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木構造に基づくグラフアルゴリズムの設計法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K00003
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎理論
研究機関東北大学

研究代表者

周 暁  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (10272022)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードグラフ / 木 / 木幅 / アルゴリズム / 木分解 / 組合せ問題 / 計算量理論 / NP困難 / FPTアルゴリズム / 最適化問題 / 多項式時間アルゴリズム / NP困難性 / 木構造 / 動的計画法 / 組合せ最適化問題
研究成果の概要

本研究で得られた成果として,グラフ特に木や木幅が小さいグラフに関する理論的な展開とアルゴリズムの効率化があげられる.木幅というのはグラフを木分解する際,分解木の節点に含まれるグラフの頂点数から1を引いた最大値である.木幅1のグラフは林であり,木幅2のグラフは直並列グラフである.本研究では,特に木構造をもつグラフに対してグラフの分割と巧みな動的計画法を導入して,数多くの組合せ問題を効率よく解くアルゴリズムを研究開発することに成功した.特に本研究で開発したアルゴリズムは,数多くの組合せ問題に適用可能であり,しかも得られた成果をまとめた12編の学術論文を発表しており,高く評価できる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的貢献として,グラフ特に木や直並列グラフや木幅が小さいグラフに関する理論的な展開とアルゴリズムの効率化があげられる.グラフアルゴリズムに関する成果はこの3年間に12編の論文として一流国際学術誌や国際会議で発表されている.これらのアルゴリズムの開発で導入された手法は多くの組合せ問題に応用可能であり,理論計算機科学分野の重要な成果である.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 5件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The Coloring Reconfiguration Problem on Specific Graph Classes2019

    • 著者名/発表者名
      HATANAKA Tatsuhiko、ITO Takehiro、ZHOU Xiao
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D 号: 3 ページ: 423-429

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FCP0005

    • NAID

      130007606879

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational Power of Threshold Circuits of Energy at most Two2018

    • 著者名/発表者名
      MANIWA Hiroki、OKI Takayuki、SUZUKI Akira、UCHIZAWA Kei、ZHOU Xiao
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 9 ページ: 1431-1439

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1431

    • NAID

      130007479449

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized complexity of the list coloring reconfiguration problem with graph parameters2018

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Tatsuhiko、Ito Takehiro、Zhou Xiao
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 739 ページ: 65-79

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.05.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Complexity of (List) Edge-Coloring Reconfiguration Problem2018

    • 著者名/発表者名
      Osawa Hiroki、Suzuki Akira、Ito Takehiro、Zhou Xiao
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A 号: 1 ページ: 232-238

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.232

    • NAID

      130006300867

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Algorithms for Coloring Reconfiguration under Recolorability Constraints2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito, and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2018), Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 123

    • DOI

      10.4230/LIPICS.ISAAC.2018.37

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computational power of threshold circuits of energy at most two2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Maniwa, Takayuki Oki, Akira Suzuki, Kei Uchizawa, Xiao Zhou
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Dynamic Programming Algorithm for the Ridersharing Problem Restricted with Unique Destination and Zero Detour on Trees2017

    • 著者名/発表者名
      Li Yiming、Lu Huiqiang、Ye Zhiqian、Zhou Xiao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mathematics and Physics

      巻: 05 号: 09 ページ: 1678-1685

    • DOI

      10.4236/jamp.2017.59140

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Steiner Trees in an Unweighted Graph2017

    • 著者名/発表者名
      Haruka Mizuta, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 7 ページ: 1532-1540

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.1532

    • NAID

      130007311770

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Coloring Reconfiguration Problem on Specific Graph Classes2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 11th Annual International Conference on Combinatorial Optimization and Applications (COCOA 2017), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10627 ページ: 152-162

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complexity of Coloring Reconfiguration under Recolorability Constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 28th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2017), Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 92

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameterized Complexity of the List Coloring Reconfiguration Problem with Graph Parameters2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 42nd International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science (MFCS 2017), Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Complexity of (List) Edge-Coloring Reconfiguration Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      In Proceedings of the 11th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2017), Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10167 ページ: 347-358

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Complexity of (List) Edge-Coloring Reconfiguration Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10167 ページ: 347-358

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Minimum Vulnerability Problem on Specific Graph Classes2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Aoki, Bjarni V. Halldorsson, Magnus M. Halldorsson, Takehiro Ito, Christian Konrad and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Journal of Combinatorial Optimization

      巻: 32 ページ: 1288-1304

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Vertex Covers in a Graph2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Hiroyuki Nooka and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Information and Systems

      巻: E99-D ページ: 598-606

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Steiner Trees in an Unweighted Graph2016

    • 著者名/発表者名
      Haruka Mizuta, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 9843 ページ: 163-175

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The Complexity of (List) Edge-Coloring Reconfiguration Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      the 11th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2017)
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Coloring Reconfiguration Problem on Specific Graph Classes2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      In Proceedings of the 11th Annual International Conference on Combinatorial Optimization and Applications (COCOA 2017),
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complexity of Coloring Reconfiguration under Recolorability Constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      In Proceedings of the 28th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2017),
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameterized Complexity of the List Coloring Reconfiguration Problem with Graph Parameters2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      In Proceedings of the 42nd International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science (MFCS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Complexity of (List) Edge-Coloring Reconfiguration Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Osawa, Akira Suzuki, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      In Proceedings of the 11th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconfiguration of Steiner Trees in an Unweighted Graph2016

    • 著者名/発表者名
      Haruka Mizuta, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      the 27th International Workshop on Combinatorial Algorithms (IWOCA 2016)
    • 発表場所
      Helsinki, Finland
    • 年月日
      2016-08-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 論文リスト

    • URL

      http://www.ecei.tohoku.ac.jp/alg/zhou/index2.html#paper

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 論文リスト

    • URL

      http://www.ecei.tohoku.ac.jp/alg/zhou/#paper

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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