【要約】巡回セールスマン問題をいろいろな手法で解いてみる③:タブーサーチ [Zenn_Python] | Summary by TechDistill
> Source: Zenn_Python
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// Problem
局所探索法(山登り法)では、近傍のすべての解が現在の解より悪化する場合、探索が停止し、全体最適ではない局所最適解に陥る。TSPのような複雑な組合せ最適化問題において、この停滞は近似解の精度を著しく低下させ、実用的な解を得るための大きな障壁となる。
// Approach
過去の探索履歴を「タブーリスト」に記録し、一定期間特定の操作を禁止することで、解の改悪を許容しながら未知の領域を探索する。実装では、近傍操作を抽象化し、要素の入れ替え(Exchange)と区間の反転(2-opt)を切り替え可能な設計とすることで、探索能力の向上を図っている。
// Result
都市数40の条件下で、交換近傍よりも2-opt近傍を用いた方が、より低コストな経路を生成できることを確認した。また、タブーリストに解そのものではなく「操作のペア」を保持する実装により、効率的な探索を実現している。手法の拡張性についても示唆されている。
Senior Engineer Insight
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実装における近傍操作の抽象化は、保守性と拡張性の観点から極めて理にかなっている。実戦投入においては、タブーリストの管理コストと探索の多様性のバランスが鍵となる。大規模な実環境への適用では、単純なサンプリングでは収束が遅れるため、近傍選択のインテリジェント化や、計算リソースを考慮した並列実行の設計、およびタブー期間の動的な調整が不可欠である。スケーラビリティを確保するための設計思想として、非常に示唆に富む内容である。