Strategic oscillation tabu search for improved hierarchical graph drawing

Resumen

In the last years, many areas in science, business, and engineering have experienced an enormous growth in the amount of data that they are required to analyze. In many cases, this analysis relies intimately on data visualization and, as a result, graph drawing has emerged as a new field of research. This paper addresses the challenge of drawing hierarchical graphs, which is one of the most widely used drawing standards. We introduce a new mathematical model to automatically represent a graph based on the alignment of long arcs, which we combine with the classic arc crossing minimization objective in hierarchical drawings. We complement our proposal with a heuristic algorithm that can obtain high-quality results in the short computational time required by graph drawing systems. Our algorithm joins two methodologies, tabu search and strategic oscillation (SOS), to perform a fast and effective exploration of the search space. We conduct extensive experimentation that integrates our new mathematical programming formulation and the SOS tabu search that targets large instances. Our statistical analysis confirms the effectiveness of this proposal.

Publicación
Expert Systems with Applications
Sergio Cavero
Sergio Cavero
Doctor en Inteligencia Artificial

Sergio Cavero nació en Madrid (España) el 24 de septiembre de 1997. Se graduó en Ingeniería del Software por la Universidad Politécnica de Madrid en 2019. Durante sus estudios de grado realizó una estancia en la Universidad de Bradford (Reino Unido). Además, fue galardonado en dos ocasiones con la Beca de Excelencia de la Comunidad de Madrid, así como con el premio al Mejor Proyecto Fin de Carrera. Posteriormente, realizó un Máster en Inteligencia Artificial en la misma universidad (UPM) obteniendo los premios al Mejor Expediente Académico (‘Premio José Cuena’) y al Mejor Trabajo Fin de Máster. Sus resultados académicos le permitieron ser beneficiario de una de las ‘Ayudas para la Formación de Profesorado Universitario (FPU)’, financiadas por el Gobierno español. Actualmente realiza su tesis doctoral en la Universidad Rey Juan Carlos, dirigida por los profesores Abraham Duarte y Eduardo G. Pardo. Sus principales intereses de investigación se centran en la interfaz entre las Ciencias de la Computación, la Inteligencia Artificial y la Investigación Operativa. La mayoría de sus publicaciones tratan sobre el desarrollo de procedimientos metaheurísticos para problemas de optimización modelados por grafos.