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On the Arc Consistency Problem
1
作者 陈阳军 《Journal of Computer Science & Technology》 SCIE EI CSCD 1999年第4期298-308,共11页
In this paper, we propose a new arc consistency algorithm, AC-8,which requires less computation time and space than AC-6 and AC-7. The main ideaof the optimization is the divide-and-conquer strategy, thereby decomposi... In this paper, we propose a new arc consistency algorithm, AC-8,which requires less computation time and space than AC-6 and AC-7. The main ideaof the optimization is the divide-and-conquer strategy, thereby decomposing an arcconsistency problem into a series of smaller ones and trying to solve them in sequence.In this way, not only the space complexity but also the time complexity can be reduced. The reason for this is that due to the ahead of time performed inconsistencypropagation (in the sense that some of them are executed before the entire inconsis-tency checking has been finished), each constraint subnetwork will be searched with agradually shrunk domain. In addition, the technique of AC-6 can be integrated intoour algorithm, leading to a further decrease in computational complexity. 展开更多
关键词 constraint satisfaction problem constraint network arc consistency divide-and-conquer strategy probabilistic analysis
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弧一致性符号ADD算法及在CSP求解中的应用 被引量:3
2
作者 王腾飞 徐周波 古天龙 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第12期243-247,共5页
约束满足问题(CSP)是人工智能领域中一个重要的研究课题,弧一致性(AC)技术是提高约束满足问题求解效率的一种有效技术。对传统弧一致性技术进行了改进,给出了弧一致性的符号代数决策图(ADD)算法并将其应用于CSP求解。传统弧一致性技术... 约束满足问题(CSP)是人工智能领域中一个重要的研究课题,弧一致性(AC)技术是提高约束满足问题求解效率的一种有效技术。对传统弧一致性技术进行了改进,给出了弧一致性的符号代数决策图(ADD)算法并将其应用于CSP求解。传统弧一致性技术在压缩问题的搜索空间时,一次只能处理一条约束上的一个值对;而借助ADD技术来压缩问题搜索空间,可以一次处理多条约束。算法首先通过01编码将CSP问题描述成伪布尔函数,并由ADD进行表示。然后基于传统弧一致性技术的算法思想,利用ADD的交、并和提取操作来实现约束传播和变量域过滤。最后将弧一致性的符号ADD算法嵌入到BT搜索算法中来实现对CSP的求解。对标准库中的测试用例以及随机生成的测试用例进行了实验仿真,结果表明,该算法求解CSP的时间既优于带弧一致性维护的回跳算法MAC3+BJ和MAC2001+BJ,也优于采用传统数据结构进行预处理的CSP求解算法BT+MPAC和BT+MPAC*。 展开更多
关键词 约束满足问题(csp) 代数决策图(ADD) 弧一致性(AC)
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一种基于预处理技术的约束满足问题求解算法 被引量:11
3
