グラフ構造を高度に利用した高性能グラフアルゴリズム設計

• 研究課題/領域番号: 26330017
• 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: 情報学基礎理論
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 宮野 英次 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (10284548)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014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: グラフ最適化問題 / 計算困難性 / グラフ構造 / 多項式時間アルゴリズム / 最適アルゴリズム / 近似アルゴリズム / 近似困難性 / 成分素シュタイナー木埋込問題 / 直径限定部分グラフ探索問題 / 距離d独立集合問題 / 次数制約グラフ有向化問題 / シュタイナー木埋込問題 / 次数制約部分グラフ探索問題

研究成果の概要

多くの重要なグラフ散最適化問題は計算量の意味で困難（NP困難）となる．すなわち，それらの問題の最適解を求めるための多項式時間で動作するアルゴリズムが存在しない．本研究では主に次の２つの研究成果を得た．（１）入力グラフが正則性，誘導閉路長，木構造との類似度などのグラフ構造を持つ場合について多項式時間で動作する最適アルゴリズムを設計した．（２）任意の入力グラフに対して最適解を近似する解を見つけることができる多項式時間アルゴリズムを設計した．

研究成果

• [国際共同研究] University of Alberta(カナダ)
• [国際共同研究] Georgia Southern University(米国)
• [雑誌論文] Approximation Algorithm for the Distance-3 Independent Set Problem on Cubic Graphs (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Zhilong Liu, Eiji Miyano
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 10167 ページ: 228-240
  • DOI: 10.1007/978-3-319-53925-6_18
  • ISBN: 9783319539249, 9783319539256
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Approximability of the Distance Independent Set Problem on Regular Graphs and Planar Graphs (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Zhilong Liu, Eiji Miyano
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 10043 ページ: 270-284
  • DOI: 10.1007/978-3-319-48749-6_20
  • ISBN: 9783319487489, 9783319487496
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental evalution of approximation algorithms for maximum distance-bounded subgraph problems (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Tomohiro Kubo, Eiji Miyano
  • 雑誌名: Proceedings of Joint 8th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 17th International Symposium on Advanced Intelligent Systems 巻: - ページ: 892-897
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A PTAS for the multiple parallel identical multi-stage flow-shops to minimize the makespan (2016)
  • 著者名/発表者名: Weitian Tong, Eiji Miyano, Randy Goebel, Guohui Lin
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th International Frontiers of Algorithmics Workshp 巻: LNCS9711 ページ: 227-237
  • DOI: 10.1007/978-3-319-39817-4_22
  • ISBN: 9783319398167, 9783319398174
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Approximation Algorithms for Packing Element-Disjoint Steiner Trees on Bounded Terminal Nodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Daiki Hoshika, Eiji Miyano
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E99.A 号: 6 ページ: 1059-1066
  • DOI: 10.1587/transfun.E99.A.1059
  • NAID: 130005154227
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regular induced subgraphs in bipartite and planar graphs (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th Japan-Korean Joint Workshop on Algorithms and Computation 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Logging with maximum length constraint (2016)
  • 著者名/発表者名: Ei Ando, Akitoshi Kawamura, Masashi Kiyomi, Eiji Miyano, Hirotaka Ono
  • 雑誌名: Proceedings of the 19th Japan-Korean Joint Workshop on Algorithms and Computation 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Degree-Constrained Graph Orientation: Maximum Satisfaction and Minimum Violation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Jesper Jansson, Eiji Miyano, and Hirotaka Ono
  • 雑誌名: Theory of Computing Systems 巻: 58 号: 1 ページ: 60-93
  • DOI: 10.1007/s00224-014-9565-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Graph Orientations Optimizing the Number of Light or Heavy Vertices (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Jesper Jansson, Eiji Miyano, and Hirotaka Ono
  • 雑誌名: Journal of Graph Algorithms and Applications 巻: 19 号: 1 ページ: 441-465
  • DOI: 10.7155/jgaa.00371
