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グラフのライドシェアリング問題とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K11813
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60010:情報学基礎論関連
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) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019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 / FTPアルゴリズム / 計算量理論 / NP困難 / FPTアルゴリズム
研究開始時の研究の概要

本研究ではグラフのライドシェアリング問題を解く効率のよいアルゴリズムの設計論を構築するとともに緊急支援物資輸送などへの応用可能な経路策定方法論を研究目的とする。ライドシェアリング問題を含む実社会で生じる問題のほとんどは一般グラフにおいて理論的にNP困難であることが示されている。グラフ構造がある程度制限した場合には多くのNP困難な計算問題が多項式時間計算可能であることが予想されている。本研究では、応用上よく現れるグラフのクラスに限定し、ライドシェアリング問題を解くアルゴリズムの設計論を構築し、大規模災害発生時に刻々変化する道路網に対応可能なよりよい緊急支援物資輸送経路を策定することが目的である。

研究成果の概要

本研究ではグラフのライドシェアリング問題を解く効率のよいアルゴリズムの設計論を構築するとともに、大規模災害発生時の緊急支援物資輸送などへの応用可能な経路策定方法論を研究する目的であり、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。
本研究で開発したアルゴリズムは、木やコグラフなどにおける数多くの組合せ問題に適用可能と思い、効率よいアルゴリズム、多項式時間アルゴリズム、FPTアルゴリズムの開発に貢献でき、しかも得られた成果をまとめた5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。特に木に対しては、グラフの分割と巧みな動的計画法を導入して、FPTアルゴリズムを開発することにも成功した。特に本研究で開発したアルゴリズムは、木やコグラフにおける数多くの組合せ問題に適用可能と思い、効率よいアルゴリズム、FPTアルゴリズムの開発に役に立つと思っている。本研究で得られた成果をまとめた5編の学術論文が発表されている。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)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Decremental optimization of vertex-coloring under the reconfiguration framework2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yanagisawa, Yuma Tamura, Akira Suzuki and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Proceedings of the 27th International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2021), Lecture Notes in Computer Science (LNCS)

      巻: 13025 ページ: 355-366

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximability of the independent feedback vertex set problem for bipartite graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 849 ページ: 227-236

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Approximability of the Independent Feedback Vertex Set Problem for Bipartite Graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 849 ページ: 227-236

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2020.10.026

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimization and Parameterized Variants of Vertex Partition Problems on Graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Proceedings of the 31st International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC2020), Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs)

      巻: 181

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Approximability of the Independent Feedback Vertex Set Problem for Bipartite Graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12049 ページ: 286-295

    • DOI

      10.1007/978-3-030-39881-1_28

    • ISBN
      9783030398804, 9783030398811
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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
      2019 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 Minimum Steiner Trees via Vertex Exchanges2019

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

      Leibniz International Proceedings in Informatics

      巻: 138

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Decremental optimization of vertex-coloring under the reconfiguration framework2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yanagisawa, Yuma Tamura, Akira Suzuki and Xiao Zhou
    • 学会等名
      The 27th International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization variant of vertex-coloring reconfiguration problem,2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yanagisawa, Akira Suzuki, Yuma Tamura and Xiao Zhou
    • 学会等名
      情報処理学会 第185回アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 区間グラフに対するハミルトン閉路遷移問題2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 颯介,鈴木 顕,伊藤 健洋,周 暁
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2021年 総合大会 COMP 学生シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Minimizing a Vertex Set Satisfying Specific Graph Properties2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      情報処理学会 第180回アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Approximation of the Independent Feedback Vertex Set Problem2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      情報処理学会 第177回アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Approximability of the Independent Feedback Vertex Set Problem for Bipartite Graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      the 14th International Conference and Workshop on Algorithms and Computation (WALCOM2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approximability of the Independent Feedback Vertex Set Problem for Bipartite Graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Yuma Tamura, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      Proceedings of the 14th International Conference and Workshop on Algorithms and Computation (WALCOM 2020),
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconfiguration of Minimum Steiner Trees via Vertex Exchanges2019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Mizuta, Tatsuhiko Hatanaka, Takehiro Ito and Xiao Zhou
    • 学会等名
      Proceedings of the 44th International Symposium on Mathematical Foundations of Computer Science (MFCS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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