アントコロニー最適化手法の枠組みの拡張に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22500215
• 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: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 阪南大学
• 研究代表者: 筒井 茂義 阪南大学, 経営情報学部, 教授 (90188590)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: アントコロニー最適化 / マルチコア計算機 / GPU / GPGPU / 並列 ACO / ACO / 並列計算 / 島モデル / マスター／スレーブモデル / アントコロニー最適化手法 / 組合せ最適化問題 / 2次割当て問題 / GPU計算 / 超並列計算 / メニーコア計算機 / 並列ACOアルゴリズム

研究概要

アントコロニー最適化(Ant Colony Optimization,ACO)手法は,アリの採餌行動にヒントを得た探索手法であり,解くことが困難な多くの組合せ最適化問題に適用され,有効な結果が得られている.これらの問題を解く際には,高速にアルゴリズムを実行することが重要である.本研究では,(1)ACOをマルチコア計算機で高速に解く手法,(2)GPU(Graphic Processing Unit)によりACOを超並列計算する手法,の2つの提案を行った.ACOとしては,申請者が提案したcAS(Cunning Ant System)を用いた.

研究成果

• [雑誌論文] GPGPUを用いた並列アントコロニー最適化法による2次割当て問題の高速解法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｃ（電子・情報・システム部門誌） 巻: 133 号: 3 ページ: 583-595
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.133.583
  • NAID: 10031155354
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
• [雑誌論文] GPGPU を用いた並列アントコロニー最適化法による2 次割当て問題の高速解法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C（電子・情報・システム部門誌） 巻: 133 ページ: 583-595
  • NAID: 10031155354
• [雑誌論文] ACO on Multiple GPUs with CUDA for Faster Solution of QAPs,Proceedings of the Parallel Problem Solving from Nature - PPSN XII (PPSN 2012), Part II (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Springer, Lecture Notes in Computer Science 巻: Vol. 7492 ページ: 174-184
  • URL: http://www.springer.com/computer/ai/book/978-3-642-32963-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the effect of using multiple GPUs in solving QAPs with CUDA, Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO 2012) (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Companion Material Proceedings ページ: 629-630
  • URL: http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2330893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Implementation of histogram based sampling algorithm within an EDA scheme with CUDA (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2012) ページ: 1-8
  • URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6256444&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F6241678%2F6252855%2F06256444.pdf%3Farnumber%3D6256444
• [雑誌論文] GPUを用いた高速並列進化計算による組合せ最適化問題へのアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 雑誌名: オペレーションズ・リサーチ 巻: Vol.57,No.5 ページ: 261-269
  • NAID: 110009437444
• [雑誌論文] AnImplementation of histogram based sampling algorithm within an EDA scheme with CUDA (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE Congress on Evolutionary Computation 巻: 1 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the effect of using multiple GPUs in solving QAPs with CUDA (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Genetic and Evolutionary Computation Conference 巻: 1 ページ: 629-630
  • 査読あり
• [雑誌論文] ACO on Multiple GPUs with CUDA for Faster Solution of QAPs (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Proceedings of the Parallel Problem Solving from Nature - PPSN XII 巻: 1 ページ: 174-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Comparative Study of ACO and EDA Schemes in Solving QAPs (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Lin Son
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Symposium on Advanced Intelligent System (ISIS 2011) ページ: 338-341
• [雑誌論文] ACO with Tabu Search on a GPU for Solving QAPs using Move-Cost Adjusted Thread Assignment (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO 2011) ページ: 1547-1554
  • URL: http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2001785&dl=ACM&coll=DL&CFID=214819452&CFTOKEN=31652249
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast QAP Solving by ACO with 2-opt LocalSearch on a GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2011 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC-2011) ページ: 812-819
  • URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5949702&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F5936494%2F5949581%2F05949702.pdf%3Farnumber%3D5949702
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Comparative Study of ACO and EDA Schemes in Solving QAPs (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui, Lin Son
  • 雑誌名: 12th International Symposium on Advanced Intelligent System ページ: 338-341
• [雑誌論文] ACO with Tabu Search on a GPU for Solving QAPs using Move-Cost Adjusted Thread Assignment (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui, Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Genetic and Evolutionary Computation Conference ページ: 1547-1554
  • DOI: 10.1145/2001576.2001785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast QAP solving by ACO with 2-opt local search on a GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui, Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: IEEE Congress on Evolutionary Computation ページ: 812-819
