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A Tractable Enumeration without Multiplication and Floating-Point Operation for Combinatorial Optimization Problems

Research Project

Project/Area Number 15K11990
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Mathematical informatics
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Mori Kohei  神戸大学, システム情報学研究科, 助教 (70359868)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Keywords01二次計画 / 大域最適化 / 組合せ最適化 / 緩和問題 / 最適制御 / スケジューリング / 数理計画 / 浮動小数点演算 / MAX-CUT / Lyapunov関数 / スマートハウス / 最適化アルゴリズム
Outline of Final Research Achievements

Boolean quadratic programming is a basic and very simple computational problem. However, it is difficult to solve in moderate time even when the size is normal.
We proposed and analyzed a tractable and strange procedure that can be implemented without multiplications and decimals.Then we examined the details for writing the procedure as a computer program.It is shown that the procedure is extremely efficient when the size of instance is small.We also proved some of properties of the generalized mathematical programming problems.
The viewpoint and knowledge obtained by the research lead us to applications such as control of dynamical systems and making time schedule tables.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ハードとソフトの両面の豊富な資源の利用を念頭に置くことなく,極めて基本的な演算である加減算の使い方の工夫や計算順序の交換により難しい計算(最適化)問題を高速に解く試みは,この分野の黎明期を除いてほぼ行われていない.そのため,この問題設定の下で解析的(数学的)な性質を示したことは,研究成果としての希少性の意義だけではなく,多くの場合に間接的であろうが,広い応用分野における計算の効率化をもたらしうる.実際に,本来の研究対象を一般化した数理計画問題やスケジューリングにおける応用の検討も行えている.

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A Tractable Enumeration without Multiplication and Floating-Point Operation for Boolean Quadratic Programming2018

    • Author(s)
      森耕平
    • Journal Title

      SYSTEMS, CONTROL AND INFORMATION

      Volume: 62 Issue: 5 Pages: 169-174

    • DOI

      10.11509/isciesci.62.5_169

    • NAID

      130007511454

    • ISSN
      0916-1600, 2424-1806
    • Year and Date
      2018-05-15
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 多項式カーネルを用いた非線形システムの安定性の数値的解析方法2017

    • Author(s)
      森耕平・久保田雄大
    • Journal Title

      システム制御情報学会論文誌

      Volume: 30 Pages: 66-71

    • NAID

      130006890020

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 個別指導学習塾の生徒-講師-科目の割当問題の係数行列のtotally unimodularity2019

    • Author(s)
      森耕平,吉岡由貴,羅志偉
    • Organizer
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Outer Approximations Using Dikin Ellipsoid Based Nonconvex Sets2018

    • Author(s)
      森耕平
    • Organizer
      第61回自動制御連合講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A Random Sampling Approach to Prove Stability/Instability of Dynamical Systems2018

    • Author(s)
      Kohei Mori
    • Organizer
      日本・アジア青少年サイエンス交流事業さくらサイエンスプラン(Sakura Science)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 01二次計画の高速列挙解法におけるインスタンスに応じた下界の調整2017

    • Author(s)
      松井一歩・森耕平
    • Organizer
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 01二次計画に対する乗算の不要な列挙解法の高速化技法2017

    • Author(s)
      森耕平
    • Organizer
      第60回 自動制御連合講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 予測制御における小規模な01二次計画の非常に軽い解法2016

    • Author(s)
      森耕平
    • Organizer
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2016-08-31
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 楕円制約下での大域最適化における局所最適性条件の扱い2016

    • Author(s)
      森耕平・原井夏樹
    • Organizer
      第60回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 楕円制約下での大域最適化における局所最適性条件の扱い2016

    • Author(s)
      森 耕平,原井 夏樹
    • Organizer
      第60回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 多項式カーネルを用いた非線形システムの不安定性の数値的理由付け2015

    • Author(s)
      森 耕平,久保田雄大
    • Organizer
      第58回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-11-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 01二次計画に対する乗算不要な列挙解法中の下界と局所最適性条件の解析2015

    • Author(s)
      森 耕平,原井 夏樹,松井 一歩
    • Organizer
      第59回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      中央電気クラブ(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2015-05-20
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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