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フラクタル階層ネットワークの自己組織化と増強法

研究課題

研究課題/領域番号 25330100
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 情報ネットワーク
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

林 幸雄  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70293397)

研究分担者 松久保 潤  北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (90413872)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード自己組織化 / 遅延耐性ネットワーク(DTN) / 自律分散 / ルーティング / 再帰分割 / 頑健性 / 玉葱状構造 / 人口分布 / ネットワーク科学 / 道路網 / 部分複写 / ランダム過程 / 地理的空間 / 通信効率 / 遅延耐性(DTN)ネットワーク / メッセージフェリー
研究成果の概要

増大する通信量に対してスケーラブルに成長する構造を災害等に活用する為、人口分布に応じた再帰分割で設計されたネットワーク上で、乱歩による探索が非一様な通信分布において優れることを明らかにし、搬送蓄積型の遅延耐性ネットワークのルーティング法に拡張した。さらに、その階層面の効率的巡回リレー法を提案し、遅延最小の負荷配分の最適問題を解いた。また、長方形の再帰四分割で構築した道路網を近似する土台から成長させたネットワークが、高い頑健性と通信効率を兼ね備えることを示した。
さらに副産物として、攻撃耐性が極めて強い頑健な玉葱状構造を協調的な部分複写等に基づいて成長させる構築手法を世界で初めて見出した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 人口分布に基づく道路網状土台上の頑健かつ効率的な成長型ネットワークモデル2017

    • 著者名/発表者名
      松久保潤、林幸雄
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 6 ページ: 1-11

    • NAID

      170000148688

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially self-organized resilient networks by a distributed cooperative mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      Physica A

      巻: 457 ページ: 255-269

    • DOI

      10.1016/j.physa.2016.03.090

    • NAID

      120006463889

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Asymptotic behavior of the node degrees in the ensemble average of adjacency matrix2016

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      Network Science

      巻: 4(3) 号: 3 ページ: 385-399

    • DOI

      10.1017/nws.2016.10

    • NAID

      120006027364

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simple Derivation of the Lifetime and the Distribution of Faces for a Binary Subdivision Model2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals

      巻: E98-A(8) ページ: 1841-1844

    • NAID

      130005089889

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recoverable DTN Routing based on a Relay of Cyclic Message-Ferries on a MSQ Network2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      IEEE Xplore Digital Library

      巻: SASO(FoCAS)2015 ページ: 37-42

    • DOI

      10.1109/sasow.2015.11

    • NAID

      120006675921

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Growing Self-organized Design of Efficient and Robust Complex Networks2014

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      IEEE Xplore Digital Library

      巻: SASO 2014 ページ: 50-59

    • DOI

      10.1109/saso.2014.17

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 頑健な玉葱状ネットワークの増殖的な自己組織化構築法2014

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 第11回複雑コミュニケーションサイエンス研究会

      巻: USB予稿集CSS-001 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 再帰的面分割によるネットワーク構築とDTN探索戦略に関するレビュー2014

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 第10回複雑コミュニケーションサイエンス研究会

      巻: USB予稿集CSS-2014-008 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Analysis for Betweeness Centrality in Social Network Models2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kawamoto, Jun Matsukubo, and Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      The 2nd International Conference on Industrial Application Engineering 2014

      巻: 1 ページ: 27-31

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Fractal-like Network Structure for Efficient Search of Targets at Unknown Positions and for Cooperative Routing2013

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi, and Takayuki Komaki
    • 雑誌名

      International Journal On Advances in Networks and Services

      巻: 6 ページ: 37-50

    • NAID

      120005367955

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imitations lead to spatial clusters of relatively large degree nodes in a random growing network,2013

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 雑誌名

      Yukio Hayashi, Imitations leaSatellite: Dynamic Information and Communication Networks 2013, Netsci2013

      巻: 0 ページ: 189-189

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Emergence of Resilience in Growing Networks by Range-limited Intermediations2016

