Effective resistance, which originates from the field of circuits analysis, is an important graph distance in spectral graph theory. It has found numerous applications in various areas, such as graph data mining, spectral graph sparsification, circuits simulation, etc. However, computing effective resistances accurately can be intractable and we still lack efficient methods for estimating effective resistances on large graphs. In this work, we propose an efficient algorithm to compute effective resistances on general weighted graphs, based on a sparse approximate inverse technique. Compared with a recent competitor, the proposed algorithm shows several hundreds of speedups and also one to two orders of magnitude improvement in the accuracy of results. Incorporating the proposed algorithm with the graph sparsification based power grid (PG) reduction framework, we develop a fast PG reduction method, which achieves an average 6.4X speedup in the reduction time without loss of reduction accuracy. In the applications of power grid transient analysis and DC incremental analysis, the proposed method enables 1.7X and 2.5X speedup of overall time compared to using the PG reduction based on accurate effective resistances, without increase in the error of solution.


翻译:有效抗力来自电路分析领域,是光谱图理论中一个重要的图形距离,在各个领域发现许多应用,如图形数据挖掘、光谱图透析、电路模拟等。然而,计算有效抗力的准确性可能是棘手的,我们仍缺乏估计大图有效抗力的有效方法。在这项工作中,我们提出了一个高效的算法,根据微弱的近似反向技术,计算一般加权图的有效抗力。与最近的竞争者相比,提议的算法显示,在结果准确性方面有数百个加速度,还有一至两个数量级的改进。将拟议的算法与基于图形抽电网(PG)的缩小框架结合起来,我们开发了一个快速的PG减排方法,在不降低准确性的情况下平均加速6.4X的缩短时间。在应用电网瞬间分析和DC增量分析中,拟议的方法使得总时间的1.7X和2.5X加速度与使用基于准确有效抗力的PG的减少值,而没有增加解决方案的错误。</s>

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