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頑健なネットワークの設計に向けた組合せ最適化理論の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K16010
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数理情報学
研究機関京都大学 (2018-2019)
筑波大学 (2016-2017)

研究代表者

小林 佑輔  京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (40581591)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード組合せ最適化 / アルゴリズム / グラフ / グラフアルゴリズム
研究成果の概要

本研究では,頑健なネットワークの設計において生じる組合せ最適化問題に対する理論研究を行なった.研究対象は特定のネットワークや特定の状況に特化するものではない汎用性の高い問題である.ネットワーク設計に関連する多数の組合せ最適化問題に対して,効率的アルゴリズムの設計・解析を行なった.特に,30年以上未解決だった重み付き線形マトロイドパリティ問題と呼ばれる組合せ最適化問題に対して初の多項式時間アルゴリズムを与えた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,様々な組合せ最適化問題に対して効率的アルゴリズムを与えた.扱った問題はいずれも一般性の高い問題であるため,現実のネットワーク設計への応用に役立つと考えられる.また,本研究で解決した重み付き線形マトロイドパリティ問題は,30年以上未解決だった問題であり,この問題に対して初の多項式時間アルゴリズムを与えたことは,理論研究において大きな意義のある成果である.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 5件、 査読あり 22件、 オープンアクセス 19件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ドルトムント工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] グルノーブル大学/リヨン大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] エトヴェシュ・ロラーンド大学(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Eotvos University(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Eotvos University(Hungary)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Shortest reconfiguration of colorings under Kempe-changes2020

    • 著者名/発表者名
      Marthe Bonamy, Marc Heinrich, Takehiro Ito, Yusuke Kobayashi, Haruka Mizuta, Moritz Muhlenthaler, Akira Suzuki, and Kunihiro Wasa
    • 雑誌名

      Proceedings of STACS 2020

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 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] An FPT algorithm for minimum additive spanner problem2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of STACS 2020

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A strongly polynomial time algorithm for the maximum supply rate problem on trees2020

    • 著者名/発表者名
      Takayama Koki、Kobayashi Yusuke
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 806 ページ: 323-331

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2019.05.014

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Linear min-max relation between the treewidth of an H-minor-free graph and its largest grid minor2020

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Kawarabayashi and Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Combinatorial Theory, Series B

      巻: 141 ページ: 165-180

    • DOI

      10.1016/j.jctb.2019.07.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Improved Fixed-Parameter Algorithm for Max-Cut Parameterized by Crossing Number2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yasuaki、Kobayashi Yusuke、Miyazaki Shuichi、Tamaki Suguru
    • 雑誌名

      Proceedings of the 30th International Workshop on Combinatorial Algorithms (IWOCA 2019)

      巻: 30 ページ: 327-338

    • DOI

      10.1007/978-3-030-25005-8_27

    • ISBN
      9783030250041, 9783030250058
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diameter of colorings under Kempe changes2019

    • 著者名/発表者名
      Bonamy Marthe、Heinrich Marc、Ito Takehiro、Kobayashi Yusuke、Mizuta Haruka、Muehlenthaler Moritz、Suzuki Akira、Wasa Kunihiro
    • 雑誌名

      Proc. of COCOON 2019, Lecture Notes in Computer Science

      巻: 11653 ページ: 52-64

    • DOI

      10.1007/978-3-030-26176-4_5

    • ISBN
      9783030261757, 9783030261764
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The perfect matching reconfiguration problem2019

    • 著者名/発表者名
      Marthe Bonamy, Nicolas Bousquet, Marc Heinrich, Takehiro Ito, Yusuke Kobayashi, Arnaud Mary, Moritz Muhlenthaler, and Kunihiro Wasa
    • 雑誌名

      Proceedings of MFCS 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 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] Shortest reconfiguration of perfect matchings via alternating cycles2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of ESA 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parameterized algorithms for maximum cut with connectivity constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Eto, Tesshu Hanaka, Yasuaki Kobayashi, and Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of IWOCA 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved analysis of highest-degree branching for feedback vertex set2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Iwata and Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of IWOCA 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two disjoint shortest paths problem with non-negative edge length2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yusuke、Sako Ryo
    • 雑誌名

      Operations Research Letters

      巻: 47 号: 1 ページ: 66-69

    • DOI

      10.1016/j.orl.2018.11.012

    • NAID

      120006769191

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NP-hardness and fixed-parameter tractability of the minimum spanner problem2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yusuke
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 746 ページ: 88-97

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.06.031

    • NAID

      120006769192

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconfiguration of maximum-weight b-matchings in a graph2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of Combinatorial Optimization

