Blockvorlesung

Ausgewählte Kapitel aus der ganzzahligen Optimierung



Diese Vorlesung findet im WS 1999/2000 statt.

   * Inhalt der Vorlesung
   * Termine
   * Zielgruppe und Voraussetzungen
   * Anmeldung
   * Aktuelle Teilnehmerliste
   * Geplante Fortsetzung: Blockseminar Ganzzahlige Optimierung (28.-30. Januar 2000)


Inhalt

In vielen Wachstumsbranchen der Industrie wird moderne Mathematik als
Schlüsseltechnologie zur Lösung drängender Probleme angesehen. Insbesondere
Optimierung spielt hier eine zunehmend wichtige Rolle. In der geplanten
Blockveranstaltung wird dies am Beispiel der ganzzahligen Optimierung
demonstriert. Die Vorlesung führt in besonders interessante Anwendungsfelder
ein. Dazu zählen:

   * Transport und Verkehr (unter anderem Umlauf-, Fahrzeug- und
     Fahrereinsatzplanung im öffentlichen Nahverkehr)
   * Online-Optimierung (insbesondere bei innerbetrieblicher Logistik)
   * Telekommunikation (kostengünstiger Entwurf ausfallsicherer Netze,
     Frequenzzuweisung im Mobilfunk, etc.)

In der Vorlesung werden diese Problembereiche dargestellt und mathematisch
modelliert. Firmenbesuche werden den Einblick in die Praxis ergänzen.
Wichtigster Bestandteil der Vorlesung ist die Entwicklung der mathematischen
Theorien, auf denen die Methodik zur Lösung der Probleme beruht:

   * Lösen großer Linearer Programme (Spaltengenerierung, Pricing)
   * Polyedertheorie (Beweistechniken der polyedrischen Kombinatorik)
   * Allgemeine ganzzahlige Programme (Schnittebenen, Branch&Bound,
     Branch&Cut)
   * Graphentheorie (Zusammenhang, Stabile Mengen, Färbungen)
   * Online-Optimierung (Kompetitive Analyse, randomisierte Algorithmen,
     Stochastik)

Weiterhin werden für die Praxis wichtige Implementierungs- und
Simulationstechniken vorgestellt. Die Lösungsalgorithmen werden eingehend
besprochen. In den Übungen wird der Vorlesungsstoff vertieft; insbesondere
sollen hier auch Modellierungsaufgaben gelöst werden.

Termine

Vorlesung und Übungen sind in Form einer integrierten Blockveranstaltung
organisiert, die vom 11. bis 24. Oktober 1999 an 11 Tagen stattfindet.
 
Vorlesungen  11.-16. Oktober, 18. Oktober 1999  9:00-11:00 
21.-24. Oktober  14:00-17:00 
9:00-11:00 
14:00-17:00 
Übungen  11.-16. Oktober, 18. Oktober 1999  11:00-12:00 
17:00-18:00 
 21.-24. Oktober  11:00-12:00
17:00-18:00 
Besuch HHLA Hamburg 18. Oktober  ganztägig 
Besuch Herlitz AG  21. Oktober  nachmittags 
Vorlesungen und Übungen finden im Hörsaal des Konrad-Zuse-Zentrums für
Informationstechnik (ZIB) in der Takustraße 7, 14195 Berlin-Dahlem statt.

Anrechenbarkeit: 4+2 Semesterwochenstunden
Schein: Teilnahmebescheinigungen werden vergeben

Zielgruppe und Voraussetzungen

Die Veranstaltung richtet sich an Studenten der Mathematik und der Techno-
und Wirtschaftsmathematik, die Grundkenntnisse der Linearen und Ganzzahligen
Optimierung besitzen. Insbesondere ist an Studenten gedacht, die sich auf
eine Diplomarbeit oder eine Promotion in diesem Themenbereich vorbereiten
wollen. Diese Veranstaltung ist in Inhalt und Form ein Experiment. Falls
dieses sich bewährt, sollen in Zukunft ähnliche Veranstaltungen auch zu
anderen mathematischen Themenkreisen stattfinden und das übliche
Vorlesungsprogramm ergänzen.

Geplante Fortsetzung

Als Fortsetzung der Veranstaltung findet ein Blockseminar Ganzzahlige
Optimierung vom 28. bis 30. Januar 2000 statt. Themen hierzu werden nach
Beendigung der Blockvorlesung ausgegeben.

