A note on Integer Linear Programming formulations for linear ordering problems on graphs

Creators: Coudert, David

Others:: Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED) ; Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA); Inria; I3S; Universite Nice Sophia Antipolis; CNRS; ANR-13-BS02-0007,Stint,Structures Interdites(2013); ANR-11-LABX-0031,UCN@SOPHIA,Réseau orienté utilisateur(2011)

Description

In this paper, we present a new set of constraints for modeling linear ordering problems on graphs using Integer Linear Programming (ILP). These constraints express the membership of a vertex to a prefix rather than the exact position of a vertex in the ordering. We use these constraints to propose new ILP formulations for well-known linear ordering optimization problems, namely the Pathwidth, Cutwidth, Bandwidth, SumCut and Optimal Linear Arrangement problems. Our formulations are not only more compact than previous proposals, but also more efficient as shown by our experimental evaluations on large benchmark instances.

A note on Integer Linear Programming formulations for linear ordering problems on graphs

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