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可変深度探索に基づく高性能メタ戦略アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12166
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61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関岡山理科大学

研究代表者

片山 謙吾  岡山理科大学, 工学部, 教授 (80309541)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード組合せ最適化 / メタ戦略 / 局所探索 / 最大クリーク問題 / グラフ彩色問題 / フローショップスケジューリング問題 / ドローン併用配送計画問題 / 2次割当問題
研究開始時の研究の概要

工学をはじめとする様々な分野にあらわれる実問題の多くは、組合せ最適化問題として定式化される。組合せ最適化問題に対しては,短時間に良好な近似解を算出する近似解法の研究がさかんに行われているものの、多くのパラメータ設定を余儀なくされるなど複雑化する傾向にある。本研究は、実用上重要な組合せ最適化問題として知られている最大クリーク問題や2次割当問題などを対象として、パラメータ設定をできるだけ少なくした、よりシンプルな、メタ戦略にもとづく近似解法を開発する。

研究成果の概要

本研究は、組合せ最適化問題に対して良好な近似解を実用時間内に効率的に算出するメタ戦略アルゴリズムにもとづく近似解法の高性能化の研究を行った。特に、大規模なグラフを対象とした最大クリーク問題に対して、関連するグラフ彩色問題におけるアイデアを導入した可変深度探索にもとづくアルゴリズムを示し、効率的な探索を実現できることなどを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は最大クリーク問題を中心に様々なメタ戦略アルゴリズムについて研究を進めた。その中で、グラフ彩色問題に着目した研究内容について述べる。
最大クリーク問題とグラフ彩色問題は、多くの応用を有する実用上重要な問題であるが、NP困難であるため、高品質な解を実用時間内に求めることが必要となっている。これらの問題はグラフ理論において密接に関係しているものの、最大クリーク問題に対する高性能な近似解法においてグラフ彩色の考えを取り入れた研究は多くない状況である。よって、最大クリーク問題に対する可変深度探索にもとづく高性能な局所探索法にグラフ彩色のアイデアを導入したアルゴリズムを示し、その有効性を示した。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 25件)

  • [雑誌論文] フローショップスケジューリング問題に対する拡張NEH法2023

    • 著者名/発表者名
      伊東, 駿,小田, 哲也,片山, 謙吾
    • 雑誌名

      岡山理科大学紀要

      巻: 55 ページ: 63-71

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Speeding-Up Construction Algorithms for the Graph Coloring Problem2022

    • 著者名/発表者名
      KANAHARA Kazuho、KATAYAMA Kengo、TOMITA Etsuji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105.A 号: 9 ページ: 1241-1251

    • DOI

      10.1587/transfun.2021DMP0011

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2022-09-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Speeding-up Construction Algorithms for the Graph Coloring Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kanahara, Kengo Katayama, Etsuji Tomita
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E105-A

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Tabu list strategy based DQN for AAV mobility in indoor single-path environment: Implementation and performance evaluation2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Nobuki、Oda Tetsuya、Hirata Aoto、Nagai Yuki、Hirota Masaharu、Katayama Kengo、Barolli Leonard
    • 雑誌名

      Internet of Things

      巻: 14 ページ: 100394-100394

    • DOI

      10.1016/j.iot.2021.100394

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A hyper-heuristic for the maximum clique problem2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kanahara,Kengo Karayama, Etsuji Tomita
    • 雑誌名

      The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Technical Report

      巻: IEICE-COMP-426 ページ: 33-37

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 最大クリーク抽出アルゴリズムMCTのさらなる高速化2021

    • 著者名/発表者名
      柳澤士朗,富田悦次, 片山謙吾, 金原一歩, 戸田貴久, 伊藤大雄, 若月光夫, 西野哲朗
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: IEICE-COMP-426 ページ: 38-45

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] グラフ彩色問題における解構築法の効率化2019

    • 著者名/発表者名
      金原一歩, 片山謙吾, 富田悦次, 岡野傑士, 三宅孝史, 西原典孝
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: COMP2019-11

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 最大クリーク問題に対する探索頻度情報にもとづく反復k-opt局所探索法の性能2019

    • 著者名/発表者名
      金原一歩, 片山謙吾, 富田悦次, 松崎空良
    • 雑誌名

      人工知能学会研究会資料

      巻: SIG-FPAI-B803-06

    • NAID

      130008061372

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Iterated Local Search Metaheuristic for the Vehicle Routing Problem with Drones2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iseki, Shun Ito, Kengo Katayama
    • 学会等名
      2024 3rd International Conference on Intelligent Systems Design and Engineering Applications (ISDEA 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フローショップスケジューリング問題に対する改良反復局所探索法2024

    • 著者名/発表者名
      伊東 駿, 井関 智也,小田 哲也,片山 謙吾
    • 学会等名
      2024年電子情報通信学会総合大会論文集, D-1-05
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ドローン併用配送計画問題に対する局所探索法の性能比較2024

