 'NP-lastige' problemen in het proefschrift van Marcel Turkensteen zijn vergelijkbaar met het 'cijferslotprobleem'. Ook bij deze problemen is het aantal mogelijkheden buitensporig groot. De kunst is derhalve om de zoekruimte op een slimme manier af te tasten. Bij de Branch and Bound (BnB) methode wordt dit gedaan door de zoekruimte op te splitsen in kleinere deelgebieden. Turkensteen past de BnB methode onder andere toe bij het handelsreizigersprobleem, waarbij een kortste route door een verzameling plaatsen bepaald moet worden. Dit probleem is in algemene vorm nog steeds niet opgelost. De economische gevolgen kunnen groot zijn: zo staat nog steeds niet vast of bijvoorbeeld een routeplanner vrachtwagens optimaal laat rondrijden. De huidige BnB-methoden worden in dit proefschrift met name verbeterd door niet naar de kosten van een verbinding te kijken, maar naar de kostentoename als een verbinding niet gebruikt wordt: de boventolerantie.

Attack-Tolerant Time-Synchronization in Wireless Sensor Networks

Abstract—Achieving secure time-synchronization in wireless sensor networks (WSNs) is a challenging, but very important problem that has not yet been addressed effectively. This pa-per proposes an Attack-tolerant Time-Synchronization Protocol (ATSP) in which sensor nodes cooperate to safeguard the time-synchronization service against malicious attacks. ATSP exploits the high temporal correlation existing among adjacent nodes in a WSN to achieve (1) adaptive management of the profile of each sensor’s normal behavior, (2) distributed, cooperative detection of falsified clock values advertised by attackers or compromised nodes, and (3) significant improvement of syn-chronization accuracy and stability by effectively compensating the clock drifts with the calibrated clock. To reduce the risk of losing time-synchronization due to attacks on the reference node, ATSP utilizes distributed, mutual synchronization and confines the impact of attacks to a local area (where attacks took place). Furthermore, by maintaining an accurate profile of sensors’ normal synchronization behaviors, ATSP detects various critical attacks while incurring only reasonable communication and computation overheads, making ATSP attack-tolerant and ideal for resource-constrained WSNs. I