      巻: 37 号: 2 ページ: 454-464

    • DOI

      10.1007/s10878-018-0289-3

    • NAID

      120006960832

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Strongly Polynomial Time Algorithm for the Maximum Supply Rate Problem on Trees2018

    • 著者名/発表者名
      Takayama Koki、Kobayashi Yusuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th International Frontiers of Algorithmics Workshop (FAW 2018)

      巻: - ページ: 54-67

    • DOI

      10.1007/978-3-319-78455-7_5

    • ISBN
      9783319784540, 9783319784557
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] All-or-Nothing Multicommodity Flow Problem with Bounded Fractionality in Planar Graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Kawarabayashi Ken-ichi、Kobayashi Yusuke
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Computing

      巻: 47 号: 4 ページ: 1483-1504

    • DOI

      10.1137/130932326

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tight approximability of the server allocation problem for real-time applications2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, Yoshio Okamoto, and Taichi Shiitada
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd International Workshop on Algorithmic Aspects of Cloud Computing (ALGOCLOUD 2017)

      巻: --- ページ: 41-55

    • DOI

      10.1007/978-3-319-74875-7_4

    • NAID

      120006998850

    • ISBN
      9783319748740, 9783319748757
    • 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
  • [雑誌論文] Reconfiguration of Maximum-Weight b-Matchings in a Graph2017

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 23rd Annual International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2017)

      巻: --- ページ: 287-296

    • DOI

      10.1007/978-3-319-62389-4_24

    • NAID

      120006960832

    • ISBN
      9783319623887, 9783319623894
    • 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
  • [雑誌論文] The Directed Disjoint Shortest Paths Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Kristof Berczi and Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25th European Symposium on Algorithms (ESA 2017)

      巻: -

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ESA.2017.13

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Complexity of the Multi-Service Center Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Ito Takehiro、Kakimura Naonori、Kobayashi Yusuke
    • 雑誌名

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 92

    • DOI

      10.4230/LIPIcs.ISAAC.2017.48

    • 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
  • [雑誌論文] A weighted linear matroid parity algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata Satoru、Kobayashi Yusuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the 49th ACM Symposium on Theory of Computing (STOC 2017)

      巻: - ページ: 264-276

    • DOI

      10.1145/3055399.3055436

    • 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
  • [雑誌論文] Covering intersecting bi-set families under matroid constraints2016

    • 著者名/発表者名
      Kristof Berczi, Tamas Kiraly, and Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Discrete Mathematics

      巻: 30 号: 3 ページ: 1758-1774

    • DOI

      10.1137/15m1049099

    • NAID

      120007129312

    • 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] An Improved Approximation Algorithm for the Edge-Disjoint Paths Problem with Congestion Two2016

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Kawarabayashi, Yusuke Kobayashi
    • 雑誌名

      ACM Trans. Algorithms

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1145/2960410

    • NAID

      120007135027

    • 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] An FPT algorithm for minimum additive spanner problem2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi
    • 学会等名
      37th Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Restricted 2-matching problems2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi
    • 学会等名
      International Workshop on Combinatorial Optimization and Algorithmic Game Theory
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Algorithms for gerrymandering over graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Ito, Naoyuki Kamiyama, Yusuke Kobayashi, and Yoshio Okamoto
    • 学会等名
      18th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 最小スパナー問題の困難性と固定パラメータ容易性2018

    • 著者名/発表者名
      小林佑輔
    • 学会等名
      応用数理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A weighted linear matroid parity algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      小林佑輔
    • 学会等名
      電子情報通信学会コンピュテーション研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A weighted linear matroid parity algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi
    • 学会等名
      HIM Follow-up WS to TP Combinatorial Optimization
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Weighted linear matroid parity problem2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi
    • 学会等名
      The 10th Japanese-Hungarian Symposium on Discrete Mathematics and Its Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A weighted linear matroid parity algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobayashi
    • 学会等名
      Franco-Japanese Days on Combinatorics and Optmization 2017 in Honour of Michel Deza
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 需給ネットワーク分割問題における供給率最大化アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      高山 功輝, 小林 佑輔
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年研究部会連合発表会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京都調布市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Publications of Yusuke Kobayashi

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~yusuke/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 小林 佑輔 (Yusuke KOBAYASHI)

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~yusuke/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Publications of Yusuke Kobayashi

    • URL

      http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~yusuke/talks.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Publications of Yusuke Kobayashi

    • URL

      http://infoshako.sk.tsukuba.ac.jp/~kobayashi/research.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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