We present a new approximation algorithm for the (metric) prize-collecting traveling salesperson problem (PCTSP). In PCTSP, opposed to the classical traveling salesperson problem (TSP), one may not include a vertex of the input graph in the returned tour at the cost of a given vertex-dependent penalty, and the objective is to balance the length of the tour and the incurred penalties for omitted vertices by minimizing the sum of the two. We present an algorithm that achieves an approximation guarantee of $1.774$ with respect to the natural linear programming relaxation of the problem. This significantly reduces the gap between the approximability of classical TSP and PCTSP, beating the previously best known approximation factor of $1.915$. As a key ingredient of our improvement, we present a refined decomposition technique for solutions of the LP relaxation, and show how to leverage components of that decomposition as building blocks for our tours.


翻译:我们提出了一种新的近似算法,用于(度量)旅行商问题的奖励收集(PCTSP)。在PCTSP中,与经典的旅行商问题(TSP)相反,不能将输入图的顶点包括在返回的旅行中,而是需要以给定的顶点相关惩罚的代价为代价,目的是通过最小化两者之和来平衡旅行的长度和省略顶点的惩罚。我们提出了一种算法,对于问题的自然线性规划松弛,实现了1.774的近似保证。这显着减小了经典TSP和PCTSP的近似性差距,超过了以前所知的最佳近似因子1.915。作为我们改进的关键因素,我们提供了一种精细的分解技术,用于解决LP松弛的解,并展示如何将该分解的组件作为我们旅行的构建块。

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