Generic hybrid algorithms for solving constraint satisfaction problems

Hervé Deleau; Jin-Kao Hao; Frédéric Saubion

RAIRO - Operations Research (2010)

  • Volume: 39, Issue: 2, page 87-103
  • ISSN: 0399-0559

Abstract

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In this paper, we present a generic hybrid algorithm for combining complete (constraint programming) and incomplete (local search) methods in order to solve constraint satisfaction problems. This algorithmic scheme uses constraint propagation techniques and local search heuristics over populations. The structures involved provide an harmonious interaction between the different methods, and also benefit from the respective methods' assets. We propose various combination strategies and emphasize their interest on some examples which are solved by means of an implementation.

How to cite

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Deleau, Hervé, Hao, Jin-Kao, and Saubion, Frédéric. "Algorithmes hybrides génériques pour la résolution de problèmes de satisfaction de contraintes." RAIRO - Operations Research 39.2 (2010): 87-103. <http://eudml.org/doc/105327>.

@article{Deleau2010,
abstract = { Nous présentons dans cet article un algorithme générique hybride permettant de combiner des méthodes complètes (programmation par contraintes) et incomplètes (recherche locale) pour la résolution de problèmes de satisfaction de contraintes. Ce schéma algorithmique basé sur la gestion de populations, utilise des techniques de propagation de contraintes intégrant également des heuristiques de recherche locale. Les structures utilisées autorisent une interaction homogène entre les différentes méthodes mises en œuvre et permettent également de bénéficier de leurs atouts respectifs. Nous proposons alors diverses stratégies de combinaisons dont nous mettons en avant l'intérêt sur quelques exemples par le biais d'une implémentation. },
author = {Deleau, Hervé, Hao, Jin-Kao, Saubion, Frédéric},
journal = {RAIRO - Operations Research},
keywords = {Satisfaction de contraintes; propagation de contraintes; méthodes de recherche hybride.},
language = {fre},
month = {3},
number = {2},
pages = {87-103},
publisher = {EDP Sciences},
title = {Algorithmes hybrides génériques pour la résolution de problèmes de satisfaction de contraintes},
url = {http://eudml.org/doc/105327},
volume = {39},
year = {2010},
}

TY - JOUR
AU - Deleau, Hervé
AU - Hao, Jin-Kao
AU - Saubion, Frédéric
TI - Algorithmes hybrides génériques pour la résolution de problèmes de satisfaction de contraintes
JO - RAIRO - Operations Research
DA - 2010/3//
PB - EDP Sciences
VL - 39
IS - 2
SP - 87
EP - 103
AB - Nous présentons dans cet article un algorithme générique hybride permettant de combiner des méthodes complètes (programmation par contraintes) et incomplètes (recherche locale) pour la résolution de problèmes de satisfaction de contraintes. Ce schéma algorithmique basé sur la gestion de populations, utilise des techniques de propagation de contraintes intégrant également des heuristiques de recherche locale. Les structures utilisées autorisent une interaction homogène entre les différentes méthodes mises en œuvre et permettent également de bénéficier de leurs atouts respectifs. Nous proposons alors diverses stratégies de combinaisons dont nous mettons en avant l'intérêt sur quelques exemples par le biais d'une implémentation.
LA - fre
KW - Satisfaction de contraintes; propagation de contraintes; méthodes de recherche hybride.
UR - http://eudml.org/doc/105327
ER -

References

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  1. E. Aarts and J.K. Lenstra, editors. Local Search in Combinatorial Optimization. John Wiley and Sons (1997).  Zbl0869.00019
  2. A. Aggoun and N. Beldiceanu, Extending chip in order to solve complex scheduling problems. J. Math. Comput. Modelling17 (1993) 57–73.  
  3. K. Apt, From chaotic iteration to constraint propagation, in 24th International Colloquium on Automata, Languages and Programming (ICALP '97), Springer. Lect. Notes Comput. Sci.1256 (1997) 36–55. Invited lecture.  
  4. N. Beldiceanu and E. Contejean, Introducing global constraints in chip. J. Math. Comput. Modelling20 (1994) 97–123.  Zbl0816.68048
  5. F. Benhamou, Heterogeneous constraint solving, in Proceedings of the Fifth international conference on algebraic and logic programming, ALP'96, Springer. Lect. Notes Comput. Sci1256 (1996) 62–76.  
  6. M. Clergue, J.K. Hao and F. Saubion, A chessboard coloring problem revisited, in Proceedings of the 7th Workshop on Practical Solving of NP-complete Problems (JNPC01), Toulouse (2001).  
  7. F. Focacci, F. Laburthe, and A. Lodi, Local search and constraint programming, in Handbook of Metaheuristics, edited by F. Glover and G. Kochenberger, Kluwer (2002).  Zbl1137.90729
  8. I. Gent, T. Walsh and B. Selman, , funded by the UK Network of Constraints.  URIhttp://www.4c.ucc.ie/~tw/csplib/
  9. F. Glover and M. Laguna, Tabu Search. Kluwer Academic Publishers (1997).  
  10. P. Van Hentenryck, Constraint Satisfaction in Logic Programming. MIT Press (1989).  
  11. J.H. Holland, Adaptation in Natural and Artificial Systems. U. of Michigan Press (1975).  
  12. N. Jussien and O. Lhomme, Local search with constraint propagation and conflict-based heuristics. Artif. Intell.139 (2002) 21–45.  Zbl1015.68056
  13. N. Jussien and O. Lhomme, Vers une unification des algorithmes de résolution de csp, in 8e Journées nationales sur la résolution pratique de problèmes NP-complets (JNPC'02) (2002) 155–168.  
  14. A. Mackworth, Encyclopedia on Artificial Intelligence, chapter Constraint Satisfaction. John Wiley (1987).  
  15. C.T. Maravelias and I.E. Grossmann, Using milp and cp for the scheduling of batch chemical processes. Integration of AI and OR Techniques in Constraint Programming for Combinatorial Optimization Problems, Spinger. Lect. Notes Comput. Sci.3011 (2004) 1–20.  Zbl1094.90559
  16. K. Mariott and P. Stuckey, Programming with Constraints, An introduction. MIT Press (1998).  
  17. R. Mohr and T.C. Henderson, Arc and path consistency revisited. Artif. Intell.28 (1986) 225–233.  
  18. G. Pesant and M. Gendreau, A view of local search in constraint programming, in Proc. of the Second International Conference on Principles and Practice of Constraint Programming, edited by E. Freuder, Springer. Lect. Notes Comput. Sci.1118 (1996) 353–366.  
  19. S. Prestwich, A hybrid search architecture applied to hard random 3-sat and low-autocorrelation binary sequences, in Principles and Practice of Constraint Programming - CP 2000 edited by R. Dechter, Springer. Lect. Notes Comput. Sci.1894 (2000) 337–352.  Zbl1044.68789
  20. J.C. Régin, A filtering algorithm for constraint of difference in csps, in National Conference of Artificial Intelligence (1994) 362–367.  
  21. P. Shaw, Using constraint programming and local search methods to solve vehicle routing problems, in Principles and Practice of Constraint Programming - CP98, Springer. Lect. Notes Comput. Sci.1520 (1998) 417–431.  
  22. E. Tsang, Foundations of Constraint Satisfaction. Academic Press, London (1993).  
  23. M. Vasquez and A. Dupont, Filtrage par arc-consistance et recherche tabou pour l'allocation de fréquence avec polarisation, in Actes des JNPC 2002 (2002).  

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