随机组合优化算法与复杂性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61772297
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0201.计算机科学的基础理论
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Stochastic optimization has established itself as a major method to handle uncertainty in various optimization problems, by modeling the uncertainty by a probability distribution over possible realizations. Traditionally, the main focus in stochastic optimization has been various stochastic mathematical programming. Motivated by the need of handling uncertian data and various applications from online advertisement, sensor networks, scheduling and so on, there has been a surge of interest in stochastic combinatorial optimization problems in recent years from the theoretical computer science community. In this project, we aim to study stochastic versions of classical combinatorial optimization problems. Since most problems in this domain are NP-hard (or #P-hard, or even PSPACE-hard), we focus on the results which provide polynomial time approximation algorithms, with provable approximation guarantees. We focus on some important and representative problems in this domain such as 2-stage stochastic optimization model, stochastic geometric optimization, stochastic knapsack, stochastic matching, multi-armed bandit etc. The goal of the project is to develop new mathematical and algorithmic techniques, and to use them to provide new reductions for proving computational hardness, improve existing approximation results and design new approximation algorithms for existing and new stochastic combinatorial optimization problems.
随机优化是处理非确定情况下的优化问题的主要方法。其主要是以概率论为基础,用概率分布去描述非确定情况下发生不同事件的可能性。传统随机优化的主要研究内容是随机数学规划,如线性规划,凸规划等。但近年来,很多需要解决的组合优化问题应用领域中自然产生了大规模非确定数据,如在线广告分配,无线传感器网络等,因此,随机组合优化问题引起了理论计算机科学界的广泛关注。随机组合优化问题大部分都是NP-hard(甚至是#P-hard或PSPACE-hard)。.本项目计划重点研究随机组合优化问题的复杂性,多项式时间近似算法,和不可近似性,特别是对于该领域中几个有代表性的问题,如双阶段随机优化模型,随机几何优化问题,随机背包问题,随机匹配问题,多臂老虎机问题等。项目的研究目标是发展处理随机组合优化问题的新的数学和算法技术,并应用这些技术设计新的证明复杂性的规约,设计新的多项式时间近似算法和分析方法。

结项摘要

项目主要研究内容为随机组合优化问题。在随机组合优化问题中,概率分布和组合结构的相互作用使得多数随机组合优化问题是NP-Hard,甚至是#P-hard或PSPACE-hard 的。因此本项目主要目标是针对重要的随机组合优化问题设计有近似度保证的近似算法。项目结题主要成果包括:(1)提出了一大类随机优化问题的多项式时间近似方案(2)提出了基于傅里叶分析的随机组合优化问题的算法设计技术(3)针对随机连续优化,提出了非凸优化问题的方差缩减算法的一个分析,得到了有最优收敛速度(收敛到一阶局部最优点)(4)针对有转移概率的马尔可夫决策游戏,并首次得到了常数近似度的近似算法。项目还在机器学习理论领域取得若干成果。在本项目的资助下,共发表论文27篇,其中CCF-A类论文14篇。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(25)
专利数量(0)
Maximizing Expected Utility for Stochastic Combinatorial Optimization Problems
最大化随机组合优化问题的预期效用
  • DOI:
    10.1109/focs.2011.33
  • 发表时间:
    2010-12
  • 期刊:
    Mathematics of Operations Research
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Li Jian;Deshp;e Amol
  • 通讯作者:
    e Amol
Stochastic gradient Hamiltonian Monte Carlo with variance reduction for Bayesian inference
用于贝叶斯推理的方差减少的随机梯度哈密顿蒙特卡罗
  • DOI:
    10.1007/s10994-019-05825-y
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Machine Learning
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Li Zhize;Zhang Tianyi;Cheng Shuyu;Zhu Jun;Li Jian
  • 通讯作者:
    Li Jian

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其他文献

面向GF-5卫星高光谱传感器的浑浊水体叶绿素a浓度反演算法研究——以鄱阳湖为例
  • DOI:
    10.19603/j.cnki.1000-1190.2018.03.018
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    华中师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓实权;田礼乔;李建;陈晓玲;孙兆华;张琍;韦安娜
  • 通讯作者:
    韦安娜
热固性树脂固化过程热膨胀与收缩系数测量装置
  • DOI:
    10.19650/j.cnki.cjsi.j2109082
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    仪器仪表学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁群;冯喜平;张坤;李建;侯晓
  • 通讯作者:
    侯晓
耐铵型产琥珀酸放线杆菌的选育及铵离子对其生长代谢的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶贵子;黄秀梅;韦萍;陈可泉;姜岷;李建;奚永兰
  • 通讯作者:
    奚永兰
回转干馏炉内颗粒间传热特性的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王擎;李建;王智超;张立栋
  • 通讯作者:
    张立栋
锚杆与围岩相互作用的红外辐射定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程勘察·(8)·25-28,2006年3月
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭文奇*;张拥军;安里千;李建
  • 通讯作者:
    李建

其他文献

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李建的其他基金

无监督和半监督学习的算法基础
  • 批准号:
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无监督和半监督学习的算法基础
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    国际(地区)合作与交流项目
大规模概率数据的管理与查询优化
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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