    • 著者名/発表者名
      井関 智也, 伊東 駿,片山 謙吾
    • 学会等名
      2024年電子情報通信学会総合大会論文集, A-1-21
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フローショップスケジューリング問題に対する反復局所探索法の改良2023

    • 著者名/発表者名
      伊東 駿, 井関 智也,小田 哲也,片山 謙吾
    • 学会等名
      2023 年度 (第 74 回) 電気・情報関連学会中国支部連合大会論文集, R23-23-08
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ドローン併用配送計画問題に対する局所探索法について2023

    • 著者名/発表者名
      井関 智也, 伊東 駿,片山 謙吾
    • 学会等名
      2023 年度 (第 74 回) 電気・情報関連学会中国支部連合大会論文集, R23-18-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フローショップスケジューリング問題に対する反復局所探索法における摂動処理の改良2023

    • 著者名/発表者名
      伊東 駿,井関 智也,小田 哲也,片山 謙吾
    • 学会等名
      情報科学技術フォーラム講演論文集, 133-134
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ドローン併用配送計画問題に対する異なるドローン運用方法による影響について2023

    • 著者名/発表者名
      井関 智也,伊東 駿,片山 謙吾
    • 学会等名
      情報科学技術フォーラム講演論文集, 103-104
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フローショップスケジューリング問題に対する解構築法の拡張2023

    • 著者名/発表者名
      伊東 駿, 金原一歩, 小田哲也, 片山謙吾
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会総合大会論文集, D-1-6
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The Performance of a Local Search based on Vertex Coloring for the Maximum Clique Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Kanahara Kazuho、Ito Shun、Katayama Kengo
    • 学会等名
      Proceedings of the 10th International Conference on Computer and Communications Management
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Extended NEH based Method for Permutation Flowshop Scheduling Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Shun、Kanahara Kazuho、Oda Tetsuya、Katayama Kengo
    • 学会等名
      Proceedings of the 10th International Conference on Computer and Communications Management
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フローショップスケジューリング問題に対するNEHの拡張2022

    • 著者名/発表者名
      伊東 駿, 金原一歩, 小田哲也, 片山謙吾
    • 学会等名
      2022 年度 (第 73 回) 電気・情報関連学会中国支部連合大会論文集, R22-23-16
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] An Efficient Local Search for the Maximum Clique Problem on Massive Graphs2022

    • 著者名/発表者名
      Kanahara, K., Oda, T., Kulla, E., Uejima, A., Katayama, K.
    • 学会等名
      Advances in Internet, Data & Web Technologies. EIDWT 2022. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, vol 118. Springer
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Delaunay Edge and CCM-Based SA Approach for Mesh Router Placement Optimization in WMN: A Case Study for Evacuation Area in Okayama City2022

    • 著者名/発表者名
      Hirata, A., Oda, T., Saito, N., Yasunaga, T., Katayama, K., Barolli, L.
    • 学会等名
      Advances in Internet, Data & Web Technologies. EIDWT 2022. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, vol 118. Springer, Cham
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Simulation System for Mesh Router Placement in WMNs Considering Coverage Construction Method and Simulated Annealing2021

    • 著者名/発表者名
      Aoto Hirata, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Tomoya Yasunaga, Kengo Katayama, Leonard Barolli
    • 学会等名
      16th International Conference on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications, BWCCA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Coverage Construction and Hill Climbing Approach for Mesh Router Placement Optimization: Simulation Results for Different Number of Mesh Routers and Instances Considering Normal Distribution of Mesh Clients2021

    • 著者名/発表者名
      Aoto Hirata, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Yuki Nagai, Masaharu Hirota, Kengo Katayama, Leonard Barolli
    • 学会等名
      the 15th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems (CISIS-2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a Haptics and LSTM Based Soldering Motion Analysis System2021

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Toyoshima, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      10th IEEE Global Conference on Consumer Electronics, GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FPGA Implementation of a Fuzzy Inference Based Quadrotor Attitude Control System2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Matsui, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      10th IEEE Global Conference on Consumer Electronics, GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a Semi-automatic Graph Generation System for Raster Map2021

    • 著者名/発表者名
      Aoto Hirata, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Yuki Nagai, Kengo Katayama, Masaharu Hirota
    • 学会等名
      10th IEEE Global Conference on Consumer Electronics, GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Object Detection and Pose Estimation Approaches for Soldering Danger Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Yasunaga, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Kyohei Toyoshima, Kengo Katayama
    • 学会等名
      10th IEEE Global Conference on Consumer Electronics, GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a Fuzzy Inference Based Robot Vision for CNN Training Image Acquisition2021