Eine Vorbesprechung findet am 8. Dezember 1999 um 15.45 Uhr im Raum MA 005 im Anschluß an die COMA-Vorlesung statt.
Geplante Themen:

Transport und Verkehr (TV)
     1. Asymmetrisches Travelling-Salesperson-Problem mit Zeitfenstern.
     2. Asymmetrisches Travelling-Salesperson-Problem mit Präzedenzen.
     3. Mehrgüterflüsse.
     4. Set-Partitioning und Spaltengenerierung.
 

Online-Optimierung (OO)
     1. Scheduling auf parallelen Maschinen im Sequenzmodell.
     2. Scheduling auf parallelen Maschinen im Zeitstempelmodell.
     3. Travelling-Salesperson-Problem.
     4. Auftragsannahme und Lieferterminzusage.
 

Telekommunikation (TK)
     1. Graphenfärbung.
     2. Frequenzzuweisung im Mobilfunk.
     3. k-Partitionierungsproblem und semidefinite Programmierung.
     4. Graphenzusammenhang und ausfallsichere Netze.


Zeitplanung der BLOCKVORLESUNG:

Morgens wurden zwei, nachmittags jeweils drei Zeitstunden Vorlesung
gehalten; morgens und nachmittags jeweils eine Zeitstunde
Übungen. Das grundsätzliche Ablaufschema:
 
 
morgens:  V   9 - 11 
UE 11 - 12 
nachmittags:  V  13:30 - 16:30 
UE 16:30 - 17:30 
 

wurde jedoch "dynamisch" dem jeweiligen Thema angepasst, Übungen
wurden also dann eingeschoben, wenn ein Themenkreis abgeschlossen
war oder es aus anderen Gründen sinnvoll erschien.


 Inhaltsübersicht

 
Kapitel 0:  Modellierung praktischer Probleme: allgemeine Bemerkungen

Kapitel 1: Transport und Verkehr

             Themenkreis 1.1: praktisches Problem: Rufbussysteme
                 mathematische Probleme: Set Packing/stabile Mengen,
                 polyedrische Kombinatorik, perfekte Graphen
            Themenkreis 1.2: praktisches Problem: Dienstplanung
                 mathematische Probleme: Set-Partitioning und -Covering
            Themenkreis 1.3: praktisches Problem: Umlaufplanung
                 mathematische Probleme: Netzwerkfluss-Theorie,
                 Mehrgüter-Flüsse

Kapitel 2: Online-Optimierung
 
            Themenkreis 2.1: Einführung in die kompetitive Analyse, k
                lassische Beispiele
            Themenkreis 2.2: Fortgeschrittene Analysemethoden:
                Access-Graph-modell, Amortisierte Analyse, Approximation
                metrischer  Räume 
            Themenkreis 2.3: Schwierige Problemklassen:
                Online-Netzwerk-Routing, Scheduling, kantendisjunkte Wege
            Themenkreis 2.4: Zeitstempelmodell: Dial-a-Ride-Probleme
                Themenkreis 2.5: Vertretbare Belastung
            Themenkreis 2.6: Diskrete ereignisbasierte Simulation
            Themenkreis 2.7: praktische Projekte

Kapitel 3: Steuerung von CNC-Maschinen

            Themenkreis 3.1: praktisches Problem: Steuerung eines Leiterplatten-
                 Bohrautomaten
                 mathematisches Problem: symmetrisches Travelling-
                 Salesman-Problem
            Themenkreis 3.2: praktisches Problem: Steuerung von Laser-
                 Zeichengeräten
                 mathematische Probleme: symmetrisches TSP und
                 Rural-Postman-Problem
            Themenkreis 3.3: praktisches Problem: Umrüstzeitenminimierung für
                 Rotationsdruckmaschinen
                 mathematisches Problem: k-TSP