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Complex Networks and their Applications
    • 発表場所
      Milan Italy
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 情報ネットワーク科学シリーズ全体と第1巻の話 -レジリエントなネットワークの新設計法を含め-2016

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサエティ大会 招待講演 企画セッション  BI-3 情報ネットワーク科学に関する最新学術動向
    • 発表場所
      北海道大学 北海道 札幌市
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人口分布に従った遅延耐性ネットワークの最適化2016

    • 著者名/発表者名
      高 陽, 林 幸雄
    • 学会等名
      情報処理学会  第13回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      オークラアカデミアパークホテル 千葉県 木更津市
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 災害発生時における空間的拡がりをもつ被害を想定したネットワーク構築2016

    • 著者名/発表者名
      山中康行, 林 幸雄
    • 学会等名
      情報処理学会  第13回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      オークラアカデミアパークホテル 千葉県 木更津市
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 道路網状土台の上で成長する頑健な通信網の構造的特徴2016

    • 著者名/発表者名
      松久保 潤, 林 幸雄
    • 学会等名
      情報処理学会  第13回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      オークラアカデミアパークホテル 千葉県 木更津市
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 分散協調する無人機で構成された復活力を持つ情報通信ネットワークシステム2016

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 道路状土台の上で成長する頑健な通信網の構築法2016

    • 著者名/発表者名
      松久保 潤、林 幸雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 成長するネットワークの次数分布推定の一般的枠組み2016

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2016総合大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Resilient spatial networks with onion-like topological structure on fractal growths2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi, and Jun Matsukubo
    • 学会等名
      Conference on Complex Systems
    • 発表場所
      Tempe, Arizona, USA
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recoverable DTN Routing based on a Relay of Cyclic Message-Ferries on a MSQ Network2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 学会等名
      The 9th IEEE International Conference on SASO(Self-Adaptive and Self-Organizing systems
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approximation of Betweenness Centrality for application to the social network2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kawamoto, Jun Matsukubo and Yukio Hayashi
    • 学会等名
      The 8th International collaboration Symposium on Information, Production and Systems
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan IPS Waseda University Kitakyushu
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Emergence of robust and efficient networks in an incrementally growing mechanism2014

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi, and Jun Matsukubo
    • 学会等名
      European Conference on Complex Systems 2014
    • 発表場所
      Lucca Italy
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Growing Self-organized Design of Efficient and Robust Complex Networks2014

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hayashi
    • 学会等名
      The 8th IEEE International Conference on Self-Adaptive and Self-Organizing Systems
    • 発表場所
      London, UK
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ネットワーク生態学シンポジウムの十年を振り返って2014

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 学会等名
      第11回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      葉山(神奈川) 湘南国際村センター
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 空間上の次世代ネットワーク設計法 -自己組織化の四本柱を中心に-2014

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 学会等名
      第11回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      葉山(神奈川) 湘南国際村センター
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会的ネットワークへの適用を考えた媒介中心性の近似計算2014

    • 著者名/発表者名
      河本 和也, 林 幸雄, 松久保 潤
    • 学会等名
      第11回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      葉山(神奈川) 湘南国際村センター
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ネットワークの構造的特徴に対する頑健性の解析2014

    • 著者名/発表者名
      石川 尚人, 松久保 潤, 林 幸雄
    • 学会等名
      第11回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 発表場所
      葉山(神奈川) 湘南国際村センター
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 経路の局所的な媒介度に基づくショートカットリンクの追加法2013

    • 著者名/発表者名
      松久保 潤, 林 幸雄
    • 学会等名
      第10回ネットワーク生態学シンポジウム予稿集
    • 発表場所
      兵庫県有馬、かんぽの宿 有馬
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] 情報ネットワーク科学入門(9章 情報ネットワークとレジリエンス)2015

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄(分担執筆)
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 自己組織化する複雑ネットワーク -空間上の次世代ネットワークデザイン-2014

    • 著者名/発表者名
      林 幸雄
    • 総ページ数
      166
    • 出版者
      近代科学社
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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