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Yukawa, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Kyohei Toyoshima, Kengo Katayama
    • 学会等名
      10th IEEE Global Conference on Consumer Electronics, GCCE 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Speeding-Up of Construction Algorithms for the Graph Coloring Problem2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Kanahara, Kengo Katayama, Takafumi Miyake, Etsuji Tomita
    • 学会等名
      Advances on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications. BWCCA 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 159. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61108-8_21
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applying a Local Search for the Uncapacitated p-Median Problem to the Capacitated Problem2020

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyake, Kengo Katayama, Kazuho Kanahara, Tetsuya Oda
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach of a Word2Vec Based Tourist Spot Collection Method Considering COVID-192020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagai, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Tetsuya Oda, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      Advances on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications. BWCCA 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 159. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61108-8_7
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Implementation of a DQN Based AAV2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Saito, Tetsuya Oda, Aoto Hirata, Yuto Hirota, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      Advances on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications. BWCCA 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 159. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61108-8_32
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Coverage Construction Method Based Hill Climbing Approach for Mesh Router Placement Optimization2020

    • 著者名/発表者名
      Aoto Hirata, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      Advances on Broad-Band Wireless Computing, Communication and Applications. BWCCA 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 159. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-61108-8_35
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A DQN Based Mobile Actor Node Control in WSAN: Simulation Results of Different Distributions of Events Considering Three-Dimensional Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Toyoshima, Tetsuya Oda, Masaharu Hirota, Kengo Katayama, Leonard Barolli
    • 学会等名
      Advances in Internet, Data and Web Technologies. EIDWT 2020. Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, vol 47. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-39746-3_21
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach of a Solution Construction Method for Mesh Router Placement Optimization Problem2020

    • 著者名/発表者名
      Aoto Hirata, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Kazuho Kanahara, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal and Experimental Results of a DNN Based Real-Time Recognition Method for Ohsone Style Fingerspelling in Static Characters Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Hirota, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach of a Japanese Co-Occurrence Words Collection Method for Construction of Linked Open Data for COVID-192020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagai, Tetsuya Oda, Nobuki Saito, Aoto Hirata, Masaharu Hirota, Kengo Katayama
    • 学会等名
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Performance of a Metaheuristic Algorithm for Finding a Maximal Weight Clique Problem in the Fill-in-Blank2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kanahara, K. Katayama, N. Funabiki and E. Tomita
    • 学会等名
      T2020 8th International Conference on Information and Education Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach of Fuzzy Theory and Hill Climbing Based Recommender for Schedule of Life2020

    • 著者名/発表者名
      N. Saito, T. Oda, Y. Nagai, K. Kanahara, M. Hirota and K. Katayama
    • 学会等名
      2020 IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A DQN Based Mobile Actor Node Control in WSAN: Simulation Results of Different Distributions of Events Considering Three-Dimensional Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Toyoshima, Tetsuya Oda, Masaharu Hirota, Kengo Katayama, Leonard Barolli
    • 学会等名
      International Conference on Emerging Internetworking, Data & Web Technologies EIDWT 2020: Advances in Internet, Data and Web Technologies
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a Deep Q-Network Based Simulation System for Actuation Decision in Ambient Intelligence2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Oda, Chiaki Ueda, Ryo Ozaki, Kengo Katayama
    • 学会等名
      Workshops of the International Conference on Advanced Information Networking and Applications, WAINA 2019: Web, Artificial Intelligence and Network Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 即時移動戦略に基づくk-opt局所探索法2019

    • 著者名/発表者名
      岡野傑士, 片山謙吾, 金原一歩, 三宅孝史, 西原典孝
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム(FIT2019)講演論文集, CA-005
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフ彩色問題における解構築法の効率化2019

    • 著者名/発表者名
      金原一歩, 片山謙吾, 富田悦次, 岡野傑士, 三宅孝史, 西原典孝
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム(FIT2019)講演論文集, A-006
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 容量制約付きp-メディアン問題に対するk-opt局所探索法の性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      三宅孝史, 片山謙吾, 金原一歩, 岡野傑士, 西原典孝
    • 学会等名
      第18回情報科学技術フォーラム(FIT2019)講演論文集, A-013
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次割当問題に対する事前選択式可変近傍探索法2019

    • 著者名/発表者名
      岡野傑士, 片山謙吾, 金原一歩, 三宅孝史, 西原典孝
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集, R19-23-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 最大クリーク問題に対する反復k-opt局所探索法の制限緩和について2019

    • 著者名/発表者名
      金原一歩, 片山謙吾, 岡野傑士, 三宅孝史, 西原典孝
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集, R19-23-01-02
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 容量制約なしp-メディアン問題に対する局所探索法の容量制約付き問題への適用2019

    • 著者名/発表者名
      三宅孝史, 片山謙吾, 金原一歩, 岡野傑士, 西原典孝
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集, R19-23-01-03
    • 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: 2025-01-30  

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