Algorithm selection is a well-known problem where researchers investigate how to construct useful features representing the problem instances and then apply feature-based machine learning models to predict which algorithm works best with the given instance. However, even for simple optimization problems such as Euclidean Traveling Salesman Problem (TSP), there lacks a general and effective feature representation for problem instances. The important features of TSP are relatively well understood in the literature, based on extensive domain knowledge and post-analysis of the solutions. In recent years, Convolutional Neural Network (CNN) has become a popular approach to select algorithms for TSP. Compared to traditional feature-based machine learning models, CNN has an automatic feature-learning ability and demands less domain expertise. However, it is still required to generate intermediate representations, i.e., multiple images to represent TSP instances first. In this paper, we revisit the algorithm selection problem for TSP, and propose a novel Graph Neural Network (GNN), called GINES. GINES takes the coordinates of cities and distances between cities as input. It is composed of a new message-passing mechanism and a local neighborhood feature extractor to learn spatial information of TSP instances. We evaluate GINES on two benchmark datasets. The results show that GINES outperforms CNN and the original GINE models. It is better than the traditional handcrafted feature-based approach on one dataset. The code and dataset will be released in the final version of this paper.


翻译:ALgorithm 选择是一个众所周知的问题,研究人员调查如何构建能代表问题实例的有用特征,然后运用基于地貌的机器学习模型来预测哪种算法对特定实例最有效。然而,即使对像Euclidean Traveling Salesman问题(TSP)这样的简单优化问题来说,对于问题实例来说,也缺乏一般和有效的特征代表。TSP的重要特征在文献中相对得到了很好的理解,其基础是广泛的领域知识和对解决方案的分析。近年来,Culvaulal Neal网络(CNN)已成为一种为TSP选择算法的流行方法。与传统的基于地貌的机器学习模型相比,CNNN有自动的地貌学习能力,对域内专门知识的要求较少。然而,仍然需要生成中间的表达,即首先代表TSP实例的多重图像。在本文件中,我们重新研究TSP的算法选择问题,并提议一个新的Gimal Neural网络(GINES),称为GINES。GENES将城市之间的坐标和距离作为输入。它是由一个新的信件传递的纸质传输机制和当地地貌地貌地貌地貌数据提取GISSISSIS Steasm Stue 的模型,它将在GIISF 上学习一种空间数据模型上的一项结果。

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