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グラフ・ネットワークの連結特性の解析とアルゴリズム設計への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17500008
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 情報学基礎
研究機関京都大学

研究代表者

永持 仁  京都大学, 情報学研究科, 教授 (70202231)

研究分担者 蓮沼 徹  徳島大学, 総合科学部, 准教授 (30313406)
上土井 陽子  広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (80264935)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードアルゴリズム / 応用数学 / 数理工学 / 情報基礎 / グラフ理論 / ネットワーク / 近似アルゴリズム / 連結特性 / ネットワーク設計 / 連結度 / 最小カット / グラフ分割 / グラフの直径 / グラフ増大問題
研究概要

計算機科学の応用分野の複雑な対象を幾つかの要因を簡潔に表現し本質的な条件のみを抜き出してグラフに抽象化することで,対象上の諸問題をグラフ問題として扱うことが多い.このとき,グラフの連結特性の解析は計算機科学のいくつかの重要な分野において最も基本的かつ適用範囲の広い課題の一つである.本研究では,グラフの連結特性を特徴付ける数学的構造を解明し,これらに基づきグラフ,ネットワークに関する諸問題を解くアルゴリズムを設計した.本研究を通じてグラフの連結特性に関する数々の問題に対する成果を得ることができたが,以下ではマルチキャスト木問題,キューレイアウト問題,グラフ多分割問題に大別してその概要を述べる.グラフのマルチキャスト木問題:マルチキャスト木問題はNP困難な問題であることが知られており,幾つかの近似アルゴリズムが提案されている.本研究では最小スタイナ木問題の近似解を用いてマルチキャスト木問題の近似解を得るアルゴリズムを開発し,最小スタイナ木問題の近似比が改良される程,提案手法が従来の近似比を改良できることを示した.キューレイアウト問題:有効グラフの連結特性の解析問題の一つであるキューレイアウト問題において,従来,個別に研究されていた複数のグラフのクラスを含む反復ラインダイグラフのクラスのキューレイアウトについて研究した.本研究では反復ラインダイグラフのキュー数の上界と下界を提案し,得られた結果が一般に知られているdeBruijinネットワーク,Kautsネットワーク,バタフライダイグラフに適用できることを示した.グラフ多分割問題:グラフk分割問題は1994年にその計算量の節点数nの指数部がk^2に比例するアルゴリズムが開発されて以降,一般の定数kに関するk分割問題の決定性アルゴリズムの時間計算量は改良されていなかった.本研究ではその計算量の節点数nの指数部がkに比例する決定性アルゴリズムを開発し,従来までの時間計算量を大きく改善した.

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (51件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] An improved approximation algorithm for capacitated multicast routings in networks2008

    • 著者名/発表者名
      E. Morsy
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science 390

      ページ: 81-91

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An improved approximation algorithm for capacitated multicast routings in networks2008

    • 著者名/発表者名
      E., Morsy
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science 390

      ページ: 81-91

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Minimum cost subpartitions in graphs2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 102

      ページ: 79-84

    • NAID

      110004824077

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Queue layouts of iterated line directed graphs2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hasunuma
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 155

      ページ: 1141-1154

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An improved upper bound on the queue number of the hypercube2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hasunuma
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 104

      ページ: 41-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computing a minimum cut in a graph with dynamic edges incident to a designated vertex2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems E90-D

      ページ: 428-431

    • NAID

      110007519486

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximating the minmax rooted-tree cover in a tree2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 104

      ページ: 173-178

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximation algorithms for multicast routings in a network with multi-sources2007

    • 著者名/発表者名
      E. Morsy
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electro-nics, Communications and Computer Sciences 90-A

      ページ: 900-906

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum cost subpartitions in graphs2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 102

      ページ: 79-84

    • NAID

      110004824077

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Queue layouts of iterated line directed graphs2007

    • 著者名/発表者名
      T., Hasunuma
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 155

      ページ: 1141-1154

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An improved upper bound on the queuenumber of the hypercube2007

    • 著者名/発表者名
      T., Hasunuma
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 104

      ページ: 41-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computing a minimum cut in a graph with dynamic edges incident to a designated vertex2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems E90-D

      ページ: 428-431

    • NAID

      110007519486

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Approximating the minmax rooted-tree cover in a tree2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 104

      ページ: 173-178

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Approximation algorithms for multicast routings in a network with multi-sources2007

    • 著者名/発表者名
      E., Morsy
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 90-A

      ページ: 900-906

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vehicle Scheduling Problems in Graphs, in T.F. Gonzalez (ed.) : Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, Chapter 462007

    • 著者名/発表者名
      Y., Karuno
    • 雑誌名

      Chapman & Hall 9

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Practical Algorithms for Two-dimensional Packing, in T.F. Gonzalez (ed.) : Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, Chapter 362007

    • 著者名/発表者名
      S., Imahori
    • 雑誌名

      Chapman & Hall 15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An improved upper bound on the queuenumber of the hypercube2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hasunuma
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 104

      ページ: 41-44

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximating the minmax rooted-tree cover in a tree2007

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 104

      ページ: 173-178

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximation algorithms for multicast routings in a network with multi-sources2007

    • 著者名/発表者名
      E. Morsy
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer 90-A

      ページ: 900-906

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum cost subpartitions in graphs2007

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 102

      ページ: 79-84

    • NAID

      110004824077

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A deterministic algorithm for finding all minimum k-way cuts2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamidoi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Computing 36

      ページ: 943-955

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparse connectivity certificates via MA orderings in graphs2006

