Publication Date:
2014-02-27
Description:
Gegeben sei ein Graph $G=(V,E)$ mit positiven Kantenkapazitäten $c_e$ und Knotenmengen $T_1,\ldots,T_N$. Das Steinerbaumpackungs-Problem besteht darin, Kantenmengen $S_1,\ldots,S_N$ zu finden, so da\ss\ jedes $S_k$ die Knoten aus $T_k$ verbindet und jede Kante $e$ in höchstens $c_e$ Kantenmengen aus $S_1,\ldots,S_N$ vorkommt. Eine zulässige Lösung dieses Problems nennen wir eine Steinerbaumpackung. Ist zusätzlich eine Gewichtung der Kanten gegeben und nach einer bezüglich dieser Gewichtung minimalen Steinerbaumpackung gesucht, so sprechen wir vom gewichteten Steinerbaumpackungs-Problem. Die Motivation zum Studium dieses Problems kommt aus dem Entwurf elektronischer Schaltungen. Ein dort auftretendes Teilproblem ist das sogenannte Verdrahtungsproblem, das im wesentlichen darin besteht, gegebene Punktmengen unter bestimmten Nebenbedingungen und Optimalitätskriterien auf einer Grundfläche zu verbinden. Wir studieren das Steinerbaumpackungs-Problem aus polyedrischer Sicht und definieren ein Polyeder, dessen Ecken genau den Steinerbaumpackungen entsprechen. Anschlie\ss end versuchen wir, dieses Polyeder durch gute'' beziehungsweise facetten-definierenden Ungleichungen zu beschreiben. Basierend auf diesen Ungleichungen entwickeln wir ein Schnittebenenverfahren. Die Lösung des Schnittebenenverfahrens liefert eine untere Schranke für die Optimallösung und dient als Grundlage für die Entwicklung guter Primalheuristiken. Wir haben das von uns implementierte Schnittebenenverfahren an einem Spezialfall des Verdrahtungsproblems, dem sogenannten Switchbox-Verdrahtungsproblem, getestet und vielversprechende Ergebnisse erzielt.
Keywords:
ddc:000
Language:
German
Type:
doctoralthesis
,
doc-type:doctoralThesis
Format:
application/pdf