作者 孙吉贵 朱兴军 +1 位作者 张永刚 李莹 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期919-926,共8页
相容性技术作为约束满足问题的一种有效求解技术,不论是在求解前的预处理过程中,还是在搜索过程中,都扮演着极为重要的角色。文中对预处理阶段的相容性技术进行改进和信息抽取,提出两种应用于搜索过程中的新算法Pre-AC和Pre-AC^*... 相容性技术作为约束满足问题的一种有效求解技术,不论是在求解前的预处理过程中,还是在搜索过程中,都扮演着极为重要的角色。文中对预处理阶段的相容性技术进行改进和信息抽取,提出两种应用于搜索过程中的新算法Pre-AC和Pre-AC^*,并嵌入到BT框架中,形成新的搜索算法BT+MPAC和BT+MPAC^*,给出了其正确性证明,通过复杂性分析得到Pre-AC和Pre-AC”的时间复杂度分别是O(nd)和O(ed^2),明显低于目前最流行的弧相容技术的时间复杂度O(ed^3).实验测试结果表明:对于不同类别的用例,新算法的执行效率是弧相容维护算法的2~50倍。 展开更多
关键词 约束满足问题 弧相容技术 singleton弧相容 pre-弧相容
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改进求解约束满足问题粗粒度弧相容算法 被引量:12
4
作者 李宏博 李占山 王涛 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1816-1823,共8页
约束满足问题在人工智能领域有着广泛的应用.研究了约束满足问题的粗粒度维持弧相容求解算法,发现在求解过程中,对于指向已赋值变量的弧存在无效的修正检查,证明了这类修正检查是冗余的.提出一种方法避免这类冗余的修正检查,给出改进后... 约束满足问题在人工智能领域有着广泛的应用.研究了约束满足问题的粗粒度维持弧相容求解算法,发现在求解过程中,对于指向已赋值变量的弧存在无效的修正检查,证明了这类修正检查是冗余的.提出一种方法避免这类冗余的修正检查,给出改进后的粗粒度弧相容算法的基本框架AC3_frame_ARR,该改进框架可用于改进所有粗粒度弧相容算法.实验结果表明,经过AC3_frame_ARR改进后的算法最多可以节省80%的修正检查次数和40%的求解耗时. 展开更多
关键词 约束满足问题 维持弧相容 粗粒度算法 修正检查
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最先失败原则的约束传播算法 被引量:7
5
作者 孙吉贵 朱兴军 +1 位作者 张永刚 高健 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2008年第4期678-681,共4页
约束满足问题是人工智能研究领域的重要问题.而弧相容算法是求解约束满足问题的重要工具.在弧相容算法中应用启发式规则已经证明是一种很有效的方式.本文提出一个基于最先失败原则的约束传播算法,该算法在搜索过程中更早地发现含有空域... 约束满足问题是人工智能研究领域的重要问题.而弧相容算法是求解约束满足问题的重要工具.在弧相容算法中应用启发式规则已经证明是一种很有效的方式.本文提出一个基于最先失败原则的约束传播算法,该算法在搜索过程中更早地发现含有空域的变量并提前进行回溯,从而提高问题求解效率.同时,在"明月1.0"架构下实现了该算法,实验结果表明使用最先失败原则的弧相容算法要比原来的算法效率上提高了约40%. 展开更多
关键词 最先失败原则 弧相容 约束满足问题 约束传播
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求解约束满足问题的改进蚁群优化算法 被引量:13
6
作者 张永刚 张思博 薛秋实 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期40-46,共7页
为了克服传统的回溯算法在求解大型的约束满足问题时效率低,难以在合理的时间内求解这一问题。提出了基于启发式搜索的不完备性算法。结合不同算法特性,主要在蚁群优化元启发式约束求解算法的基础上提出了改进:一是在搜索之前用弧相容... 为了克服传统的回溯算法在求解大型的约束满足问题时效率低,难以在合理的时间内求解这一问题。提出了基于启发式搜索的不完备性算法。结合不同算法特性,主要在蚁群优化元启发式约束求解算法的基础上提出了改进:一是在搜索之前用弧相容检查进行预处理以压缩搜索空间,二是提出了一种新的蚁群算法参数设置方案,提高算法的适应性。最后将改进后的算法应用于求解随机问题和组合优化问题。实验结果表明,改进后的算法求解效率得到大幅度提高。 展开更多
关键词 约束满足问题 蚁群算法 弧相容 参数调节
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非二元约束满足问题求解 被引量:16
7
作者 孙吉贵 景沈艳 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1746-1752,共7页
