Задача оптимизации

Добрый день!

Необходимо реализовать задачу оптимизации слоев сети.

Имеется два массива слоев. Один массив представляет собой набор активных слоев. Другой массив – набор пассивных слоев. Активные слои – это слои, из которых состоит граф в исходный момент времени. Пассивные слои являются запасными. Если из строя выходит активный слой, то он заменяется пассивным. Найти такой набор слоев, при котором стоимость владения слоев будет минимальной. На один активный слой приходится несколько пассивных. Каждый слой имеет две стоимости. 1-ая стоимость - стоимость использования, 2-ая - стоимость холодного резерва. С помощью активных слоев формируется связанная сеть, с помощью активных и пассивных слоев формируется надежная сеть.

При отказе ребра слоя или пула активных слоев должна быть возможность подключения в короткий промежуток времени слоя или пула пассивных слоев, для того чтобы результирующая сеть была связана, т.е. граф стал бы опять связанным.

Граф связанный, если он надежный. Надежность можно проверять методом поиска в ширину (https://ru.wikipedia.org/wiki/Поиск_в_ширину). Если граф не надежен, значит он не связанный. Граф состоит из вершин и ребер. Каждая вершина и каждое ребро имеют свою стоимость.

Можно использовать какой-нибудь эвристический алгоритм, генетический. Возможно, метод которым можно решить задачу, можете предложить вы.

Пример решения задачи вручную во вложении. На примере можно понять что такое слой. 

Спасибо!