Kapitel 4: Telekommunikation

            Themenkreis 4.1: Allgemeine Übersicht über mathematische Probleme
                 in der Telekommunikation insbesondere im Mobilfunk
             Themenkreis 4.2: praktisches Problem: Frequenzplanung im Mobilfunk
                 mathematische Probleme: Knotenfärbung in Graphen,
                 Listen- und T-Färbungsprobleme, einbettbare Graphen
            Themenkreis 4.3: praktisches Problem: kostengünstiger Entwurf
                 ausfallsicherer Telekommunikationsnetze
                 mathematische Probleme: kürzeste Wege mit Nebenbedingungen,
                 aufspannende Bäume, allgemeine Zusammenhangsprobleme in
                 Graphen, Matching- und Matroidtheorie, Packen von
                 Arboreszenzflüssen

 



 Ablauf der Vorlesung im Detail:

 
Montag, 11. Oktober 1999:
 
V  morgens:

Kapitel 0:  Modellierung praktischer Probleme: allgemeine Bemerkungen

Wie modelliert man praktische Probleme in Transport und Verkehr
als ganzzahlige Optimierungsprobleme? Vortrag anhand des
"Alcuin-Papers (SC 95-27). Dabei werden diskutiert:
  - verschiedene Modellierungen
  - verschiedene Zielfunktionen
  - Die Programme PORTA (Berechnung verschiedener Darstellungen
    von Polyedern) und CPLEX (LP-Löser) werden vorgeführt
    (durch Ralph Borndörfer)
 

UE morgens: Modellierung eines weiteren Alcuin-Problems
            (durch Diana Poensgen)

V nachmittags:

Kapitel 1: Transport und Verkehr

Themenkreis 1.1: praktisches Problem: Rufbussysteme
                 mathematische Probleme: Set Packing/stabile Mengen,
                 polyedrische Kombinatorik, perfekte Graphen

  Optimierung des Anrufsammeltaxi-Systems in Passau

Telebus: Das praktische Probleme, organisatorische Aufgaben
           soziales und politisches Umfeld,
           mathematische Modellierung
  Einführung von:
    Set Partitioning
    Set Packing
    Set Covering
  Das Stabile-Mengen-Polytop (Facetten, Separierungsverfahren)

UE nachmittags: Vorlesung weitergeführt

 
Dienstag, 12. Oktober 1999:
 
V morgens:

  Der polyedrische Ansatz zur Lösung des Stabile-Mengen-Problems
  Perfekte Graphen: Charakterisierungen, Beispiele
           Orthonormale Repräsentationen von Graphen und
           orthonormal representation constraints
  Die Primal-Duale Gleichungs- und Ungleichungskette für das
  gewichtete Stabile-Mengen-Problem und das gewichtete
  Cliquenüberdeckungsproblem
  Stabile Mengen und Blockcodes
 

UE morgens (Annegret Wagler):

  Klassen verschiedener perfekter Graphen (bipartite Graphen, Intervallgraphen
  Anwendungen der Sätze von König zu bipartiten Graphen und des Satzes
  von Dillworth, totale Unimodularität von Matrizen mit der consecutive-
  ones property)
  minimal und kritisch imperfekte Graphen

V  nachmittags:

Themenkreis 1.2: praktisches Problem: Dienstplanung
                 mathematische Probleme: Set-Partitioning und -Covering

  Dienstplanung als Set Partitioning mit Nebenbedingungen
  Darstellung des Projektes mit IVU, HanseCom und BVG

 
UE nachmittags (Birgit Grohe):

Algorithmus von Wedelin und Varianten (Heuristiken für große
Set-Partitioning-Probleme)

 
Mittwoch, 13. Oktober 1999:
 
V morgens:

  Beweistechniken der polyedrischen Kombinatorik:
  Dimensionsbeweise, Facettenbeweise, Vollständigkeitsbeweise,
  vorgeführt anhand von Matroidpolytopen, Stabile-Mengen-Polytopen
  und dem Travelling-Salesman-Polytop
 
Themenkreis 1.3: praktisches Problem: Umlaufplanung
                 mathematische Probleme: Netzwerkfluss-Theorie,
                 Mehrgüter-Flüsse
 
  Übersicht über Netzwerkfluss-Theorie: maximale Flüsse,
  Max-Flow Min-Cut Theorem, Totale Unimodularität der
  zugehörigen Matrix, Flüsse mit minimalen Kosten,
  Mehrgüter-Flüsse.
 

