華中科技大學(xué)呂志鵬教授團(tuán)隊(duì)。受訪者供圖

人民網(wǎng)武漢4月12日電 （周雯）去年剛獲得EDA算法(ICCAD 2021)國(guó)際競(jìng)賽冠軍的華中科技大學(xué)年輕團(tuán)隊(duì)，這次和華為強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，再次斬獲算法界頂級(jí)賽事的國(guó)際大獎(jiǎng)。

記者從華中科技大學(xué)獲悉，在4月9日剛結(jié)束的第12屆美國(guó)離散數(shù)學(xué)和理論計(jì)算機(jī)科學(xué)中心（Center for Discrete Mathematics and Theoretical Computer Science）DIMACS算法挑戰(zhàn)賽中，來自華中科技大學(xué)、去年剛獲得EDA算法(ICCAD 2021)國(guó)際競(jìng)賽冠軍的呂志鵬教授團(tuán)隊(duì)與華為云瑤光調(diào)度算法團(tuán)隊(duì)組成的聯(lián)合參賽團(tuán)隊(duì)，首次參賽即在四個(gè)賽道中斬獲兩項(xiàng)冠軍、一項(xiàng)亞軍以及兩項(xiàng)季軍，是所有參賽隊(duì)伍中唯一獲得多項(xiàng)冠軍和前三名的隊(duì)伍。

據(jù)悉，其他三個(gè)賽道獲得冠軍的團(tuán)隊(duì)分別來自美國(guó)、德國(guó)和挪威，獲得前三名的國(guó)家還有法國(guó)、加拿大、巴西和丹麥。此次是中國(guó)團(tuán)隊(duì)在DIMACS算法挑戰(zhàn)賽中首次奪冠，同時(shí)中國(guó)也是此次競(jìng)賽中獲得冠軍和前三名最多的國(guó)家。

團(tuán)隊(duì)線上和各國(guó)參賽選手交流。受訪者供圖

算法界的頂級(jí)賽事和全球高手過招

DIMACS算法挑戰(zhàn)賽于1990年發(fā)起，致力于推動(dòng)重大應(yīng)用問題的算法研究，是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域歷史最悠久、最專業(yè)的國(guó)際專業(yè)算法競(jìng)賽之一，至今已有32年的歷史。大賽主辦方為美國(guó)離散數(shù)學(xué)和理論計(jì)算機(jī)科學(xué)中心，是國(guó)際學(xué)術(shù)界的權(quán)威機(jī)構(gòu)，本屆大賽由其聯(lián)合亞馬遜公司共同舉辦。

“這是一個(gè)學(xué)界和業(yè)界深度融合的賽事，是最權(quán)威的算法比賽之一。歷屆賽題既包含困擾業(yè)界和學(xué)術(shù)界多年的‘硬骨頭’難題，也有最前沿的應(yīng)用難題，非常具有挑戰(zhàn)性�！眳沃均i介紹。

此次DIMACS算法挑戰(zhàn)賽的主題為車輛路由問題（Vehicle Routing Problem，VRP）。該問題廣泛應(yīng)用于物流運(yùn)輸、供應(yīng)鏈優(yōu)化、后勤保障、先進(jìn)制造、智慧城市等諸多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，在提出至今的60余年時(shí)間里，被國(guó)際學(xué)術(shù)界和工業(yè)界持續(xù)深入研究。

如此具有挑戰(zhàn)性的賽事自然匯聚了來自各國(guó)的高手。據(jù)悉，本次競(jìng)賽共吸引了來自19個(gè)國(guó)家和地區(qū)的59支頂尖算法研究團(tuán)隊(duì)參賽。多位該領(lǐng)域的國(guó)際著名學(xué)者及院士，也使得本次競(jìng)賽的競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈。

“參賽選手大多是該領(lǐng)域的高手，有些選手就是某些經(jīng)典算法的提出者，或者是在該領(lǐng)域研究了30年以上的學(xué)者。我們會(huì)有一些壓力，但是在這個(gè)領(lǐng)域我們也積累了很多學(xué)術(shù)研究和工業(yè)落地的經(jīng)驗(yàn)，大家都比較有信心。”呂志鵬說道。

呂志鵬教授所在實(shí)驗(yàn)室自成立至今的40余年來，一直聚焦于復(fù)雜問題的求解算法與工業(yè)應(yīng)用研究，曾多次獲得國(guó)際算法競(jìng)賽全球冠軍。