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 154

      ページ: 2411-2417

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fast edge-splitting algorithm in edge-weighted graphs2006

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electro-nics, Communications and Computer Sciences E89-A

      ページ: 1263-1268

    • NAID

      110007502839

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minmax subtree cover problem on cacti2006

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 154

      ページ: 1254-1263

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increasing the edge-connectivity by contracting a vertex subset in graphs2006

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems E89-D

      ページ: 744-750

    • NAID

      110004719344

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Augmenting a (k-1)-vertex-connected multigraph to an l-edge-connected and k-vertex-connected multigraph2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ishii
    • 雑誌名

      Algorithmica 44・3

      ページ: 257-280

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Sparse connectivity certificates via MA orderings in graphs2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 154

      ページ: 2411-2417

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A deterministic algorithm for finding all minimum k-way cuts2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kamidoi
    • 雑誌名

      SIAM J. Computing 36・5

      ページ: 943-955

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Minmax subtree cover problem on cacti2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 154・8

      ページ: 1254-1263

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A fast edge-splitting algorithm in edge-weighted graphs2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Inst. Electron. Inform. Comm. Eng. Trans. Fundamentals E89-A・5

      ページ: 1263-1268

    • NAID

      110007502839

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Increasing the edge-connectivity by contracting a vertex subset2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems E89-D・2

      ページ: 744-750

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Straight-line drawing algorithms for hierarchical graphs and clustered graphs2006

    • 著者名/発表者名
      P.Eades
    • 雑誌名

      Algorithmica 44・1

      ページ: 1-32

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Augmenting a (k-1)-vertex-connected multigraph to an i-edge-connected and k-vertex-connected multigraph2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ishii
    • 雑誌名

      Algorithmica 44・3

      ページ: 257-280

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Increasing the edge-connectivity by contracting a vertex subset,2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems E89-D・2

      ページ: 744-750

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A4/3-approximation for the minimum 2-local-vertex-connectivity augmentation in a connected graph2005

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      Journal of Algorithms 56

      ページ: 77-95

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximating the minimax rooted-subtree cover problem2005

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamochi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electro-nics, Communications and Computer Sciences E88-A

      ページ: 1335-1338

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On 2-approximation to the vertex-connectivity in graphs2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Inst. Electron. Inform. Comm. Eng. Trans. Information and Systems E88-D・1

      ページ: 12-16

    • NAID

      110003214129

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A greedy splitting algorithm for approximating multiway partition problems2005

    • 著者名/発表者名
      L.Zhao
    • 雑誌名

      Mathematical Programming 102・1

      ページ: 167-183

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On computing minimum (s, t)-cuts in digraphs2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters 93・5

      ページ: 231-237

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On the one-sided crossing minimization in a bipartite graph with large degrees2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science 332

      ページ: 417-446

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An improved bound on the one-sided minimum crossing number in two-layered drawings2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete and Computational Geometry 33・4

      ページ: 569-591

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Approximating the minmax rooted-subtree cover problem2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Electron.Inform.Comm.Eng.Trans.Fundamentals E88-A・5

      ページ: 1335-1338

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    • 著者名/発表者名
      石井利昌
    • 雑誌名

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      ページ: 213-221

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      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Packing unit squares in a rectangle2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      The Electronic Journal of Combinatorics 12・1

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A 4/3-approximation for the minimum 2-local-vertex-connectivity augmentation in a connected graph2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      J.Algorithms 56

      ページ: 77-95

    • NAID

      110004027516

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      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A robust algorithm for bisecting a triconnected graph with two resource sets2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science A 341

      ページ: 364-378

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    • 著者名/発表者名
      Y.Karuno
    • 雑誌名

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      ページ: 527-543

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    • 著者名/発表者名
      Y.Kamidoi
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 105・144

      ページ: 51-58

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  • [雑誌論文] Computing a minimum cut in a graph with dynamic edges incident to a designated vertex

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Inst. Electron. Inform. Comm. Eng. Trans. Fundamentals (掲載確定)

    • NAID

      110007519486

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  • [雑誌論文] Approximating the minmax rooted-tree cover in a tree

    • 著者名/発表者名
      H.Nagamochi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters (掲載確定)

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  • [雑誌論文] Bisecting a four-connected graph with three resource sets

    • 著者名/発表者名
      T.Ishii
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics (掲載確定)

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  • [学会発表] Approximation to the minimum cost edge installation problem2007

    • 著者名/発表者名
      E. Morsy
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Algorithms and Computation
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Approximating capacitated tree-routings in networks2007

    • 著者名/発表者名
      E. Morsy
    • 学会等名
      The 4th Annual Conference on Theory and Applications of Models of Computation
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A plane graph representation for tripartitions of a triconnected graph2007

    • 著者名/発表者名
      S. Ota
    • 学会等名
      The Kyoto International Conference on Computational Geometry and Graph Theory
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Approximation to the mimimum cost edge installation problem2007

    • 著者名/発表者名
      E., Morsy
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Algorithms and Computation
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Vehicle Scheduling Problems in Graphs, in T. F. Gonzalez(ed.): Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, Chapter 462007

    • 著者名/発表者名
      Y. Karuno
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      Chapman & Hall
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Practical Algorithms for Two-dimensional Packing, in T. F. Gonzalez (ed.): Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, Chapter 362007

    • 著者名/発表者名
      S. Imahori
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      Chapman & Hall
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [図書] Vehicle Scheduling Problems in Graphs, in T. F. Gonzalez (ed.): Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, Chapter 462007

    • 著者名/発表者名
      Y. Karuno
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      Chapman & Hall
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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