4.5 DIMACS挑战赛
各领域的研究者都在热火朝天地寻找TSP路线,这种涉猎领域的广度虽然是TSP的优势,但是也曾导致人们对当时的技术水平认识不足。事实上,在20世纪80年代,《自然》杂志之类的顶尖科学期刊都曾刊载有关计算的论文,而文中描述的TSP题目仅包含三五十座城市,发表的结果也往往只是弱逼近。然而与此同时,LK算法已经可以保证在转瞬之间给出最优解,Martin Grötschel和Manfred Padberg也在用精确算法求解包含成百上千座城市的题目。
20世纪90年代,两大事件试图解决这种矛盾状况。第一件事是TSP 90大会,举办方是莱斯大学并行计算研究中心。来自世界各地的研究者济济一堂,既有精确算法方面的专家,如Grötschel和Padberg等人,也有研究寻找路线方法的课题组。TSP的测试题目数据库TSPLIB由德国海德堡大学的Gerhard Reinelt创建。它于1991年面世,就是这次大会的重要产物。TSPLIB数据库收集了来自学术界和工业界的逾百道TSP难题,为各地区各学科的研究人员提供了公共的试验台。1
1. http://comopt.ifi.uni-heidelberg.de/software/TSPLIB95/.
第二件则是DIMACS的“TSP挑战赛”(TSP Challenge),发起人是AT&T研究所的David S. Johnson。DIMACS全称为具体数学与理论计算机科学中心(Center for Discrete Mathematics and Theoretical Computer Science),坐落于罗格斯大学。20世纪90年代,该中心举办了一系列有关算法实现的挑战赛,其中最著名的就是TSP挑战赛。2
2. http://www2.research.att.com/∼dsj/chtsp/about.html.
图4-29 左图:Martin Grötschel、Gerhard Reinelt和Manfred Padberg;右图:Robert Tarjan、Dorothy Johnson、Al Aho和David Johnson
TSP挑战赛的一大目标是纵览TSP启发式算法领域技术发展水平的现状,描绘出可以再现的全景图。这样,以后的算法设计者就能很快自行判断,新算法与现有TSP启发式算法相比有何优劣之处。
DIMACS向全世界的寻找路线研究者发出了征集请求,并收到了130种不同的算法和程序实现,最后得到了两项重大成果:其一是一家网站,研究者可以在网上直接对比不同解法;其二则是一篇优秀的综述,作者是Johnson和另一位组织者Lyle McGeogh。3
3. Johnson, D. S., L. A. McGeogh. 2002. In: G. Gutin, A. Punnen, eds. The Traveling Salesman Problem and Its Variations. Kluwer, Boston, MA. 369–443.
Johnson在组织挑战赛方面付出了巨大的努力,他个人对于寻找路线的方法也做了详尽的计算研究。他的工作大大推动了算法工程的发展,决定了该领域的现状。2010年,他获得了美国计算机协会颁发的高德纳奖(Knuth Prize),获奖理由是他为算法理论分析与实验分析作出了杰出的贡献。他作为TSP研究的世界级领袖,这样的表彰当之无愧。