大规模随机点位场景下遍历全点最短路径求解最优方法咨询
带固定终点的大规模全点位最短路径求解方案
该场景本质是带终点约束的旅行商问题(TSP),属于NP难问题,点位规模极大的情况下,暴力枚举、动态规划等精确解法完全不适用,需结合精度、性能要求选择适配方案:
- 若点位规模在1000以内,且要求100%精准的最优解:可将固定终点设为强制收尾节点,调用
Concorde这类专业TSP精确求解器,添加约束后求解即可得到全局最优结果。 - 若点位规模超过1000,属于超大规模场景,优先选择近似求解方案:
- 首选蚁群优化算法(ACO):天生适配路径寻优场景,仅需在算法终止规则中增加终点必须为指定点位的约束即可,收敛速度快,大规模点位下的路径优化效果稳定,解的精度高。
- 次选遗传算法(GA):编码时固定最后一个基因位为指定终点,交叉、变异操作时保留该位不变即可,实现难度低,可在可接受时间内得到接近最优的可行解。
- 若对求解速度要求极高,适配万级及以上点位的场景:可选用贪心+2-opt局部优化的组合方案,先从起点出发每次访问最近的未访问点位,最终落到固定终点,再用2-opt算法反复调整路径交叉段缩减总长度,实现最简单、运行速度最快。
注意:不存在适配所有场景的绝对最优方案,可根据你能接受的解误差、可用计算时间、算力资源从上述方案中选择最适配的即可。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Newyen minh
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