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避難所と避難経路提案のための支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04973
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25010:社会システム工学関連
研究機関東海大学

研究代表者

松井 泰子  東海大学, 理学部, 教授 (10264582)

研究分担者 土屋 守正  東海大学, 理学部, 特任教授 (00188583)
桑田 孝泰  東海大学, 理学部, 教授 (70307677)
松本 哲志  東海大学, 理学部, 教授 (30307235)
松井 知己  東京工業大学, 工学院, 教授 (30270888)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード列挙アルゴリズム / 連結グラフ / 避難経路 / 組合せ最適化 / 整数計画問題 / 避難経路探索 / グラフ理論 / 避難所
研究開始時の研究の概要

まず,防災に関連した既存研究を洗い出し,各事例に共通する問題を把握した後,避難に関した組合せ最適化問題を新たにモデル化する.その後,モデル化した問題の解集合が持つ組合せ構造の特徴を解明し,特徴を生かした列挙解法を構築する.すべての研究項目は各年度末に研究作業の見直し・検討を行い,随時補正しながら進める予定である.

研究実績の概要

本研究課題では,複数の避難経路を効率良く列挙するアルゴリズム構築を目的とする.
2023年度は以下の研究を行った.
(1)「トーラス上の避難経路の提案」について,アルゴリズム構築に向けて議論を重ねた結果,トポロジーの観点から列挙アルゴリズムが構築できるとの方向性が定まったが詳細は詰めておらず,引き続き検討する予定である.
(2)提案した「ドーナツ上の交差数最小経路問題」に関する論文は査読結果待ちであるが,国際会議IJCDCG^3 2023において口頭発表した.

他,各研究分担者は,各人の専門分野の観点から避難経路問題にアプローチし,引き続き研究を継続する.具体的には,桑田孝泰氏は, 研究代表者と避難経路策定の際のグラフの幾何学的特性について議論し,松本哲志氏は,木の特性を重視した避難経路提案とプログラミングを担当し,松井知己氏は,引き続き防災に関連した組合せ最適化問題に取り組む予定である.土屋守正氏は2023年度末での退職に伴い分担者を外れたが,他の研究分担者と協力して,土屋氏が担当されていたグラフ理論的観点からの避難経路問題を研究する予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

「トーラス上の避難経路の提案」に関しては,アルゴリズム構築の方向性は定まったが,解決には至っておらず,引き続き研究者間で議論する予定である.

今後の研究の推進方策

現在投稿中の研究成果が複数あり,次年度にはそれらを国際会議等で発表する予定である.

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A constant-ratio approximation algorithm for a class of hub-and-spoke network design problems and metric labeling problems: Star metric case2024

    • 著者名/発表者名
      Kuroki Yuko、Matsui Tomomi
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 349 ページ: 201-214

    • DOI

      10.1016/j.dam.2024.02.011

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parameterized Formal Graph Systems and Their Polynomial-Time PAC Learnability2023

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi SHOUDAI, Satoshi MATSUMOTO, Yusuke SUZUKI, Tomoyuki UCHIDA, Tetsuhiro MIYAHARA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E106.A 号: 6 ページ: 896-906

    • DOI

      10.1587/transfun.2022EAP1052

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 年月日
      2023-06-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monotone diameter of bisubmodular polyhedra2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui, Noriyoshi Sukegawa, Ping Zhan
    • 雑誌名

      Oper Res Forum

      巻: 4(76) 号: 4 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/s43069-023-00260-1

    • NAID

      110000532689

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A formulation of mask optimization into QUBO model for Ising machines2023

    • 著者名/発表者名
      Kohira Yukihide、Nakayama Haruki、Nonaka Naoki、Matsui Tomomi、Takahashi Atsushi、Kodama Chikaaki
    • 雑誌名

      Proceedings Volume 12751, Photomask Technology 2023

      巻: 12751 ページ: 81-81

    • DOI

      10.1117/12.2687615

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On p-coticlempetition graphs of loopless Hamiltonian digraphs without symmetric arcs and graph operations2022

    • 著者名/発表者名
      Kuniharu Yokomura, Morimasa Tsuchiya
    • 雑誌名

      Theory and Applications of Graphs

      巻: 9 号: 2

    • DOI

      10.20429/tag.2022.090203

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monte Carlo Methods for the Shapley--Shubik Power Index2022

    • 著者名/発表者名
      Yuto Ushioda, Masato Tanaka, and Tomomi Matsui
    • 雑誌名

      Games

      巻: 13 号: 3 ページ: 44-44

    • DOI

      10.3390/g13030044

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pseudo polynomial size LP formulation for calculating the least core value of weighted voting games2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masato、Matsui Tomomi
    • 雑誌名

      Mathematical Social Sciences

      巻: 115 ページ: 47-51

    • DOI

      10.1016/j.mathsocsci.2021.12.002

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Note on Enumeration of 3-Edge-Connected Spanning Subgraphs in Plane Graphs2021