  • DOI: 10.1109/cec.2011.5949702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel Ant Colony Optimization Algorithmon a Multi-core Processor (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the7-th International Conference on Swarm Intelligence (ANTS-2010) 巻: Vol. LNCS 6234 ページ: 488-495
  • URL: http://www.springer.com/computer/ai/book/978-3-642-15460-7?otherVersion=978-3-642-15461-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Highly-Parallel TSP Solver for a GPU Computing Platform (2010)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Fujimoto and Shigeyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: Proceedings of the 7th International Conference on Numerical Methods and Applications 巻: Vol. LNCS 6046 ページ: 264-271
  • URL: http://www.springer.com/computer/theoretical+computer+science/book/978-3-642-18465-9?otherVersion=978-3-642-18466-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Analytical Study of GPU Computation for Solving QAPs by Parallel Evolutionary Computation with Independent Run (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2010 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC-2010) ページ: 889-896
  • URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?reload=true&arnumber=5585960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel Ant Colony Optimization Algorithm on a Multi-core Processor (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui, Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: International Conference on Swarm Intelligence (ANTS-2010) 巻: LNCS 6234 ページ: 488-495
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Highly-Parallel TSP Solver for a GPU Computing Platform (2010)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Fujimoto, Shigeyoshi Tsutsui
  • 雑誌名: International Conference on Numerical Methods and Applications 巻: LNCS 6046 ページ: 264-271
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Analytical Study of GPU Computation for Solving QAPs by Parallel Evolutionary Computation with Independent Run (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui, Noriyuki Fujimoto
  • 雑誌名: IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC-2010) ページ: 889-896
  • 査読あり
• [学会発表] 進化計算による組合せ最適化問題へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会関西支部産学官交流会「インテリジェント技術とOR」
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 進化計算による組合せ最適化問題へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会関西支部産学官交流会「インテリジェント技術とOR」
  • 発表場所: 大阪府立大学中之島サテライト(大阪市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] GPU計算におけるSIMTを考慮したQAPの効率的な並列計算解法について平成23年(2011年) (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 学会等名: 電気学会電・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] GPU計算におけるSIMTを考慮したQAPの効率的な並列計算解法について (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 学会等名: 平成23年(2011年)電気学会電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス(富山市)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 進化計算の高速化の一手法:マルチスレッドから超多スレッドプログラミングへ (2011)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 学会等名: 平成23年電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] GPUによる並列ACOを適用したQAP高速解法について (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義,藤本典幸
  • 学会等名: 進化計算学会進化計算シンポジウム
  • 発表場所: 福岡レイクサイドホテル久山
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] GPUを用いた高並列進化計算による巡回セールスマン問題の一解法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤本典幸,筒井茂義
  • 学会等名: 人工知能学会第5回進化計算フォロンティア研究会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] CUDAGPUを用いた並列GAによる巡回セールスマン問題の解法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤本典幸,筒井茂義
  • 学会等名: 平成22年電気学会電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] ACOアルゴリズムのマルチコア型計算機における並列化とその性能について (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 学会等名: 人工知能学会第4回進化計算フォロンティア研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] GPUによる並列ACOを適用したQAP高速解法について (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義, 藤本典幸
  • 学会等名: 進化計算学会 進化計算シンポジウム2010
  • 発表場所: 福岡 レイクサイドホテル久山
• [学会発表] CUDA GPUを用いた並列GAによる巡回セールスマン問題の解法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤本典幸, 筒井茂義
  • 学会等名: 平成22年電気学会 電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [図書] Spriger, Massively Parallel Evolutionary Computation on GPGPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui and Pierre Collet (Eds)
  • 総ページ数: 418
  • URL: http://www.springer.com/computer/ai/book/978-3-642-37958-1.
• [図書] Massively Parallel Evolutionary Computaion on GPGPUs (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeyoshi Tsutsui
  • 総ページ数: 450
  • 出版者: Springer
• [図書] 進化技術ハンドブック第1巻基礎編(13章群知能の13.1節) (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: 近代科学社
• [図書] 進化技術ハンドブック第1巻基礎編(13章群知能の13.1節)アンコロニー最適化を担当 (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井茂義、片井修, 他
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: 近代科学社
• [備考]
  • URL: http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/
• [備考]
  • URL: http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/
• [備考]
  • URL: http://www.hannan-u.ac.jp/~tsutsui/paper.html