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optimal Approximation Algorithms for Maximum Distance-Bounded Subgraph Problems (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Yuya Doi, Eiji Miyano, and Hirotaka Shimizu
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 9486 ページ: 586-600
  • DOI: 10.1007/978-3-319-26626-8_43
  • ISBN: 9783319266251, 9783319266268
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Approximation Algorithms for Packing Element-Disjoint Steiner Trees on Bounded Terminal Nodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiki Hoshika, Eiji Miyano
  • 雑誌名: Proceedings of the 10th International Conference on Algorithmic Aspects of Information and Management (AAIM 2014) 巻: LNCS8546 ページ: 100-111
  • DOI: 10.1007/978-3-319-07956-1_10
  • NAID: 130005154227
  • ISBN: 9783319079554, 9783319079561
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Degree-Constrained Graph Orientation: Maximum Satisfaction and Minimum Violation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Jesper Jansson, Eiji Miyano, and Hirotaka Ono
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 8447 ページ: 24-36
  • DOI: 10.1007/978-3-319-08001-7_3
  • ISBN: 9783319080000, 9783319080017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complexity of Finding Maximum Regular Induced Subgraphs with Prescribed Degree (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano
  • 雑誌名: Theoretical Computer Science 巻: 550 ページ: 21-35
  • DOI: 10.1016/j.tcs.2014.07.008
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolutionary Algorithms for the Pursuit Problem (2014)
  • 著者名/発表者名: Eiji Miyano, Keisuke Tahara
  • 雑誌名: Proceedings of Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems 巻: none
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] アクセス制限付きバッファをもつ再整列問題の計算困難性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 有木正，朝廣雄一，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部・火の国情報シンポジウム2017
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-01
• [学会発表] 最小ブロック転送問題に対する(2-ε)近似アルゴリズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 八木田剛，朝廣雄一，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部・火の国情報シンポジウム2017
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-01
• [学会発表] 正則部分グラフに対する距離d独立集合問題の近似アルゴリズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏，伊藤健洋，柳植竜，宮野英次
  • 学会等名: 平成28年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 福岡工業大学FITセミナーハウス（大分県由布市）
  • 年月日: 2016-10-29
• [学会発表] 部分グラフによる頂点支配問題の計算複雑さについて (2016)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏，川原拓之，宮野英次，野々上夏葵
  • 学会等名: 平成28年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 福岡工業大学FITセミナーハウス（大分県由布市）
  • 年月日: 2016-10-29
• [学会発表] 高さを限定したDAGに対する最小ブロック転送問題 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一，八木田剛，宮野英次
  • 学会等名: 平成28年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 福岡工業大学FITセミナーハウス（大分県由布市）
  • 年月日: 2016-10-29
• [学会発表] ランダムグラフと平面グラフにおける直径限定部分グラフの探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一，久保智洸，宮野英次
  • 学会等名: 平成28年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 福岡工業大学FITセミナーハウス（大分県由布市）
  • 年月日: 2016-10-29
• [学会発表] 距離限定部分グラフ探索問題に対する近似アルゴリズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一土井悠也，志水宏宇，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 石川県教育会館（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-06-24
• [学会発表] Approximation algorithms to find maximum distance-bounded subgraphs (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Yuya Doi, Eiji Miyano, Hirotaka Shimizu
  • 学会等名: The 9th Asian Association for Algorithms and Computation Annual Meeting
  • 発表場所: National Taiwan University, Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2016-05-14
  • 国際学会
• [学会発表] Simple approximation algorithms for the distance-3 independent set problem on cubic graphs (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Eto, Zhilong Liu, Eiji MIyano
  • 学会等名: The 9th Asian Association for Algorithms and Computation Annual Meeting