    • 著者名/発表者名
      MATSUI Yasuko、OZEKI Kenta
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E104.D 号: 3 ページ: 389-391

    • DOI

      10.1587/transinf.2020FCL0002

    • NAID

      130007993194

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On strict-double-bound numbers of graphs and cut sets2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Kazutaka、Ogawa Kenjiro、Tagusari Satoshi、Tashiro Shin-ichiro、Tsuchiya Morimasa
    • 雑誌名

      Electronic Journal of Graph Theory and Applications

      巻: 9 号: 2 ページ: 443-443

    • DOI

      10.5614/ejgta.2021.9.2.16

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Additive approximation algorithms for modularity maximization2021

    • 著者名/発表者名
      Kawase Yasushi、Matsui Tomomi、Miyauchi Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Computer and System Sciences

      巻: 117 ページ: 182-201

    • DOI

      10.1016/j.jcss.2020.11.005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Posets with series parallel orders and strict-double-bound graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tashiro, Kenjiro Ogawa and Morimasa Tsuchiya
    • 雑誌名

      Bulletin of the Institute of Combinatorics and its Applications

      巻: 91 ページ: 128-137

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A doubly nonnegative relaxation for modularity density maximization2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Izunaga, T. Matsui, and Y. Yamamoto,
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics

      巻: 275 ページ: 6978-6978

    • DOI

      10.1016/j.dam.2018.09.023

    • 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] A fast algorithm for multiprocessor speed-scaling problem minimizing completion time and energy consumption2020

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Yusei、Kawase Yasushi、Matsui Tomomi、Shioura Akiyoshi
    • 雑誌名

      Information Processing Letters

      巻: 162 ページ: 105991-105991

    • DOI

      10.1016/j.ipl.2020.105991

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Enumerate All Routes on a Doughnut2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui and Shin-ichi Nakano
    • 学会等名
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics(ICIAM 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enumerate All Routes on a Doughnut2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui and Shin-ichi Nakano
    • 学会等名
      The 25th Indonesia-Japan Conference on Discrete and Computational Geometry, Graphs, and Games
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enumerating minimal vertex covers and dominating sets with capacity and/or connectivity constraints2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuaki Kobayashi,Kazuhiro Kurita,Yasuko Matsui,Hirotaka Ono
    • 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
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ルーティングゲームの最小コア2023

    • 著者名/発表者名
      小林知弘, 松井知己
    • 学会等名
      2023年度冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] パレート最適マッチングの多面体的特徴付け2023

    • 著者名/発表者名
      森山伊織, 松井知己
    • 学会等名
      2023年度冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A formulation of mask optimization into QUBO model for Ising machines2023

    • 著者名/発表者名
      Kohira Yukihide、Nakayama Haruki、Nonaka Naoki、Matsui Tomomi、Takahashi Atsushi、Kodama Chikaaki
    • 学会等名
      SPIE Photomask Technology + EUV Lithography 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maximum Russell Graph Measure の 項目別参照集合を用いた分析法2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤巧, 松井知己
    • 学会等名
      研究集会「最適化:モデリングとアルゴリズム」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The maximum volume of lattice corner 3-simplices with fixed number of interior lattice points2023

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Kuwata
    • 学会等名
      The 25th Indonesia-Japan Conference on Discrete and Computational Geometry, Graphs, and Games
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無順序木パターンに対する高精度グラフ畳み込みネットワークをオラクルとする質問学習モデルの解析2023

    • 著者名/発表者名
      石灘洸樹, 正代隆義, 内田智之, 松本哲志
    • 学会等名
      第143回MPS・第74回BIO合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 正規パターン言語の有限和に対する特徴集合とコンパクト性について2023

    • 著者名/発表者名
      武田 直人, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志, 鈴木 祐介, 宮原 哲浩
    • 学会等名
      2023年度夏のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 順序項木パターンに対する学習済GCNをオラクルとした質問学習アルゴリズムのランダム化による精度向上2023

    • 著者名/発表者名
      東山 的生, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志
    • 学会等名
      火の国情報シンポジウム2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 変数が隣接しない正規パターンにより定義される言語の有限和に対するコンパクト性2023

    • 著者名/発表者名
      武田 直人, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志, 鈴木 祐介, 宮原 哲浩
    • 学会等名
      2023年度冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 縮約可能変数を持つ項木パターンのマッチングアルゴリズム2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木 祐介, 内田 智之, 正代 隆義, 松本 哲志, 宮原 哲浩
    • 学会等名
      2023年度冬のLAシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Enumerate All Routes on a Doughnut2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui and Shin-ichi Nakano
    • 学会等名
      54th Southeastern International Conference on Combinatorics, Graph Theory and Computing
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 学習済超高精度GCNをオラクルとする順序項木パターンの質問学習モデルの解析と実データでの評価2023

    • 著者名/発表者名
      東山的生,野口大悟,内田智之,正代隆義,松本哲志
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高精度グラフ畳み込みネットワークをオラクルとする無順序木パターンの質問学習モデル2023