UE morgens:

  Napkin-Problem und Nurse-Problem, weitere Anwendungen
  der Fluss-Theorie (Sven Krumke)
 

V nachmittags:

Einführung in die Fahrzeugumlaufplanung im ÖPNV, Modellierung des
Busumlaufproblems bei der BVG, Darstellung des algorithmischen
Ansatzes, zugehörige Rechentechnik

Überblick: Mathematik und Transport (Basis: Engelberg-Paper,
SC 98-09)

 
UE nachmittags: Diskussion der mathematischen Modellierung
des Umlaufplanungsproblems
 
 

Donnerstag, 14. Oktober

V morgens:

Kapitel 2: Online-Optimierung

Themenkreis 2.1: Einführung in die kompetitive Analyse, klassische Beispiele

- kompetitive Analyse als Beurteilungswerkzeug für Online-Algorithmen,
Skirental-Problem: wie lange soll man Ski leihen, wann kaufen?
Paging: welche Seite soll bei einem Cache-Miss aus dem Cache entfernt werden
BahnCard-Problem: wann soll man eine BahnCard kaufen?

UE morgens:

- Online-Bin-Packing: FirstFit-Algorithmus, untere Schranken
- Page-Replication: Wann soll eine Datenbank (unter Kosten) in einem Computernetz an eine günstigere Stelle kopiert werden, um die
Zugriffskosten zu reduzieren?

V nachmittags:

Themenkreis 2.2: Fortgeschrittene Analysemethoden: Access-Graph-modell, Amortisierte Analyse, Approximation metrischer
Räume

- Paging: Algorithmen FIFO, LIFO, LRU (Least Recently Used), Kompetitivitätsresultate für Markierungsalgorithmen,
Access-Graph-Modell;
- k-Server-Problem: Welcher Server soll in einem metrischen Raum zu einer Serviceanforderung bewegt werden?
k-Server-Vermutung, Spezialfall reele Gerade

UE nachmittags:

- Anwendung Amortisierte Analyse: amortisierte Kosten von Stackoperationen
- Anwendung Approximation metrischer Räume: k-Server Problem auf einem Kreis.

Freitag, 15. Oktober

V morgens:

Kapitel 2: Online-Optimierung

Themenkreis 2.3: Schwierige Problemklassen: Online-Netzwerk-Routing, Scheduling

- Online-Netzwerk-Routing: Annahme oder Ablehnung von Routing-Anfragen unter der Annahme, daß eine Mindestbandbreite im
Netz zur Verfügung steht

UE morgens:

- Online-Parallel-Machine-Scheduling: Minimiere die Gesamtfertigstellungszeit durch online-Zuweisung von Jobs auf m parallele
identische Maschinen, Graham-Algorithmus, Albers-Algorithmus

V nachmittags:

Themenkreis 2.4: Zeitstempelmodell: Dial-a-Ride-Probleme (OLDARP)

- Aufträge erhalten Zeitstempel, der Online-Algorithmus darf Aufträge sammeln;
- OLDARP: In welcher Reihenfolge soll ein Transportfahrzeug Transportaufträge abarbeiten? Kapazität Eins, Minimierung der
Gesamtfertigstellungszeit, Algorithmen REPLAN, IGNORE.

UE nachmittags:

- Beweis: Algorithmus SMARTSTART ist 2-kompetitiv (bestmöglich)

Samstag, 16. Oktober

V morgens:

Themenkreis 2.5: Vertretbare Belastung

- OLDARP: Minimiere maximale Flußzeit, kompetitive Analyse liefert keine Information, Definition vertretbare Belastung, IGNORE
liefert beschränkte maximale Flußzeit

UE morgens:

- Beispiel mit unbeschränkter maximaler Flußzeit für REPLAN

V nachmittags:

Themenkreis 2.6: Diskrete ereignisbasierte Simulation (DES)

- Vorführung Fahrstuhlsimulation
- Struktur von DES-Programmen

Themenkreis 2.7: praktische Projekte

- Leerfahrtminimale Steuerung von Regalbediengeräten, Modellierung als online asymmetrisches Travelling-Saleman-Problem,
Offline-Problem mit Zeitfenstern, a-posteriori-Analyse, Bericht der Verbesserungen in der Praxis durch Optimierung
- Zuordnung von Aufträgen auf Kommissionierfahrzeuge, Modellierung durch online Commissioning-Vehicle-Problem zur
Minimierung der Gesamtanzahl der Stoppositionen, in der Praxis unbefriedigende Kompetitivitätsresultate, Simulationsergebnisse,
Verbesserungen durch Heuristiken wie Greedy+2OPT, Bericht über Einsparmöglichkeiten in der Praxis