團(tuán)隊(duì)交流討論。受訪者供圖

算法不斷迭代代碼達(dá)2萬余行

此次競(jìng)賽共包含五個(gè)賽道，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)參加了四個(gè)賽道的比賽，分別是帶容量約束的車輛路由問題賽道（CVRP）、可分載的車輛路由問題賽道（SDVRP）、帶時(shí)間窗的車輛路由問題賽道（VRPTW）、庫存路由問題（IRP）賽道。他們是為數(shù)不多的參加多個(gè)賽道的隊(duì)伍。

“有很多隊(duì)伍只參加一個(gè)賽道的比賽，就像體育比賽一樣。我們同時(shí)參加多個(gè)賽道的比賽，是因?yàn)槲覀冊(cè)诓煌�賽道�?duì)應(yīng)的學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用方面有比較多的前期積累。”呂志鵬說。

團(tuán)隊(duì)成員丁俊文老師介紹，車輛路由問題可以描述為如何為多個(gè)車輛合理規(guī)劃訪問客戶的順序，要求各車輛從倉(cāng)庫出發(fā)并最終返回倉(cāng)庫，在滿足容量約束的條件下使得總的行駛時(shí)間或路程最短，“當(dāng)考慮更多實(shí)際應(yīng)用中的需求后可以延伸出各種變種的車輛路由問題，如考慮客戶的配送時(shí)間窗、客戶的產(chǎn)品銷量和庫存容量、訂單可拆分等實(shí)際應(yīng)用中的因素，各個(gè)賽道的問題便由此而來。”丁俊文說，這些問題看似簡(jiǎn)單，但是找到最優(yōu)方案卻十分困難，已經(jīng)困擾業(yè)界和學(xué)界多年。

2021年12月，賽事啟動(dòng)。參賽前兩個(gè)月團(tuán)隊(duì)成員幾乎每天都呆在實(shí)驗(yàn)室，“從第一版算法到我們提交的最后一版算法已經(jīng)修改了不知多少次，最后核心代碼寫了有2萬行左右�！眻F(tuán)隊(duì)成員碩士二年級(jí)學(xué)生李云皓說。這是團(tuán)隊(duì)備賽的常態(tài)，該隊(duì)碩士三年級(jí)學(xué)生黃施豪介紹，備賽時(shí)他們經(jīng)常是白天修改代碼，晚上進(jìn)行測(cè)試，第二天早上看結(jié)果，接著再改�！熬褪沁@樣一個(gè)不斷優(yōu)化的過程，賽題都非常具有挑戰(zhàn)性。比如庫存路由問題，我們既要規(guī)劃路徑，又要決定各客戶的配送量，還要考慮客戶的庫存管理問題�！秉S施豪說。

團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)的啟發(fā)式優(yōu)化算法，在邊組裝交叉算子、路徑加權(quán)引導(dǎo)的局部搜索、鄰域評(píng)估近似篩選策略、多層多階段搜索框架等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。

算法系統(tǒng)已落地應(yīng)用

除了斬獲全球大獎(jiǎng)，呂志鵬介紹，團(tuán)隊(duì)的相關(guān)研究已落地應(yīng)用。例如，在先進(jìn)制造行業(yè)，芯片代工廠中的物料傳送系統(tǒng)的核心問題就是本次競(jìng)賽的車輛路由問題，需要考慮時(shí)間窗、訂單優(yōu)先級(jí)、庫存容量、軌道獨(dú)占性等一系列復(fù)雜的實(shí)際因素。

據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)成員都十分年輕，呂志鵬教授團(tuán)隊(duì)除了呂志鵬和丁俊文老師，學(xué)生們都是90后，年輕人給團(tuán)隊(duì)帶來了諸多青春活力。李云皓介紹，同學(xué)們都十分拼搏，“大家都比較‘卷’，不只是我們參賽的幾個(gè)人，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)們都很拼，大家經(jīng)常參加國(guó)際國(guó)內(nèi)各類比賽，賽場(chǎng)上比本領(lǐng)�！�

呂志鵬表示，實(shí)驗(yàn)室的研究氛圍比較自由，前期會(huì)給學(xué)生們安排一些基礎(chǔ)的算法訓(xùn)練，之后就直接帶他們做一些前沿的算法研究或者參加一些國(guó)際算法比賽�！耙再惔�練，他們可以將平時(shí)訓(xùn)煉的技能靈活運(yùn)用，能力自然就能得到不斷的提升�！眳沃均i說。

4月11日，黃施豪又投入到了日常的科研工作中，實(shí)驗(yàn)室的師生都在忙于自己的工作，他們朝著科研方向繼續(xù)前行探索，期待在用科研服務(wù)工業(yè)應(yīng)用道路上再獲佳績(jī)。

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