セキュリティ・センサあるいは警備員の最適配置に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08878058
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 井上 紘一 京都大学, 工学研究科, 教授 (70026079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中西 弘明 京都大学, 工学研究科, 助手 (50283635) ; 幸田 武久 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60205333)
• Keywords: セキュリティ / 多重カットセット / センサの最適配置 / 警備員の最適配置 / 遺伝的アルゴリズム / セキュリティ工学 / システムズアプローチ

Research Abstract

社会システム工学の重要な一分野であるセキュリティ工学分野にシステム工学的あるいは数理工学的な接近法の導入をはかり、いわば「セキュリティ・システム工学」ともいうべき応用分野を確立することを目標として、本研究ではセンサあるいは警備員の、より現実的な条件を加味した適用範囲の広い最適配置問題の構築と、高速かつ複雑なシステムに適用可能な解法アルゴリズムの追求を目的としている。研究実施第2年度である本年度は初年度に引き続き、セキュリティ・センサあるいは警備員の最適配置に直接関連する「多重カットセット」を与えられたグラフから求めるための全く原理の異なる新しいアルゴリズム、特に遺伝的アルゴリズムの開発に焦点を合わせて研究を進めた。まず、遺伝的アルゴリズムを特徴づける遺伝操作は交叉であるという立場から、一般的な問題における交叉の役割について考察し、交叉には形質保存性と多様性とが必要であることを明らかにした。次いで、遺伝的アルゴリズムのの持つ並列化の容易さという点に着目し、対象となる問題の最適化を遺伝的アルゴリズムで行うことと並行して、そこで用いられる交叉を遺伝的アルゴリズムにより改良する新しい方法を提案した。提案した方法では、交叉の改良に遺伝的アルゴリズムを用いることにより交叉には多様性が確保されるので、目標関数として形質保存性のみを考えればよいことになる。また、問題の最適化と並列に交叉の改良のための計算を行うことが出来るため、最適化全体にかかる計算時間が増加しないという特色がある。提案したアルゴリズムをいくつかの「多重カットセット」を求める大規模な例題に適用し、従来からの交叉方法によるアルゴリズムより良い性能を示すことを数値実験により示した。