UE nachmittags:

- 0-1-Challenge-Auswertung: Man gebe eine möglichst zufällige Folge von 1000 Nullen und Einsen ein; man errate möglichst viele
Eingaben der Gegenspieler

Montag, 18. Oktober:
 

7  Uhr Abfahrt vor dem Mathematikgebäude der TU Berlin
       nach Hamburg
11 Uhr Eintreffen am Burchardkai der Hamburger Hafen und
       Lagerhaus AG (HHLA)
       Rundfahrt und Besichtigung des Container-Terminals
       der HHLA (Führung durch die Herren Mölck und
       Wölfer, HHLA)
12 Uhr Vortrag (mit Diskussion) von Herrn Wölfer über Basisdaten
       und Optimierungsaspekte des Container-Terminals Burchardkai
       sowie über die Planungen zum Container-Terminal
       Altenwerder (Gegenüberstellung der verschiedenen
       Logistigkonzepte: Van Carrier, Transtainer, Automatically
       Guided Vehicles, etc.)
14 Uhr gemeinsames Mittagessen bei der HHLA
15 Uhr Rückfahrt nach Berlin
19 Uhr Ankunft an der TU Berlin
 
 
Donnerstag, 21. Oktober:

V morgens:
Kapitel 3: Steuerung von CNC-Maschinen

Themenkreis 3.1: praktisches Problem: Steuerung eines Leiterplatten-
                 Bohrautomaten
                 mathematisches Problem: symmetrisches Travelling-
                 Salesman-Problem
 
  - Steuerung eines Leiterplatten-Bohrautomaten: Modellierung
    und Formulierung als symmetrisches Travelling-Salesman-
    Problem, Bericht über die Ergebnisse eines Projekts
    mit der Firma Siemens.

Themenkreis 3.2: praktisches Problem: Steuerung von Laser-
                 Zeichengeräten
                 mathematische Probleme: symmetrisches TSP und
                 Rural-Postman-Problem
  - Steuerung von Laser-Geräten zum Zeichnen von Leiterplatten-
    Masken: Modellierung als Folge von symmetrischen
    Travelling-Salesman-Problemen, von Rural-Postman-Problemen,
    und einem Scheduling-Problem, Bericht über die Ergebnisse
    eines Projekts mit der Firma Siemens.

Themenkreis 3.3: praktisches Problem: Umrüstzeitenminimierung für
                 Rotationsdruckmaschinen
                 mathematisches Problem: k-TSP
  - Umrüstzeitenminimierung für Rotationsdruckmaschinen
    zum Drucken von Geschenkpapier, Modellierung als
    asymmetrisches 2-Salesman-Problem, Bericht über die
    Ergebnisse eines Projekts mit der Firma Herlitz.
 

Besuch bei der Firma Herlitz in Falkensee

13 Uhr Abfahrt von ZIB
14 Uhr Eintreffen bei der Firma Herlitz, Vortrag von
       Herrn Eckle zu Grunddaten der Firma Herlitz,
       zur Informationstechnik bei Herlitz und zum
       Logistik-Konzept.
15 Uhr Rundgang durch das Herlitz Logistik-Zentrum,
       Führung durch die Herren Eckle und Rüstau
17 Uhr Abschlussdiskussion

 

Freitag, 22. Oktober:
 

V morgens:

Kapitel 4: Telekommunikation

Themenkreis 4.1: Allgemeine Übersicht über mathematische Probleme
                 in der Telekommunikation insbesondere im Mobilfunk

Überblick über Telekommunikationsnetzwerke (Mobilfunk
und Festnetztelefonie) und mathematische Aufgaben beim
Entwurf, Betrieb und der Kontrolle derartiger Netze

Funknetzplanung: Frequenz-, Standort-, Kapazitätsplanung
   Wellenausbreitungsberechnung
Festnetzplanung: Topologie-, Kapazitäts- und Routenplanung
Sicherheitsplanung: Sicherungsmechanismen bei Ausfällen,
   Kryptographie und Planung anderer
   Datensicherheitsmechanismen
Tarifierung: Modellentwicklung
Marketing: Kundenanalyse und -prognose

