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耐故障性を考慮したネットワーク設計問題に関するグラフアルゴリズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17700011
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 情報学基礎
研究機関小樽商科大学 (2006-2007)
豊橋技術科学大学 (2005)

研究代表者

石井 利昌  小樽商科大学, 商学部, 准教授 (30324487)

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
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード組合せ最適化 / アルゴリズム / ネットワーク設計 / グラフ理論 / グラフ連結度 / 多項式時間アルゴリズム / 近似アルゴリズム / ネットワーク設計データ構造 / データ構造 / 連結度 / グラフ分割
研究概要

通信網・交通網,VLSIの配線,施設配置問題など現実社会において解決が求められる多くの問題が,グラフ・ネットワーク的構造を持つ組合せ最適化問題として定式化される.グラフ理論における連結度の概念は,種々のネットワークの制御・設計において,耐故障性に関する基本的な評価尺度として用いられる.本研究では,特に連結度制約を持つネットワーク設計問題を中心に,それらを解く効率的なアルゴリズムを構築することを目的とする.
本年度は,これまで申請者が携わってきた,辺の付加により与えられた連結度要求を満たすようにグラフを増大させる連結度増大問題や,連結度要求を満たすように節点上に特別な施設(供給点)の集合を配置する供給点配置問題に対する効率的なアルゴリズムの研究をさらに推し進め,いくつかの結果を得た.例えば,点連結度要求を持つ供給点配置問題の近似可能性に関して次の結果を得た.
・無向グラフG=(V, E),関数c: V→R^+,関数d: V→Z^+が与えられたとき,各節点v∈VとSの間にv以外の節点を共有しないパスがd(v)本以上存在し,Σ_<v∈>vc(v)が最小である節点集合Sを求める問題に対し,cが一様の場合,max{d^*, 2d^*-6}倍近似可能であることを証明した.ただし,d^*=max{d(v) | v∈V}である.この問題は、これまで,P=NPでない限り,ある定数cに対してcln(Σ_<v∈>vd(v))倍より良い近似ができないことが知られている.また,cが一様かつ,d^*が定数のときでさえ,問題はNP困難であることが知られている.本研究の成果により,d^*が定数の場合は,cが一様であれば定数倍近似可能であることを示した.また,d^*が定数の場合でもAPX困難であることも示した.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Bisecting a four-connected graph with three resource sets2007

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 155

      ページ: 1441-1450

    • NAID

      120000803001

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Source location problem with local 3-vertex-Connectivity requirements2007

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics 155

      ページ: 2523-2538

    • NAID

      120000803712

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Greedy approximation for source location problem with vertex-connectivity requirements in undirected graphs2007

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th Annual International Sy mposium on Algorithms and Computation

      ページ: 29-40

    • NAID

      120006549569

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum cost source location problem with local 3-vertex-connectivity requirements2007

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Hitoshi Fujita, Hiroshi Nagamochi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science Vol. 372

      ページ: 81-93

    • NAID

      120000802939

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Minimum augmentation of edge-connectivity with monotone requirements in undirected graphs2007

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th Computing Theory : The Australian Theory Symposium

      ページ: 91-100

    • NAID

      110004741449

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Augmenting a (k-1)-vertex-connected multigraph to an 1-edge-connected and k-vertex-connected multigraph2006

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Hiroshi Nagamochi, Toshihide Ibaraki
    • 雑誌名

      Algorithmica Vo. 44,no. 3

      ページ: 257-280

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Augmenting Forests to Meet Odd Diameter Requirements2006

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Shigeyuki Yamamoto, Hiroshi Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Optimization Vol. 3

      ページ: 154-164

    • NAID

      120000802919

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Minimum augmentation of local edge-connectivity between vertices and vertex subsets in undirected graphs2006

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Masayuki Hagiwara
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics Vol. 154

      ページ: 2307-2329

    • NAID

      120000803126

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Augmenting a (k-l)-vertex-connected multigraph to an l-edge-connected and k-vertex-connected multigraph2006

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Hiroshi Nagamochi, Toshihide Ibaraki
    • 雑誌名

      Algorithmica Vol.44, no.3

      ページ: 257-280

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Bisecting a four-connected graph with three resource sets2005

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Kengo Iwata, Hiroshi Nagamochi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th Japanese-Hungarian Symposium on Discrete Mathematics and Its Applications

      ページ: 107-113

    • NAID

      120000803001

    • 関連する報告書
      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
      Hiroshi Nagamochi, Kengo Iwata, Toshimasa Ishii
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science A Vol.341

      ページ: 364-378

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] タンク繰りにおける経路探索法2005

    • 著者名/発表者名
      石井利昌, 永持仁, 高橋健吾, 西垣豊, 武田真人
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 Vol.18, no.6

      ページ: 213-221

    • NAID

      10016147943

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Bisecting a four-connected graph with three resource sets2005

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Kengo Iwata, Hiroshi Nagamochi
    • 雑誌名

      The 16th Annual international symposium on Algorithms and Computation

      ページ: 176-185

    • NAID

      120000803001

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Minimum augmentation of edge-connectivity between vertices and sets of vertices in undirected graphs

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii
    • 雑誌名

      Algorithmica (掲載決定済)

    • NAID

      120001466862

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bisecting a four-connected graph with three resource sets

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Kengo Iwata, Hiroshi Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics (掲載決定済)

    • NAID

      120000803001

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Minimum augmentation of local edge-connectivity between vertices and vertex subsets in undirected graphs

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Masayuki Hagiwara
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics (掲載決定済)

    • NAID

      120000803126

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Augmenting Forests to Meet Odd Diameter Requirements

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii, Shigeyuki Yamamoto, Hiroshi Nagamochi
    • 雑誌名

      Discrete Optimization (掲載決定済)

    • NAID

      120000802919

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 無向グラフにおける節点と節点集合間の辺連結度を増大させる問題について2007

    • 著者名/発表者名
      石井利昌
    • 学会等名
      2007年度日本オペレーションズ・リサーチ学会北海道支部第一回講演会
    • 発表場所
      小樽商科大学
    • 年月日
      2007-10-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Greedy approximation for source location problem with vertex-connectivity requirements in undirected graphs2007

    • 著者名/発表者名
      Toshimasa Ishii
    • 学会等名
      日本応用数理学会2007年度年会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 理系への数学10月号2007

    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      現代数学社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.otaru-uc.ac.jp/~ishii/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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