在约束满足问题 (CSP)的研究中 ,大部分工作集中在二元约束 ,但处理实际问题时 ,常常会遇到非二元约束的情况 .该文在概要地讨论了两类求解非二元约束问题方法的基础上 ,研究了一种将约束传播技术和一般弧相容回溯算法相结合的非二元约... 在约束满足问题 (CSP)的研究中 ,大部分工作集中在二元约束 ,但处理实际问题时 ,常常会遇到非二元约束的情况 .该文在概要地讨论了两类求解非二元约束问题方法的基础上 ,研究了一种将约束传播技术和一般弧相容回溯算法相结合的非二元约束求解方法 ,并在设计开发的约束求解工具“明月SOLVER1.0”中实现了该方法 ,以典型例子给出了实现系统的运行结果 . 展开更多
关键词 非二元约束满足问题 对偶图法 隐藏变量法 启发式搜索算法
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负表约束的简单表缩减广泛弧相容算法 被引量:6
8
作者 李宏博 梁艳春 李占山 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期2701-2711,共11页
广泛弧相容算法(generalized arc consistency,简称GAC),是求解约束满足问题的核心方法.表约束理论上可以表示所有约束关系,在过去10年中,有很多应用于表约束的广泛弧相容算法被提出来.在这些算法中,表缩减算法的效率非常高.但是目前的... 广泛弧相容算法(generalized arc consistency,简称GAC),是求解约束满足问题的核心方法.表约束理论上可以表示所有约束关系,在过去10年中,有很多应用于表约束的广泛弧相容算法被提出来.在这些算法中,表缩减算法的效率非常高.但是目前的表缩减算法只能应用于正表约束,无法直接应用于负表约束.首先,提出一种表缩减算法STR-N,可以直接应用于负表约束;然后,给出了STR-N的两个改进版本STR-N2和STR-NIC.实验结果显示,STR-N算法在负表约束上的求解效率具有明显的优势. 展开更多
关键词 约束满足问题 广泛弧相容 简单表缩减 负表约束
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基于GPU的约束网络模型和并行弧相容算法 被引量:4
9
作者 李哲 李占山 李颖 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期514-528,共15页
弧相容算法是约束满足问题的基本压缩求解空间算法之一,很多优秀的高级算法都以高性能的弧相容算法作为核心.近年来,以GPU为计算工具加速并行计算被用来尝试解决许多问题.基于GPU和基本的并行算法,提出一种适合GPU运算的约束网络表示模... 弧相容算法是约束满足问题的基本压缩求解空间算法之一,很多优秀的高级算法都以高性能的弧相容算法作为核心.近年来,以GPU为计算工具加速并行计算被用来尝试解决许多问题.基于GPU和基本的并行算法,提出一种适合GPU运算的约束网络表示模型N-E,给出其生成算法BuildNE.结合细粒度的弧相容算法——AC4,基于N-E模型提出AC4的并行化算法AC4^(GPU)与改进算法AC4^(GPU)+,使弧相容算法得以扩展到GPU上执行.实验结果验证了该算法的可行性,与AC4算法的比较,其在一些规模较小的问题上取得了10%~50%的加速,在一些规模较大的问题上则加速1~2个数量级.为今后进一步在GPU上以并行形式解决其他约束满足问题提供了一种核心算法方案. 展开更多
关键词 人工智能 约束满足问题 弧相容 图形处理器 计算统一设备架构
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参数化弧相容约束传播 被引量:3
10
作者 高健 孙吉贵 +1 位作者 张永刚 朱兴军 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2007年第2期183-187,共5页
为进一步提高约束满足问题求解算法的效率,对约束传播过程进行了分析,并使用变量论域缩减比例对弧相容传播深度进行参数化描述,同时提出了一个约束传播程度可以控制的弧相容传播算法,研究了在不同参数下约束求解算法的效率。该算法... 为进一步提高约束满足问题求解算法的效率,对约束传播过程进行了分析,并使用变量论域缩减比例对弧相容传播深度进行参数化描述,同时提出了一个约束传播程度可以控制的弧相容传播算法,研究了在不同参数下约束求解算法的效率。该算法在“明月1.0”架构下实现。实验结果表明,约束传播程度是影响算法求解效率的一个重要因素,通过调整控制参数可以使算法效率提高3~4倍。 展开更多
关键词 弧相容 约束传播 约束满足 缩减比例
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一种新的基于完全独立相容性的预处理技术 被引量:3
11
作者 朱兴军 孙吉贵 +1 位作者 张永刚 李莹 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期71-76,共6页
