New Hierarchies, Cutting Planes, and Algorithms for Mixed Integer Optimization

用于混合整数优化的新层次结构、割平面和算法

基本信息

  • 批准号:
    1913294
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-08-01 至 2020-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Mathematical optimization problems arise in many applications in diverse fields in science and engineering. A large portion of these problems require discrete decisions to be made, where some of the unknowns are restricted to take only integer values. There continues to be a pressing need to further improve the performance of the state-of-the-art for solving mixed integer problems, especially when the unknowns in the problem are constrained through nonlinear relationships. This research project develops new mathematics for optimizing mixed integer problems. The overall impact will be visible through the implementation of new and sophisticated algorithms for solving these problems. An auxiliary algorithm will be developed to aid our main algorithm and it will also be applicable to optimization in decision theory, game theory, and cryptography. The algorithms will be empirically tested on benchmark problems, and used to solve an application in oil and gas industry and a fundamental problem in statistical learning that is widely-used for predictive analytics. Research from this project will be integrated into classroom through the development of a new graduate course that teaches algebraic and combinatorial methods in discrete optimization. The award will provide support for graduate student training through research.The primary research objective of this project in computational mathematics is to derive novel polyhedral relaxations for the feasible regions of mixed integer problems (MIPs) through an innovative interpretation of discrete feasible regions arising from ordered sets of integral vectors under some monomial ordering. The research activities involve developing a rich body of knowledge about cutting planes, valid inequalities, and polyhedral relaxations for MIPs, approximation algorithms for MIPs, and using discretization methods to efficiently approximate MIPs with polynomial constraints. Thus, this project will establish new connections between computational algebra, combinatorics, and mathematical optimization. One of our methods for generating cutting planes using a monomial order generalizes and strengthens the cutting planes derived from the well-known split disjunctions. The theory we develop does not depend explicitly on the algebraic representation of the feasible set, therefore making it applicable to all classes of MIP and presenting a very different approach than many of the existing studies that explicitly depend on the linearity of the constraints.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
数学优化问题在科学和工程领域的许多应用中都出现。这些问题的很大一部分需要做出离散决策,其中一些未知数仅限于仅采用整数值。仍然需要迫切需要进一步提高解决混合整数问题的最先进的性能,尤其是当问题中的未知数通过非线性关系限制时。该研究项目开发了用于优化混合整数问题的新数学。通过实施新的和复杂的算法来解决这些问题,将可见整体影响。将开发一种辅助算法来帮助我们的主要算法,它也适用于决策理论,游戏理论和密码学中的优化。该算法将在基准问题上进行经验测试,并用于解决石油和天然气行业的应用以及统计学习中的基本问题,该问题广泛用于预测分析。该项目的研究将通过开发新的研究生课程来整合到课堂中,该课程在离散优化方面教授代数和组合方法。该奖项将通过研究为研究生培训提供支持。该项目在计算数学方面的主要研究目标是通过对可行整体问题(MIP)的可行区域(MIP)的可行区域来获得新颖的多面性放松。在某些单一顺序下的积分向量集。研究活动涉及开发有关切割平面,有效的不平等和MIP的多面体放松的丰富知识,MIPS的近似算法以及使用离散化方法有效地近似于具有多项式约束的MIP。因此,该项目将在计算代数,组合学和数学优化之间建立新的联系。我们使用单次订单生成切割平面的方法之一将概括并加强源自众所周知的拆分析取的切割平面。我们开发的理论并不明确取决于可行集合的代数表示,因此使其适用于所有类别的MIP,并且与许多明确取决于约束的现有研究非常不同的方法。反映了NSF的法定任务,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准来评估值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Akshay Gupte其他文献

Computing the Edge Expansion of a Graph Using Semidefinite Programming
使用半定规划计算图的边展开
  • DOI:
    10.1007/978-3-031-60924-4_9
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Akshay Gupte;Melanie Siebenhofer;Angelika Wiegele
  • 通讯作者:
    Angelika Wiegele
Multilinear Formulations for Computing a Nash Equilibrium of Multi-Player Games
用于计算多人博弈纳什均衡的多线性公式
  • DOI:
    10.4230/lipics.sea.2023.12
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Miriam Fischer;Akshay Gupte
  • 通讯作者:
    Akshay Gupte

Akshay Gupte的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Akshay Gupte', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: 2018 Mixed Integer Programming Workshop Poster Session, Greenville, South Carolina, June 18-21, 2018
协作研究:2018 年混合整数编程研讨会海报会议,南卡罗来纳州格林维尔,2018 年 6 月 18 日至 21 日
  • 批准号:
    1841292
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

串行多层次多平台混凝土结构地震损伤评估方法研究
  • 批准号:
    52378530
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
主族非金属二维光解水催化剂的多层次结构设计与性质研究
  • 批准号:
    22372142
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
员工算法规避行为的内涵结构、量表开发及多层次影响机制:基于大(小)数据研究方法整合视角
  • 批准号:
    72372021
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    面上项目
个体精神压力重塑肿瘤干细胞微环境结构的跨层次信号模式调控机制
  • 批准号:
    82341020
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    150 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
少监督下的跨层次语言结构建模及表征学习研究
  • 批准号:
    62306216
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: Constraining the Role of the Antarctic Slope Current on Tracer Exchange at the Antarctic Margin using Model Hierarchies
合作研究:利用模型层次结构约束南极坡流对南极边缘示踪剂交换的作用
  • 批准号:
    2319828
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Constraining the Role of the Antarctic Slope Current on Tracer Exchange at the Antarctic Margin using Model Hierarchies
合作研究:利用模型层次结构约束南极坡流对南极边缘示踪剂交换的作用
  • 批准号:
    2319829
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Elucidation of Characteristics and Functions of Rituals of Japanese New Religions : To Reconsider Their Worldviews and Hierarchies
日本新宗教仪式的特征和功能的阐释:重新考虑他们的世界观和等级制度
  • 批准号:
    22KJ1273
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Cultural Hierarchies in Health: Does inherited sociocultural position (biraderi) shape diet and nutrition among British Pakistani children?
健康中的文化等级:继承的社会文化地位(biraderi)是否影响了英属巴基斯坦儿童的饮食和营养?
  • 批准号:
    ES/X012816/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Research Grant
'RITUAL FRACTURE': DISMANTLING PATRIARCHAL HIERARCHIES THROUGH A QUEER, ANTI-CASTE, ECOFEMINIST RITUAL POETICS
“仪式断裂”:通过酷儿、反种姓、生态女性主义的仪式诗学来瓦解父权等级制度
  • 批准号:
    2891647
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了