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実世界ネットワーク最適化問題に対する高性能アルゴリズムの開発

Research Project

Project/Area Number 14780230
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 計算機科学
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

宮野 英次  九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (10284548)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywordsノード巡回最適化問題 / 容量制限 / 巡回可能開始時刻 / 巡回不可能終了時刻 / NP困難性 / 近似可能性 / 移動経路選択問題 / 最適化問題 / 可動制限 / ネットワーク構造再設計問題 / 移動体 / 最適化 / ルーティングアルゴリズム / 計算時間
Research Abstract

移動系に対する経路選択を考えた場合には,最適な経路を決定するための重要な情報である網構造が時間と共に変化し,動的環境の変化に対応可能なスケーラビティを重視した技術を確立することが必要である.このような要求に応えるため,各ノードが動くことによりノード間の距離,網の形状が時々刻々と変化し,さらには,ノードに巡回時間の制約を考えたネットワーク網上での移動ノード巡回最適化問題として定式化し,アルゴリズムの開発を行った.
1.平面上にn個のノードが与えられ,各ノードは一定の速さであらかじめ定められた曲線上を動き回る.また,巡回可能となる開始時刻と巡回不可能となる終了時刻が決められている.巡回者は,平面上の原点を出発して,正確に1個のノードを訪れて,原点に戻る.この動作を繰り返して,できるだけ多くのノードを巡回するような巡回ノード個数の最適化(最大化)問題として定式化する.この問題の計算複雑さの検討を行い,ノードが一般の曲線上を移動する場合にはNP困難であることを示した.また,移動体が同心円周上を移動するように限定してもNP困難であることを証明し,1.582近似アルゴリズムの存在も示した.
2.同様の条件の下で,n個のすべてのノードが等速直線移動し,さらには,すべてのノードが巡回者の速さよりも速い場合には,O(nα(n)log n)時間の最適な巡回アルゴリズムが設計可能であることを示した.ここでα(n)はアッカーマンの逆関数である.しかし,巡回者よりも遅いノードがある場合には,例えノードが等速直線移動をするような非常に強い制限を考えたとしても,NP困難となってしまうことを証明した。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (3 results) Publications (5 results)

  • [Journal Article] Collect Tours for Moving Objects with Release Times and Deadlines2005

    • Author(s)
      Asahiro, Yuichi
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告 104・743

      Pages: 79-85

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 移動系における最大個数巡回アルゴリズム2004

    • Author(s)
      下入佐, 真一
    • Journal Title

      京都大学数理解析研究所講究録・計算機科学基礎理論の展開 1375

      Pages: 260-266

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 作業時間制約付き移動物体回収問題のNP困難性2004

    • Author(s)
      下入佐, 真一
    • Journal Title

      電気関係学会九州支部論文集

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  • [Publications] 長野 正明: "容量制限がある場合のボール回収アルゴリズム"電気関係学会九州支部連合大会論文集. 09-1A-07 (2003)

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      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 下入佐 真一: "容量を制限した場合の移動物体巡回問題"京都大学数理解析研究所講究録・計算機科学基礎理論の新展開. 1325. 15-20 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 下入佐 真一: "移動系における最大個数巡回アルゴリズム"京都大学数理解析研究所講究録・計算機科学基礎理論の新展開. (印刷中). (2004)

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  • [Publications] 下入佐, 真一: "移動物体に対する最大巡回位置発見アルゴリズム"電気関係学会九州支部連合大会論文集. 344 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 下入佐, 真一: "容量を制限した場合の移動物体巡回問題"京都大学数理解析研究所講究録「計算機科学基礎理論の新展開」. (印刷中). (2003)

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      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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