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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

研究課題

研究課題/領域番号 08405030
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 システム工学
研究機関京都大学

研究代表者

茨木 俊秀  京都大学, 情報学研究科, 教授 (50026192)

研究分担者 牧野 和久  大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (60294162)
柳浦 睦憲  京都大学, 情報学研究科, 助手 (10263120)
永持 仁  京都大学, 情報学研究科, 助教授 (70202231)
福島 雅夫  京都大学, 情報学研究科, 教授 (30089114)
増山 繁  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60173762)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
23,400千円 (直接経費: 23,400千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
1996年度: 14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
キーワード問題解決エンジン / メタヒューリスティクス / CSP(制約充足問題) / 組合せ最適化 / 組合せアルゴリズム / タブ-探索 / 制約充足問題 / 一般化割当問題 / 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
研究概要

この研究の主目的は,実用上重要であるにもかかわらず,その解決がきわめて困難であるさまざまな組合せ最適化問題に対して,メタ・ヒューリスティックスに基づく汎用アルゴリズムを開発することにある.この目的を達成するため,局所探索,タブー探索などを中心に,この種のアルゴリズムの一般的な性質の解明を試み,その成果を利用しつつ,いくつかの代表的な問題に対するアルゴリズムの実装を行った.
ところで,汎用性の高い問題解決エンジンを構築するには,解くべき問題を定式化するためのプラットフォームとして何を選ぶかが重要である.本研究では,そのようなプラットフォームの一つとして,制約充足問題(CSP;constraint satisfaction problem)と一般化割当問題(GAP;generalized assignment problem)を採用した.CSPの定式化能力の高さは,広く認められているところであり,制約プログラミングなど,新しい問題解決のパラダイムとしても注目されている.CSPの解法には,メタ・ヒューリスティックスの諸法の中でも,タブー探索に着目し,アルゴリズムの実装を進めた.GAPについても同様であって,広範な割当問題を定式化でき,やはり実用性は高い.これらに対して得られたソフトウェアは,まだ実験中であるが,すでに現実のスケジューリング問題などに適用されており,高い評価を得つつある.
一方,組合せ最適化問題の多様性を考えると,汎用アルゴリズムといっても,問題の特殊構造をある程度は取り込み,効率化を図る必要があろう.そのような特殊構造の一つに,グラフ・ネットワーク構造があり,本研究でもいくつかの重要な結果を得た.同様に,スケジューリング問題は,組合せ最適化の代表的な応用分野であり,多様な問題の中にも共通する構造がある.この特徴を生かすため,スケジューリング問題への適用に関する研究も行った.なお,組合せ問題は,連続的な最適化問題とも密接に関連しており,場合によっては両者を区別して論ずるのは不適切である.本研究では,非線形最適化の領域でも,いくつかの新しいアルゴリズムの開発を行った.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] K, Nonobe: "A tabu search approach for the constraint satisfaction problem as a general problem solver" European J.Operational Research. 106. 599-623 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H, Nagamochi: "A note on minimizing su'omodular functions" Information Processing Letters. 67. 239-244 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M, Yagiura: "A variable depth search algcrithm with branching search for the generalized assigument problem" Optimization Method′s and Software. 10. 419-441 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y, Uno: "Reachability problems of random digraphs" IEICE Trans. Fundamentals. E81-A. 2694-2702 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A, Frank: "Two arc-disjoint paths in Eulerian digraphs" SIAM J. Discrete Mathematics. 11. 557-589 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M, Yagiura: "Analyses of the 2 and 3-flip neighborhoods for the MAX-SAT" J .of Combinatorial Optimization. to appear.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nonobe: "A tabusearch approach for the constraint satisfaction problem as a general problem solver" European J.Operational Research. Vol.106. 599-623 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Nagamochi: "A note on minimizing submodular functions" Information Processing Letters. Vol.67. 239-244 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yagiura: "A variable depth search algorithm with branching search for the generalized assigument problem" Optimization Methods and Software. Vol.10. 419-441 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nonode and T.Ibaraki: "A tabu search approach for the constraint satisfaction problem as a general problem solver" European J.Operational Research. 106. 599-623 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nagamochi and T.Ibaraki: "A note on minimizing submodular functions" Information Processing Letters. 67. 239-244 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura,T.Yamaguchi and T.Ibaraki: "A variable depth search algorithm with branching search for the generalized assignment problem" Optimization Methods and Software. 10. 419-441 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Uno and T.Ibaraki: "Reachability problems of random digraphs" IEICE Trans.Fundamentals. E81-A. 2694-2702 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Frank,T.Ibaraki and H.Nagamochi: "Two arc-disjoint paths in Euleaian digraphs" SIAM J.Discrete Mathematics. 11. 557-589 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura and T.Ibaraki: "Analyses of the 2 and 3-flip neighborhoods for the MAX-SAT" J.of Combinatorial Optimization. (to appear).

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nonobe, T.Ibaraki: "A tabu search approach for the CSP as a general pnoblem solver" European J.of Operational Research. 予定.

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nagamochi, K.Nishimura, T.Ibaraki: "Computing all small cuts in an undirected network" SIAM J.on Discrete Mathematics. 10・3. 469-481 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Crama, T.Ibaraki: "Hitting or avoiding balls in Euclidian space" Annals of Operations Research. 69. 47-64 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Karuno, H.Nagamochi, T.Ibaraki: "Vehicle scheduling on a tree with release and handling times" Annals of Operations Research. 69. 193-207 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nagamochi, K.Mochizuki, T.Ibaraki: "Complexity of the single vehicle scheduling problems on graphs" INFOR(Information Systems and Operations Research). 35・4. 256-276 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] D.-Z.Zeng,S.Nakamura,T.Ibaraki: "An equilibrium analysis for finas double-offerarbitration" Mathematical Social Scientes. 31. 147-170 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura,T.Ibaraki: "The use of dynamis programming in genetic algorithms for permutation problems" European J.of Operational Restarch. 92. 387-401 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura,T.Ibaraki: "Metaheuristics as robust and simple optimization tools" Proc,1996 IEEE Int.Conf.on Euolutionary Computation. 541-546 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura,T.Ibaraki: "Genetic and local search algorithus as robust and simple optimization tools" Meta Heuristics : Theory and Applications,Kluwer. 63-82 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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