Solving Chinese Postman Problem on Time Varying Network with Timed Automata

Abstract

基于时间自动机理论,提出了时间窗、时间依赖服务代价以及时间依赖旅行时间这3 类时变网络中国邮路问题的统一建模的语义模型和求解方法.首先,将中国邮路问题可行解条件和时变参数与时间自动机联系起来,建立了3 类问题的统一时间自动机系统(timed automata system,简称TAS)模型;然后,将时变网络中国邮路问题归结为TAS 模型上的一系列可达性判定问题,并利用形式化验证算法给出了有效的求解方法.由于TAS 模型中存在<em>O</em>(|<em>A</em>|+|<em>A_R</em>|+1)个时间自动机,限制了问题求解规模.为此,通过扩展时间自动机语义,提出了TAS 模型中的时间自动机合并策略,进而将TAS 模型转换为一个广义时间自动机(GTA)模型.基于GTA 模型,利用UPPAAL 工具对9 组、共54 个随机算例进行实验.实验结果表明,该方法在求解精度上明显优于运筹学领域的方法.