    • 著者名/発表者名
      石灘洸樹,正代隆義,内田智之,松本哲志
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 最適化と悪魔の証明(書)2023

    • 著者名/発表者名
      松井知己
    • 学会等名
      令和5年電気学会全国大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Find Routes on a Doughnut2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui and Shin-ichi Nakano
    • 学会等名
      The 24th Conference JCDCGGG 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Find Routes on a Doughnut2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui and Shin-ichi Nakano
    • 学会等名
      第34回位相幾何学的グラフ理論研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 順序木パターンの質問学習アルゴリズムによるグラフ畳み込みネットワークの予測根拠の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      小田 直季、内田 智之、正代 隆義、松本 哲志、鈴木 祐介、宮原 哲浩
    • 学会等名
      2022年度 人工知能学会全国大会(第36回)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 線形パターンの質問学習アルゴリズムによる深層学習モデルの予測根拠の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      武田 直人、内田 智之、正代 隆義、松本 哲志、鈴木 祐介、宮原 哲浩
    • 学会等名
      2022年度 人工知能学会全国大会(第36回)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Upper bound graphs and forbidden subposets2022

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Kawamura, Kenjiro Ogawa, Satoshi Tagusari, Morimasa Tsuchiya
    • 学会等名
      53rd Southeastern International Conference on Combinatorics, Graph Theory & Computing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Double maximal graphs of posets2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Tashiro, Morimasa Tsuchiya, Kenjiro Ogawa
    • 学会等名
      53rd Southeastern International Conference on Combinatorics, Graph Theory & Computing
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1つの正例と線形回数の所属性質問による変数次数が定数である線形順序項木パターンの言語族に対する質問学習アルゴリズム2022

    • 著者名/発表者名
      松本哲志,鈴木祐介,内田智之,正代隆義,宮原哲浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面グラフ上の辺連結全域部分グラフの列挙2021

    • 著者名/発表者名
      松井 泰子
    • 学会等名
      第33回位相幾何学的グラフ理論研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 辺連結全域部分グラフの列挙2021

    • 著者名/発表者名
      松井 泰子
    • 学会等名
      の名学術変革(A)「社会変革アルゴリズム基盤」(AFSA) 2021年度第2回領域集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A Note on Enumeration of 3-Edge-Connected Spanning Subgraphs in Plane Graphs2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui
    • 学会等名
      The 22nd Conference of the International Federation of Operations Research Societies(IFORS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 木パターンの質問学習アルゴリズムによる学習済みグラフニューラルネットワークの可視化についての考察2021

    • 著者名/発表者名
      小田直季,内田智之,正代隆義,松本哲志,鈴木祐介,宮原哲浩
    • 学会等名
      第26回 情報・統計科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] サークルグラフの頂点彩色2021

    • 著者名/発表者名
      田中雅人, 松井知己
    • 学会等名
      第33回位相幾何学的グラフ理論研究集会(TGT33)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 数直線へのエージェント割当問題2021

    • 著者名/発表者名
      久保宰, 松井知己
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所 共同研究(公開型), 不確実環境下における意思決定数理の新展開
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] トラックとドローンを用いた配送計画問題2021

    • 著者名/発表者名
      藤本健太, 松井知己
    • 学会等名
      スケジューリング学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 車定員削減に伴うスクールバス運行計画の策定2021

    • 著者名/発表者名
      浅井康喜, 松井知己
    • 学会等名
      都市のORサマーセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] サークルグラフの頂点彩色2021

    • 著者名/発表者名
      田中雅人, 松井知己
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] オッズ問題を解く線形計画法と動的計画法2021

    • 著者名/発表者名
      黒川幸香, 松井知己
    • 学会等名
      「動的決定モデルとその応用」研究部会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スマートフォンカメラを用いた標的射撃映像の特徴点選択手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      小柴春樹
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] サークルグラフの頂点彩色2021

    • 著者名/発表者名
      田中雅人
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Enumeration of Three-Edge-Connected Spanning Subgraphs in Plane Graphs2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Matsui
    • 学会等名
      WEPA 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Upper bound graphとdouble bound graphの変形について2020

    • 著者名/発表者名
      土屋守正
    • 学会等名
      第32回位相幾何学的グラフ理論研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Double bound graphとgraph operationについて2020

    • 著者名/発表者名
      戸澤佑哉
    • 学会等名
      2020年度応用数学合同研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 1つの正例と線形回数の所属性質問により学習可能な順序木言語族の部分クラスについて2020

    • 著者名/発表者名
      松本哲志
    • 学会等名
      統計科学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] サークルグラフの頂点彩色2020

    • 著者名/発表者名
      田中雅人
    • 学会等名
      数理最適化の理論・アルゴリズム・応用
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] ポール・エルデス:離散数学の魅力: 伝説の講義2023

    • 著者名/発表者名
      Vasek Chvatal(原著),秋山仁 (監修, 翻訳),小舘崇子,酒井利訓,徳永伸一,松井泰子 (共訳)
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      近代科学社
    • ISBN
      9784764906624
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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