Themenkreis 4.2: praktisches Problem: Frequenzplanung im Mobilfunk
                 mathematische Probleme: Knotenfärbung in Graphen,
                 Listen- und T-Färbungsprobleme, einbettbare Graphen

Einführung in die Frequenzplanung, Frequenzplanung als
Knotenfärbungsproblem und als List-Knotenfärbungsproblem

Einführung in die Färbungstheorie

V nachmittags:
 
Überblick über die wichtigste Resultate zur Knotenfärbung
(inclusive Theorie der planaren Graphen): k-farbenkritische
Graphen, Brooks' Theorem und Verallgemeinerungen (z. B.
von Thomassen auf Listen-Färbungsprobleme), Fünffarbensatz,
Satz von Grötzsch, Hajos- und Hadwiger-Vermutung, Resultate
zur Färbungszahl von Graphen, die auf Flächen höheren
Geschlechts eingebettet werden können: Heawood etc.
Algorithmische Aspekte der Färbungstheorie (sequential
colouring Heuristik, etc.).

(Handbook-Artikel von Toft, Buch von Toft und Jensen, Bondy&Murty,
2 Thomassen-Paper)

Detaillierte Beschreibung der Frequenzplanung bei E-Plus:
zwei mathematische Modelle und die Misserfolge bei der
Bestimung unterer Schranken.

Heuristiken und exakte Verfahren, Ergebnisse des Projektes
mit E-Plus sowie eingehende Diskussion (Andreas Eisenblätter)
 

 
Samstag, 23. Oktober:
 
V morgens:

Themenkreis 4.3: praktisches Problem: kostengünstiger Entwurf
                 ausfallsicherer Telekommunikationsnetze
                 mathematische Probleme: kürzeste Wege mit Nebenbedingungen,
                 aufspannende Bäume, allgemeine Zusammenhangsprobleme in
                 Graphen, Matching- und Matroidtheorie, Packen von
                 Arboreszenzflüssen

Projekte mit BellCore: Ausfallsichere LATA-Netzwerke,
Ausrüstung von Schiffen mit ausfallsicheren Glasfasernetzwerken,
dabei behandelt:
Polytop der kürzesten Wege, Polytop der zusammenhängenden
Untergraphen (Rückführung auf Matroid-Theorie), Matching-
Polytop und seine Verallgemeinerungen (b-Matching,
perfekt und nicht perfekt, mit und ohne Kantenkapazitäten),
r-Cover-Polytop (abgeleitet aus dem kapazitierten b-Matching
Polytop)
 

UE nachmittags:
 
   Modellierung eines Punkt-zu-Mehrpunkt
   Funksystems (der letzte Kilometer zum Kunden
   ohne Kabel)

V nachmittags:

MULTISUN-Projekt: Ausbau des norwegischen Telekommunikationsnetzes
bei Berücksichtigung verschiedener Technologien und unter
Beachtung von Ausfallsicherheit

  Ausführliche Darstellung des DISCNET-Modells für die Planung des
  E-Plus-Festnetzes (unter Einbeziehung von verfügbaren/anmietbaren
  diskreten Kapazitäten auf den Kanten und einer detaillierten
  Routenplanung)
 
 

Sonntag, 24. Oktober:
 
V morgens:

  Modellierung des B-WIN-Problems: kostengünstige Auslegung
  des vom DFN-Verein betriebenen Breitband-Wissenschaftsnetzes,
  dabei zu beachten: IP-Routing mit dem OSPF-Routingprotokoll
  (Paketversendung entlang kürzester Wege), auch in Ausfallsituationen
  (Ausfall einer Kante oder eines Netzknotens), kürzeste Wege
  müssen beschränkte Länge haben, Ausfallsicherung ist
  durch 2-fachen Zusammenhang des Netzes zu gewährleisten,
  die durchschnittliche Länge der Netzkanten darf einen
  vorgegebenen Wert nicht überschreiten, die Anzahl der
  Netzkanten ist vorgegeben, die Kostenfunktion ist eine
  komplizierte von vielen Parametern abhängige Treppenfunktion
 
  Kürzeste disjunkte Wege mit Längenbeschränkungen

 

V nachmittags:

