Abstract

The Interconnecting Highways problem is an abstract of many practical Layout Design problems in the areas of VLSI design, the optical and wired network design, and the planning for the road constructions. For the road constructions, the shortest-length road layouts that interconnect existing positions will provide many more economic benefits than others. That is, finding new road layouts to interconnect existing roads and cities over a wide area is an important issue. This paper addresses an approximation scheme that finds near optimal road layouts for the Interconnecting Highways problem which is NP-hard. As long as computational resources are provided, the near optimality can be acquired asymptotically. This implies that the result of the scheme can be regarded as the optimal solution for the problem in practice. While other approximation schemes can be made for the problem, this proposed scheme provides a big merit that the algorithm designed by this scheme fits well to given problem instances.

고속도로 연결문제(Interconnecting Highways problem)는 VLSI 설계, 광 또는 유선 네트워크의 설계, 도로 건설 계획 등의 분야에서 도출되는 여러 가지 배치문제들을 대표하는 추상화 된 문제이다. 도로 건설에 있어 기존의 지점들을 가장 짧은 거리로 상호 연결하는 도로망은 다른 도로망들에 비해 경제적인 면에서 많은 이익을 가져다준다. 즉, 기존의 도로나 도시들을 상호 연결하는 새로운 도로망을 찾는 문제는 중요한 이슈가 된다. 본 논문에서는 NP-hard 문제인 고속도로 연결문제에 대해 '최적에 점근하는 결과치'를 내는 근사방법을 제안한다. 이 방법은 컴퓨팅 자원이 지원되는 한 최적치에 점근하는 근사-결과치를 구할 수 있도록 한다. 따라서 실제 응용에서는 제안된 근사방법에서 산출되는 근사치를 사실상의 최적치로 간주할 수 있게 된다. 선행연구에서의 근사방법과 달리 본 논문에서 제안된 방법은 주어진 문제 인스턴스의 속성에 부합하는 알고리즘을 만들어 낼 수 있도록 하는 큰 장점을 가진다.

Keywords

• Approximation algorithm;
• Approximation ratio;
• Error allowance;
• Polynomial time;
• Dynamic programming;
• PTAS(Polynomial Time Approximation Schemes)

• 근사 알고리즘;
• 근사 비율;
• 허용오차;
• 다항적-시간;
• 동적 프로그래밍;
• 다항적-시간 관사기법;