解决方案
大西洋海岸联盟的九所学校每年1月和2月进行为期九周、共18个时段的双循环赛,而篮球是该联盟最大的收入来源:1995年,联盟及其大学从这项运动中获得了超过3000万美元的收入,几乎全部来自电视和广播转播权以及门票收入。直到1996-97赛季,赛程都是在联盟办公室手工制定的。在1991-92赛季第九支球队(佛罗里达州立大学)加入、电视转播请求成倍增加之后,针对1996-97赛季的一次约束规划尝试仍然交出了一份重复对阵间隔不佳、电视需求未得到满足的赛程。
对于1997-98赛季,ACC求助于George Nemhauser和Michael Trick。他们的系统枚举了所有合法的赛季模式——18个时段中8个主场、8个客场、2个轮空,最多连续两个主场或客场——在2,304个候选中保留了38个。一个整数规划组装了九模式集合(17个集合,每个不到一分钟),第二个约300个变量的整数规划在不到十分钟内生成了全部826个可行时间表,全部在一台配备CPLEX 4.0的Sun SPARCstation 20上完成。最后对球队到模式的分配进行了24小时的枚举——大约3亿个选项——留下了17个可行赛程。
这些被削减到三个并提交;ACC在咨询ESPN和Raycom后,采纳其中一个作为官方男子赛程,而一份被接受的女子赛程也出自同一系统。最困难的要求只在对话中才浮现——ESPN希望杜克-北卡罗来纳的比赛出现在第10个时段和收官战中,这排除了完全镜像的赛程,而Raycom对2月有详尽的偏好。Nemhauser和Trick将该系统一天的周转时间归功于:联盟可以查看真实的赛程,并不断细化它真正需要的东西。
它取得了什么
枚举主/客场模式,然后用整数规划挑选赛季
为什么有效
先将赛季拆分为H/A/B模式,把一支球队一年的样子与它遇到哪个对手分开,将一个巨大的问题转化为三个小问题。
在这个规模下枚举成本很低——2,304个候选模式中有38个合法——而组合设计理论只能刻画少数手工推导的时间表。
将真实球队到模式的分配推迟到最后,让时间表阶段可以忽略学校特定的偏好,使整数规划保持小而快。
约束瓶颈不是算法的优雅性,而是周转速度:ACC不断添加后期要求,只有一天内完成的系统才能吸收它们。
可以应用什么
当利益相关者无法预先说明他们的要求时,快速的候选赛程能教会他们真正需要什么。枚举加上现成的优化胜过等待优雅的方法。
后续影响
模式-时间表-分配的框架成为运筹学文献中循环赛体育排程的标准模板。这一事件一直是活跃的基准:2001年《Operations Research》的一篇后续论文用有限域约束规划重新求解了同一个1997-98实例,并报告称相对于枚举加整数规划有显著的加速。更深层的教训——快速生成赛程是排程者、联盟和广播公司之间的谈判工具——自那以后塑造了联盟排程项目。
从这里,追溯依据
参考来源
- Scheduling a Major College Basketball Conference Operations Research (INFORMS), 46(1) · pubsonline.informs.org
- Scheduling a Major College Basketball Conference (full text, author-hosted) Michael Trick, Carnegie Mellon University · mat.tepper.cmu.edu
- Modifications to the problem description of 'Scheduling a Major College Basketball Conference' Michael Trick, Carnegie Mellon University · mat.tepper.cmu.edu