   Vermittlungs- und Transportnetzplanung  bei der Austria-Telekom:
   eine Übersicht über die dabei auftretenden kombinatorischen
   Optimierungsprobleme (u.a. Standortplanung für Vermittlungs-
   stellen, Auflösung von Netzhierarchien, Sicherheitsplanung,
   Planung optischer Netze mit neuer Switching-Technologie)

   Forschungs- und Entwicklungsplanung von Firmen (und damit
   zusammenhängende mathematische und nicht-mathematische Probleme)
   am Beispiel der Firma Siemens (Siemens F&E Roadmaps)

UE nachmittags:

   Auswertung und Diskussion der Programme zum 01-Wettbewerb
   (im Restaurant Luise neben der U-Bahnstation Dahlem-Dorf)
 
 
 
 



 

Literatur:
 
Wenn in der nachfolgenden Liste eine Referenz des Typs SC JJ-AB
auftritt, so handelt es sich um ein Preprint, das am Konrad-Zuse-
Zentrum für Informationstechnik Berlin erstellt wurde. Derartige
Preprints sind über den WWW- Server des ZIB elektronisch
erhältlich (auf der Seite Veröffentlichungen mit der URL
http://www.zib.de/bib/pub/index.de.html einfach auf "Preprints und
Technical Reports des ZIB klicken). Daher sind die SC-Nummern auch dann
angegeben, wenn die betreffenden Preprints bereits in einer Zeitschrift
etc. veröffentlicht wurden. Ein Preprint unterscheidet sich manchmal
(geringfügig) von der veröffentlichten Version des Papers.
 

einführende Bücher zur ganzzahligen Optimierung:

  Laurence Wolsey: Integer Programming, Wiley,
    Chichester 1998
  W. J. Cook, W. H. Cunningham, W. R. Pulleyblank, A. Schrijver:
    Combinatorial Optimization, Wiley, New York, 1998

vertiefende Bücher zur Theorie:

  Alexander Schrijver: Theory of Linear and Integer Programming,
    Wiley, Chichester, 1998
  Martin Grötschel, Laszlo Lovasz, Alexander Schrijver: Geometric
    Algorithms and Combinatorial Optimization, Springer, Berlin, 1993

Einführung in die Graphentheorie:

  J. A. Bondy, U. S. R. Murty: Graph Theory with Applications
    Macmillan, London, 1976
 

weitere, in der Vorlesung benutzte Literatur:

R. K. Ahuja, T. L. Magnanti, J. B. Orlin: Network Flows: Theory,
Algorithms, and Applications Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1993)

Dimitris Alevras, Martin Grötschel, Roland Wessäly: Capacity and
Survivability Models for Telecommunication Networks, SC 97-24
veröffentlicht in: Proceedings of the EURO XV/INFORMS XXXIV Meeting,
Barcelona, Spanien, 1997

Dimitris Alevras, Martin Grötschel, Roland Wessäly: Cost-Efficient
Network Synthesis from Leased Lines, SC 97-22, veröffentlicht in:
Annals of Operations Research 76, 1998, 1-20

Dimitris Alevras, Martin Grötschel, Roland Wessäly: A Network
Dimensioning Tool, SC 96-49

Dimitris Alevras, Martin Grötschel, Peter Jonas, Ulrich Paul,
Roland Wessäly: Survivable Mobile Phone Architectures: Models and
Solution Methods, SC 96-48, veröffentlicht in: IEEE Communications
Magazine, March 1998, 88-93

Andreas Bley, Martin Grötschel, Roland Wessäly: Design of Broadband
Virtual Private Networks: Model and Heuristics for the B-WiN, SC 98-13

Ralf Borndörfer: Aspects of Set Packing, Partitioning, and Covering,
Shaker Verlag, Aachen 1998 (ISBN 3-8265-4351-3)

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Andreas Löbel: Alcuins
Transportation Problems and Integer Programming, veröffentlicht in:
P. L. Butzer et al.: 1200 Years of Arts and Science in Central
Europe, Band II, Thouet Verlag, Aachen, 379-409 (1998) SC 95-27

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Fridolin Klostermeier, Christian
Küttner: Telebus Berlin - Mobilität für Behinderte, SC 96-40
veröffentlicht in: Der Nahverkehr, 1-2/97:20-22

