問題解決エンジンとしての組合せアルゴリズムに関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08405030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 茨木 俊秀 京都大学, 工学研究科, 教授 (50026192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増山 繁 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60173762) ; 柳浦 睦憲 京都大学, 工学研究科, 助手 (10263120) ; 永持 仁 京都大学, 工学研究科, 助教授 (70202231) ; 福島 雅夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (30089114)
• Keywords: 問題解決 / 組合セアルゴリズム / メタ・ヒューリスティックス / タブ-探索 / 制約充足問題

Research Abstract

本研究では、問題解決が求められている多様な問題を数学的にモデル化して得られる組合せ問題を対象とし、それらを一括して解くための汎用の問題解決エンジンの構築を目指している。その手法は、制約充足問題(CSP)へ定式化したのち、タブ-探索、遺伝アルゴリズム、アニーリング法などのメタ・ヒューリスティックスのアルゴリズムを適用するものである。
今年度は、CSPを解くためのアルゴリズムの検討と開発を中心に置き、予備実験を通して、有望なアルゴリズムを洗い出すとともに、それらを有機的に結合することを試みた。具体的には、タブ-探索を基本とし、それに遺伝アルゴリズム、アニーリング法などの特長を加味するというアプローチをとった。現在開発中のアルゴリズムを用いて、現実の問題を実際に得という実験も進めており、その中には、最大独立集合問題や彩色問題などグラフ理論に関連する組合せ問題、釣合い不完備ブロック計画、オイラー直行方陣など実験計画の問題、集合カバー問題やナップサック問題など代表的な整数計画問題、生産スケジューリング問題、時間割問題、看護婦スケジューリング問題など実用から得られる組合せ問題、などが含まれている。計算結果はきわめて有望で、それぞれの問題の専用アルゴリズムに比べ遜色のない結果が得られている。

Research Products

• [Publications] Y.Karuno,H.Nagamochi,T.Ibaraki: "Vehicle scheduling on a tree to minimize mayimum lateness" J.Operations Research Society of Japan. 33・3. 345-355 (1996)
• [Publications] D.-Z.Zeng,S.Nakamura,T.Ibaraki: "An equilibrium analysis for finas double-offerarbitration" Mathematical Social Scientes. 31. 147-170 (1996)
• [Publications] M.Yagiura,T.Ibaraki: "The use of dynamis programming in genetic algorithms for permutation problems" European J.of Operational Restarch. 92. 387-401 (1996)
• [Publications] M.Yagiura,T.Ibaraki: "Metaheuristics as robust and simple optimization tools" Proc,1996 IEEE Int.Conf.on Euolutionary Computation. 541-546 (1996)
• [Publications] M.Yagiura,T.Ibaraki: "Genetic and local search algorithus as robust and simple optimization tools" Meta Heuristics : Theory and Applications,Kluwer. 63-82 (1996)