研究了求解约束满足问题(Constraint satisfaction problem,CSP)中的预处理技术.首先提出了子论域上的完全独立相容性(Entirety singleton consistency,ESC)概念和相应算法,分析并证明了算法的复杂性和正确性,而后对其两条重要性质进行... 研究了求解约束满足问题(Constraint satisfaction problem,CSP)中的预处理技术.首先提出了子论域上的完全独立相容性(Entirety singleton consistency,ESC)概念和相应算法,分析并证明了算法的复杂性和正确性,而后对其两条重要性质进行了详细证明.基于此概念和性质,提出了一种基于完全独立相容性的预处理算法:SAC-ESC算法,并给出了正确性证明.最后,本文采用分治思想,根据不同问题的论域自适应地合理划分其子论域.实验结果表明,对于随机问题、鸽巢问题、N皇后问题和基准用例,算法SAC-ESC的执行效率大约是目前流行算法SAC-SDS和SAC-3的3~20倍. 展开更多
关键词 约束满足问题 预处理技术 完全独立相容性 分治策略
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多值传播的相容性技术 被引量:2
12
作者 朱兴军 张永刚 +1 位作者 李莹 张长胜 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期1296-1301,共6页
相容性技术是求解约束满足问题的重要手段.本文针对目前已有相容性算法的单值传播特点,提出多值传播理论,证明出k次单值传播与一次多值传播的等价性,在此基础上,给出多值传播的弧相容定理.将该定理与目前流行的Singleton弧相容技术结合... 相容性技术是求解约束满足问题的重要手段.本文针对目前已有相容性算法的单值传播特点,提出多值传播理论,证明出k次单值传播与一次多值传播的等价性,在此基础上,给出多值传播的弧相容定理.将该定理与目前流行的Singleton弧相容技术结合,得到多值传播算法SAC-MP,并证明其完备性和正确性.通过对随机问题、N皇后、鸽巢问题及基准用例的测试表明,算法SAC-MP的执行效率是已有算法SAC-SDS和SAC-3的2~3倍. 展开更多
关键词 约束满足问题 相容性技术 多值传播 Singleton弧相容
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基于动态值启发式的约束满足求解算法 被引量:2
13
作者 王孜文 李占山 +1 位作者 艾阳 李宏博 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期832-837,共6页
为提高约束满足问题的求解效率,提出了一种基于动态值启发式的约束满足问题求解算法。该算法在求解过程中吸收了以往启发式算法的优点,充分利用了预处理和弧相容检查阶段的信息。不但加入了变量启发式,而且在实例化变量时,对所有值的优... 为提高约束满足问题的求解效率,提出了一种基于动态值启发式的约束满足问题求解算法。该算法在求解过程中吸收了以往启发式算法的优点,充分利用了预处理和弧相容检查阶段的信息。不但加入了变量启发式,而且在实例化变量时,对所有值的优先级进行动态的改变,从而实现了动态值启发式。比较了静态值启发式和动态值启发式的效率,分析了该算法的优缺点。通过随机问题标准库用例测试表明,该算法比经典主流算法具有更好的效率优势。 展开更多
关键词 动态值启发式 值排序 约束满足问题 弧相容技术 启发式算法
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稀疏二元约束满足问题的环割集粒子群算法(英文) 被引量:1
14
作者 杨轻云 孙吉贵 +1 位作者 张居阳 王纯杰 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2006年第4期135-138,共4页
提出了一个基于环割集的粒子群算法求解稀疏二元约束满足问题,把环割集和粒子群算法结合在一起,利用环割集减少粒子群算法中粒子的维数。用随机的稀疏二元约束满足问题进行实验,结果表明改进后的粒子群算法是有效的,迭代次数约为原算法... 提出了一个基于环割集的粒子群算法求解稀疏二元约束满足问题,把环割集和粒子群算法结合在一起,利用环割集减少粒子群算法中粒子的维数。用随机的稀疏二元约束满足问题进行实验,结果表明改进后的粒子群算法是有效的,迭代次数约为原算法的十分之一,运行时间比原算法运行时间少约7倍。 展开更多
关键词 二元约束满足问题 粒子群算法 环割集 弧相容
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约束满足问题中一致性算法的分析与研究 被引量:1
15
作者 姚向华 杨清宇 施仁 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2007年第8期11-13,52,共4页