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Werner Herzog, Fridolin
Klostermeier, Wilhelm Konsek, Christian Küttner: Kürzen muß nicht Kahlschlag
heißen - das Beispiel Telebus-Behindertenfahrdienst Berlin, SC 96-41

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Fridolin Klostermeier, Christian
Küttner: Optimierung des Berliner Behindertenfahrdienstes, SC 97-10
veröffentlicht in: DMV-Mitteilungen, 2/97, 38-43

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Fridolin Klostermeier, Christian
Küttner: Telebus Berlin: Vehicle Scheduling in a Dial-a-Ride System
SC 97-23

Ralf Borndörfer, Andreas Löbel, Uwe Strubbe, Manfred Völker:
Zielorientierte Dienstplanoptimierung, SC 98-41

Ralf Borndörfer, Andreas Eisenblätter, Martin Grötschel,
Alexander Martin: The Orientation Model for Frequency
Assignment Problems, TR 98-01

Ralf Borndörfer, Andreas Eisenblätter, Martin Grötschel, Alexander
Martin: Frequency Assignment in Cellular Phone Networks, SC 97-35

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Andreas Löbel: Der Schnellste
Weg zum Ziel, SC 99-32

Ralf Borndörfer, Martin Grötschel, Andreas Löbel: Optimization of
Transportation Systems, SC 98-09, veröffentlicht in: Acta Forum
Engelberg 1998, The Future of Mobility & Transportation in a Moving
World, Ed. VDF Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

Daxlberger, Christian: Umrüstzeitenminimierung für
Rotationsdruckmaschinen, Diplomarbeit, TU Berlin,
Oktober 1998

Martin Grötschel, Laszlo Lovasz, Alexander Schrijver: Geometric
Algorithms and Combinatorial Optimization, Springer, Berlin, 1993, Kapitel 9

Martin Grötschel: My Favorite Theorem: Characterizations of Perfect
Graphs, SC 99-17, veröffentlicht in: Optima 62 91999) 2-5

Martin Grötschel, Andreas Löbel, Manfred Völker: Optimierung des
Fahrzeugumlaufs im öffentlichen Nahverkehr, SC 96-08 veröffentlicht
in: K.-H. Hoffmann, W. Jäger, T. Lohmann und H. Schunck (Hrsg.):
MATHEMATIK - Schlüsseltechnologie für die Zukunft,
Springer Verlag, 1997, 609-624

M. Grötschel, M. Jünger, G. Reinelt: Optimal
Control of Plotting and Drilling Maschines: A Case Study,
Zeitschrift für Operations Research 35 (1991) 61 - 84

Martin Grötschel, Clyde Monma, Mechthild Stoer:
Design of Survivable Networks, in: M. O. Ball
et al. (eds): Network Models (Handb. Oper. Res.
Manage Sci) North-Holland, Amsterdam, 617 - 672 (1995)

Tommy R. Jensen, Bjarne Toft: Graph Coloring Problems,
Wiley, New York, 1995

Andreas Löbel: Optimal Vehicle Scheduling in Public Transit,
Shaker Verlag, 1998

Mechthild Stoer: Design of Survivable Networks
Springer, Berlin, 1992

Mechthild Stoer, Geir Dahl: A polyhedral Approach to multicommodity
survivable network design, Numerische Mathematik 68 (1994) 149 - 167

Doris Tesch: Disposition von Anruf-Sammeltaxis, Deutscher
Universitätsverlag, Wiesbaden 1994

Carsten Thomassen: Five-Coloring Graphs on the Torus,
Journal of Combinatorial Theory B 62 (1994) 11-33

Carsten Thomassen: Color-Critical Graphs on a Fixed Surface,
Journal of Combinatorial Theory B 70 (1997) 67 - 100

Bjarne Toft: Colouring, stable sets and perfect graphs,
in R.l. Graham, M. Grötschel, L. Lovasz (eds.): Handbook of
Combinatorics, Vol 1, Chapter 4, 233 - 288. 1995

D. Wedelin: An algorithm for large scale 0-1 integer programming
with application to airline crew scheduling,  Annals of Operations
Research 57, 283-301 (1995)

Eberhard Zehendner: Methoden der Polyedertheorie zur Herleitung von oberen
Schranken für die Mächtigkeit von Block-Codes, Dissertation, Mathematisch-
Naturwissenschaftliche Fakultät, Universität Augsburg, July 1986