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Development of discrete/continuous fusion algorithm for linear programming problems

Research Project

Project/Area Number 19K11830
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60010:Theory of informatics-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kitahara Tomonari  九州大学, 経済学研究院, 教授 (10551260)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Keywords線形計画問題 / 最小ノルム点問題 / 単体法 / 最急降下規則 / 二次計画問題 / 再急降下規則 / 最小ノルム問題 / 強多項式アルゴリズム / アルゴリズム / 線形計画問題に対する離散・連続融合アルゴリズム / 多項式アルゴリズム
Outline of Research at the Start

線形計画問題は,最も基本的な数理計画問題である.線形計画問題に対して,理論的に優れているとされる多項式アルゴリズムの存在は知られているが,それより上位の強多項式アルゴリズムが存在するか否かは,重要な未解決問題として今日まで残っている.
本研究では,上記の未解決問題の解決を念頭に,これまで提案されてきた線形計画問題に対する離散的,連続的アルゴリズムを融合させた新しいアルゴリズムを開発することを目指す.本研究の進展により,離散面,連続面の良いところを併せ持つアルゴリズムが開発することで,前述した未解決問題の解決へ向けた重要な示唆が得られることが期待できる.

Outline of Final Research Achievements

The most significant research results throughout the period are to demonstrate theoretical properties of an algorithm for solving minimum norm point problems and implement it using a numerical computation software and investigate its behavior in detail. The results of this research received high praise and were published in peer-reviewed abstracts at prestigious international conferences in the field and in peer-reviewed journals.
In addition to this research, I have compiled a report on simplex methods using the steepest descent rule for linear programming problems, and am investigating the latest research on simplex methods for quadratic programming problems, which will provide seeds for new researches to pursue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

私たちは日々いろいろな意思決定の問題に直面するが、それを数理最適化問題として定式化して解くことにより、効率的な意思決定を行うことができる。線形計画問題は最も基本的な数理最適化問題であり、超大規模な線形計画問題が解けるようになることで、私たちの日常生活に変革をもたらす可能性がある。
この課題では、線形計画問題を解く効率的なアルゴリズムについて研究した。線形計画問題には離散的な側面と連続的な側面があり、それらをうまく組み合わせることで、効率的なアルゴリズムが開発できると考えた。この課題に取り組んだ結果、線形計画問題を含むより広いクラスの問題を解くアルゴリズムを開発し、高い評価を得た。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Int'l Joint Research] ロンドン・スクール・オブ・エコノミクス・アンド・ポリティカル・サイエンス(英国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] London School of Economics(ハンガリー)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 最小ノルム点問題に対する更新・安定化による解法のフレームワーク2024

    • Author(s)
      藤重 悟,北原 知就,Laszlo A. Vegh
    • Journal Title

      統計数理研究所共同研究リポート 最適化:モデリングとアルゴリズム

      Volume: 35 Pages: 38-47

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] An update-and-stabilize framework for the minimum-norm-point problem2024

    • Author(s)
      Satoru Fujishige, Tomonari Kitahara and Laszlo A. Vegh
    • Journal Title

      Mathemetical Programming

      Volume: - Issue: 1-2 Pages: 281-311

    • DOI

      10.1007/s10107-024-02077-0

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An Update-and-Stabilize Framework for the Minimum-Norm-Point Problem2023

    • Author(s)
      Satoru Fujishige, Tomonari Kitahara, Laszlo Vegh
    • Journal Title

      Proceedings of the 24th Conference on Integer Programming and Combinatorial Optimization (IPCO XXIV)

      Volume: 24

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 最急降下辺規則の単体法の反復回数の上界について2023

    • Author(s)
      田野 昌也、宮代 隆平、北原 知就
    • Journal Title

      最適化:モデリングとアルゴリズム

      Volume: 34 Pages: 31-38

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] An Update-and-Stabilize Framework for the Minimum-Norm-Point Problem2023

    • Author(s)
      藤重 悟、北原 知就、Laszlo Vegh
    • Organizer
      研究集会「最適化:モデリングとアルゴリズム」
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 最急降下規則の単体法の反復回数の上界について2022

    • Author(s)
      北原知就、田野昌也、宮代隆平
    • Organizer
      研究集会「最適化:モデリングとアルゴリズム」
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 線形計画問題に対するアルゴリズムとその計算複雑度2021

    • Author(s)
      北原知就
    • Organizer
      2021年度科研費シンポジウム 機械学習システムの社会実装に向けた次世代最適化技法の研究
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] A bound for the number of iterations by the simplex method with the steepest-edge rule2021

    • Author(s)
      北原知就
    • Organizer
      Workshop on Continuous Optimization and Related Topics
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Steepest-edge 規則を用いた単体法の反復回数の上界と制約行列の条件数の関係について2019

    • Author(s)
      北原 知就
    • Organizer
      科学研究費 基盤研究(A)「機械学習システムの社会実装に向けた次世代最適化技法の研究」による2019年度ワークショップ
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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