2017 Fiscal Year Research-status Report
大規模ネットワークでの情報フロー損失最小化のためのクリティカルリンク発見
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17K00314
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
大原 剛三 青山学院大学, 理工学部, 教授 (30294127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 和巳 静岡県立大学, 経営情報学部, 教授 (80379544)
木村 昌弘 龍谷大学, 理工学部, 教授 (10396153)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 複雑ネットワーク / 社会ネットワーク分析 / クリティカルリンク / 知識発見 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，インターネット上の社会ネットワークを流れる情報，実世界における道路網を移動する人・車など，多様な大規模ネットワーク上を移動する様々な対象を情報，その流れを情報フローと位置付け，欠損した場合にその情報フローを大きく阻害するクリティカルリンクを発見する正確，効率的，かつスケーラブルな手法を実現し，提案手法の多様な実ネットワークへの適用を通して，発見したクリティカルリンク，リンク評価指標およびネットワークの構造的特徴間の関係性を明らかにするとともに，提案手法で発見したクリティカルリンクの実問題での有用性を明らかにすることを目的としている．
研究期間初年度は，当初の計画通り，クリティカルリンク発見手法の基本アルゴリズムを構築した．基本アルゴリズムとしては，ネットワーク中の既存リンクの中からネットワーク全体の情報フローを維持するために重要なクリティカルリンクを同定するアルゴリズム，およびネットワークに新たに追加することでネットワーク全体の情報フローを最大化するクリティカルリンクを発見するアルゴリズムの2つを実現した．ネットワーク上の情報フローに対するリンクのもつ性能の評価指標としては，平均可到達ノード数損失とグループ媒介中心性を利用し，効率的な枝刈り技術を導入することで，ナイーブな計算法と比較して高速に指標値を計算することに成功した．また，これらを実際の道路ネットワークにおける災害時避難の問題に適用し，避難時に重要となるリンクを同定した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実データの収集に関しては，Stanford大学のStanford Network Analysis Project（SNAP）のサイトに公開されている共著者ネットワークとP2Pネットワークのデータを収集し，本研究で利用できるようにした．また，クリティカルリンク発見手法の基本アルゴリズム構築は，当初予定通り，平均可到達ノード数損失と媒介中心性をリンク性能指標としたものを構築しており，全体として予定通り進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究実施状況を踏まえ，2年度目以降も当初計画通りに進める．ただし，平成30年度の実施計画ではクリティカルリンク発見手法のスケーラビリティ向上を目的の1つとし，それに対するアプローチとして当初は近似計算技術の導入を計画していたが，ネットワーク分析におけるブリッジ同定の技術が利用可能であることが判明したため，近似計算の利用ではなくブリッジ同定技術による厳密解計算の高速化を進める．並行して，当初の計画通り，並列分散化も検討する．また，多様な実ネットワークデータの収集も，既存のベンチマークデータ，および新規のデータ収集両方の面から進める．
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| Causes of Carryover |
（理由）研究成果発表を行った国際会議が国内開催のものであったため参加費用を研究代表者の学内研究費で賄うことができたこと，および必要な少額備品が現有のもので代用が可能であったことから，次年度使用額として約38万円残ることとなった．
（使用計画）次年度の使用においては，上記次年度使用金額のうち20万円を加えた90万円程度を研究代表者・研究分担者の旅費に充当し，それに伴う学会参加費として20万円（うち次年度使用額10万円）を予定している．次年度使用額の残り8万円ほどを加えた28万円程度をアルバイト謝金に充当し，研究全体の進捗を加速させる．また，多数のネットワークを対象とした評価実験の効率化を図るために実験用計算機を50万円程度で調達する．
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