网络设计中的负载均衡问题

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11301466
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0406.离散优化
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Network design problem satisfying the given connectivity requirements is an important problem in combinatorial optimization. In general graph, the network design problem under the objective of minimizing the maximum load is NP-hard, where the load of a vertex is the norm of the vector which is equal to the sum of the weighted vectors of the edges adjacent to it. In this project, we will consider this problem on special graphs including series-parallel graph, Halin graph, cubic graph and directed acyclic graph. We will analysis its computational complexity and present optimal algorithms or approximation algirhtms whose running time is polynomial. Also, we will study the fixed parameter cases, and present some fixed parameter optimal algorithms when the treewidth, maximum degree or optimal value is fixed. The problem of embedding a weighted hypergraph in a cycle is NP-hard and can be approximated within 1.5. We will study a generalized version, where each hyperedge has a weighted vector and the load of a link in the cycle is the norm of the vector which is the sum of the vectors of the hyperedges whose embedding use it. We will construct a mathematical programming for this problem to design a polynomial time algorithm with good approximation ratio. The idea of the algorithm will be extended to the related optimization problems.
满足连通性需求的网络设计问题是组合最优化领域重要的问题之一。 在一般图上,以最小化最大顶点负载为目标函数的此类问题是NP困难的, 这里顶点负载定义为与之关联的边的负载向量之和的范数。本项目拟考虑特殊图(如系列平行图、哈林图、立方图和无圈图等)上的情形,分析其计算复杂性并给出多项式时间最优算法或近似算法。同时,考虑固定参数的情形,拟给在树宽、最大度和最优值为固定参数时的最优算法。 环上赋权有向超图嵌入问题是NP-难的并存在一个1.5-近似算法。本项目还打算研究一个推广的环上赋权超图嵌入问题, 即每条超边赋有一个k-维的权重向量, 环中的连接边的负载定义为用过该连接边的超边的权重向量之和的范数。拟建立此问题的数学规划模型,并给出近似比较好的多项式时间算法,并将算法思想应用到相关优化问题中去。

结项摘要

网络设计和负载均衡问题是组合最优化领域重要的基本问题。给定一个网络,负载通常定义在边或点上,如何实现点或边上的负载均衡是许多应用领域(如资源调度)关注的主要问题之一。由于一般网络中的负载均衡问题难以得到近似性能较好的算法,本项目主要考虑二部图、环和路等特殊网络中的负载均衡问题。项目中结合了网络结构和调度理论提出了一系列新的数学模型,利用复杂性理论分析问题的计算困难性,采用数学规划、图论或概率论等工具设计相关优化问题的多项式时间最优算法、近似算法或随机算法。取得了若干具有重要意义的科研成果,达到了预期目标。目前,已正式发表9篇期刊论文和6篇会议论文。项目组中有2名成员顺利取得博士学位,目前还有2名博士研究生和2名硕士研究生在读。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(0)
异构云系统中基于智能优化算法的多维资源公平分配
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘曦;张潇璐;张学杰
  • 通讯作者:
    张学杰
l_p范数下具有等级约束的负载均衡问题
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机科学与探索
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李伟东;李陈筠然;李建平
  • 通讯作者:
    李建平
The prize-collecting call control problem on weighted lines and rings
加权线和环上的收奖呼叫控制问题
  • DOI:
    10.1051/ro/2015010
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    RAIRO Operations Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Weidong Li;Jianping Li;Li Guan;Yaomin Shi
  • 通讯作者:
    Yaomin Shi
Dynamic fair allocation of multiple resources with bounded number of tasks in cloud computing systems
云计算系统中任务数量有限的多种资源的动态公平分配
  • DOI:
    10.3233/mgs-150238
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    Multi Agent and Grid Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li;Weidong;Liu;Xi;Zhang;Xiaolu;Zhang;Xuejie
  • 通讯作者:
    Xuejie
Approximation algorithms for the ring loading problem with penalty cost
具有惩罚成本的环加载问题的近似算法
  • DOI:
    10.1016/j.ipl.2013.08.004
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Information Processing Letters
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    *Weidong Li, Jianping Li;Li Guan
  • 通讯作者:
    Li Guan

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其他文献

新石器时代中晚期黄河流域陶衣技术的发展研究
  • DOI:
    10.16143/j.cnki.1001-9928.2017.02.006
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    华夏考古
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    鲁晓珂;方燕明;李伟东;李新伟
  • 通讯作者:
    李新伟
三维非平稳V2V信道建模及统计特性研究
  • DOI:
    10.14183/j.cnki.1005-6122.201906015
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    微波学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李伟东;陈小敏;王梅;朱秋明;陈兵
  • 通讯作者:
    陈兵
基于“离位”增韧技术Z向注射RTM成型的浸润研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    材料工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董抒华;李伟东;丁妍羽;贾玉玺;刘刚;魏春城
  • 通讯作者:
    魏春城
单轴压缩下相似材料煤样破裂过程研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    矿业研究与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱昌星;安烨明;李伟东
  • 通讯作者:
    李伟东
浸润性T淋巴细胞及Th细胞因子在不同类型乳腺癌中的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《中华乳腺病杂志》
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘冰冰;刘芳芳;徐新生;李伟东;郭晓静
  • 通讯作者:
    郭晓静

其他文献

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李伟东的其他基金

云边协同计算环境中的两类新型组合最优化问题
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目
广义的支配资源公平分配机制及其组合算法
  • 批准号:
    61662088
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    39.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
环上带惩罚费用的负载问题
  • 批准号:
    11126315
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    3.0 万元
  • 项目类别:
    数学天元基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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