Development of graph algorithms for robustness of lifeline network assuming disaster

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11834
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60010:Theory of informatics-related
• Research Institution: Kushiro National College of Technology
• Principal Investigator: Honma Hirotoshi 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (80249721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 陽子 釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (20217730)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: グラフアルゴリズム / 交差グラフ / 離散最適化問題 / 要節点問題 / ネットワーク頑健化

Outline of Final Research Achievements

We have developed the following graph algorithm that can be applied to the robustness of network operation.
An O(n^2) time algorithom for the influential hinge vertex problem on interval graphs; An O(n^2) time algorithm for the vertex connectivity problem on circular trapezoid graphs; An O(n^2) time algorithm for the all-pair shortest path problem on circular trapezoid graphs, An O(n^2) time algorithm for the detour hinge vertices of circular-arc graphs.

Free Research Field

アルゴリズム工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年，日本は地震，台風などの自然災害が続出していることから，ライフラインネットワークの災害耐性，頑健性の向上が急務となっている．交差グラフ上の最大迂回度要節点問題や最大影響度要節点問題を解くアルゴリズム開発により，ネットワーク伝達において最も重要となる設備の識別が可能となる．これらの設備に対して稼働率を向上させることで，コストパフォーマンスの高いライフラインネットワークの頑健化，安定化が実現可能となる．本研究は，災害耐性強化を目的としたグラフ理論アプローチによるライフラインネットワークの頑健化に寄与するグラフアルゴリズムの開発を目的とする．