约束满足问题是人工智能领域的重要研究方向,其求解方法有三种,搜索、一致性算法和约束传播,其中一致性算法通常通过缩减问题域来提高搜索算法的效率。着重介绍了几种常用的一致性算法,并对几种常用算法进行了分析、比较和研究。
关键词 约束满足问题 一致性算法 弧一致性
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约束满足问题的预处理方法研究 被引量:2
16
作者 陈恩红 蔡庆生 《计算机科学》 CSCD 北大核心 1994年第5期38-41,共4页
搜索控制问题是大多数人工智能问题求解面临的一个根本间题,而约束满足是解决这一问题的常用方法之一它源于机器视觉领域中的情景标识任务,如今在人工智能的众多领域(如规划、调度、时序推理)中获得了广泛的应用,受到了人工智能界的高... 搜索控制问题是大多数人工智能问题求解面临的一个根本间题,而约束满足是解决这一问题的常用方法之一它源于机器视觉领域中的情景标识任务,如今在人工智能的众多领域(如规划、调度、时序推理)中获得了广泛的应用,受到了人工智能界的高度重视.在近几期的UCAI和AAAI等国际人工智能会议上这方面的内容均占有一定的比重,《A币ficial In-telligence》 展开更多
关键词 人工智能 约束满足 前处理
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非二元条件约束满足问题求解 被引量:2
17
作者 袁际军 黄敏镁 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期636-651,共16页
非二元条件约束满足问题是二元条件约束满足问题的泛化。给出了非二元条件约束满足问题模型;针对求解过程中激活性约束引起的变量空间变化,分别采用"后看"策略和嵌入不同程度非二元弧一致性的"前看"策略思想,提出... 非二元条件约束满足问题是二元条件约束满足问题的泛化。给出了非二元条件约束满足问题模型;针对求解过程中激活性约束引起的变量空间变化,分别采用"后看"策略和嵌入不同程度非二元弧一致性的"前看"策略思想,提出一种非二元条件回溯算法和两种非二元条件前向检查算法,以有效处理约束维数的非二元性及变量依条件参与求解的动态性等问题;分析了三种算法最坏情况下的时间复杂性;通过随机生成的测试实例仿真实验比较了三种算法的求解性能。实验结果表明:在处理难问题时,两种非二元条件前向检查算法的性能均显著优于非二元条件回溯算法;而在分别处理中小规模低动态性特征与大规模高动态性特征问题时,两种非二元条件前向检查算法性能存在显著差异。 展开更多
关键词 非二元条件约束满足问题 非二元条件回溯算法 非二元条件前向检查算法 非二元弧一致性
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约束满足问题并行弧相容算法 被引量:1
18
作者 孙伟 马绍汉 《计算机工程与科学》 CSCD 1997年第1期10-14,共5页
本文给出了约束满足问题网络弧相容的两个并行算法PAC-1和PAC-2。
关键词 约束满足问题 回溯搜索 弧相容 人工智能
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一种面向变量传播的弧一致性算法 被引量:1
19
作者 谢坤武 《湖北民族学院学报(自然科学版)》 CAS 2007年第3期314-317,共4页
在AC-3算法的基础上,提出了采用面向变量的约束传播机制新的弧一致性算法(Improved-AC3),算法(Improved-AC3)完全脱离附加的数据结构,使得程序的空间复杂度非常小,也避免了新算法在维护数据结构上的开销,是一种空间复杂度优先的通用弧... 在AC-3算法的基础上,提出了采用面向变量的约束传播机制新的弧一致性算法(Improved-AC3),算法(Improved-AC3)完全脱离附加的数据结构,使得程序的空间复杂度非常小,也避免了新算法在维护数据结构上的开销,是一种空间复杂度优先的通用弧一致性算法.新算法对于通用弧一致性算法的改进效果是明显的,是对现有弧一致性算法的提高和完善,使其实用性更好,应用前景更宽. 展开更多
关键词 人工智能 约束满足问题 弧一致性算法
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无环配置问题研究
20
作者 王红梅 李宏博 李占山 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期444-448,共5页
基于约束的配置问题提出一种无回溯搜索算法,通过弧相容技术将所有不相容的值删除,指导用户进行产品配置,并对其正确性进行了证明.探讨了将目前两种主流计算冲突解释方法应用到无环配置问题的可行性.
关键词 约束满足问题 配置问题 模型正确性 弧相容 解释
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