  • 発表場所: National Taiwan University, Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2016-05-14
  • 国際学会
• [学会発表] 立方体グラフにおける距離３独立集合問題の近似について (2016)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏, 柳植龍, 宮野英次
  • 学会等名: 2015年度「火の国情報シンポジウム2016」
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2016-03-02
• [学会発表] 複数閉路による支配問題の計算複雑さ (2016)
  • 著者名/発表者名: 野々上夏葵，江藤宏，宮野英次
  • 学会等名: 2016年度電子情報通信学会九州支部学生講演会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
• [学会発表] 合意文字列問題のパラメータ化計算量 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田平良，宮野英次
  • 学会等名: 平成27年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 国民宿舎 くじゃく荘（長崎県東彼杵郡）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] 次数限定グラフに対する距離3の独立頂点集合問題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳植龍，宮野英次
  • 学会等名: 平成27年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 国民宿舎 くじゃく荘（長崎県東彼杵郡）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] 入札に制限を加えた組合せオークションの勝者決定問題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林大夢，宮野英次
  • 学会等名: 平成27年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 国民宿舎 くじゃく荘（長崎県東彼杵郡）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] ホロノミック勾配法を用いた項目反応理論の最尤推定計算 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野口和久，宮野英次，廣瀬英雄
  • 学会等名: 平成27年度OR学会九州支部・若手OR交流会
  • 発表場所: 国民宿舎 くじゃく荘（長崎県東彼杵郡）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] 単一支配閉路問題の計算複雑さ (2015)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏，川原拓之，宮野英次
  • 学会等名: 電子情報通信学会コンピュテーション研究会
  • 発表場所: 法政大学市ヶ谷キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-10-02
• [学会発表] 最小ブロック転送問題に対する近似アルゴリズムの改善について (2015)
  • 著者名/発表者名: 八木田剛，朝廣雄一，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部2015年度若手の会セミナー
  • 発表場所: 休暇村 志賀島 （福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] キャッシュ意識型モデル，キャッシュ忘却型モデル，キャッシュ適応型モデル上でのアルゴリズム設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 有木正，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部2015年度若手の会セミナー
  • 発表場所: 休暇村 志賀島 （福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] 弦グラフおよびスプリットグラフにおける支配巡回閉路問題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川原拓之，江藤宏，宮野英次
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会2015年秋季研究発表会
  • 発表場所: 九州工業大学（福岡県北九州市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] ランダムグラフにおける直径限定部分グラフの最大サイズ (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一，土井悠也，宮野英次
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会2015年秋季研究発表会
  • 発表場所: 九州工業大学（福岡県北九州市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 部分グラフクラスにおける支配閉路問題の計算複雑さ (2015)
  • 著者名/発表者名: 川原拓之，江藤宏，宮野英次
  • 学会等名: 2015年度電子情報通信学会九州支部学生講演会
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 誘導閉路探索問題に対する計算複雑さ (2015)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏, 宮野英次
  • 学会等名: 夏のLAシンポジウム2015
  • 発表場所: ゆのくに天祥（石川県加賀市）
  • 年月日: 2015-07-14
• [学会発表] 複数バッファを用いた文字再整列問題の計算困難性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹田佳祐，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部・火の国情報シンポジウム2015
  • 発表場所: 佐賀大学 （佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [学会発表] 頂点削除による2部グラフの区間グラフ化問題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部・火の国情報シンポジウム2015
  • 発表場所: 佐賀大学 （佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
• [学会発表] 次数制約のあるグラフ有向化問題の計算複雑さについて (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一, ジャンソン ジェスパー, 宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会アルゴリズム研究会
  • 発表場所: 大濱信泉記念館 （沖縄県石垣市）
  • 年月日: 2014-11-20 – 2014-11-21
• [学会発表] パレートフロント導出のための多点探索アルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原慶輔，宮野英次
  • 学会等名: 日本オペレーションズリサーチ学会九州支部・平成26年度若手OR研究交流会
  • 発表場所: 旅館魚半 （佐賀県唐津市）
  • 年月日: 2014-10-25 – 2014-10-26
• [学会発表] ランダムグラフ中の最大クリーク・クラブ・クランのサイズ (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井悠也，朝廣雄一，宮野英次
  • 学会等名: 日本オペレーションズリサーチ学会九州支部・平成26年度若手OR研究交流会
  • 発表場所: 旅館魚半 （佐賀県唐津市）
  • 年月日: 2014-10-25 – 2014-10-26
• [学会発表] 部分グラフクラスに対する閉路探索問題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏，朝廣雄一，伊藤健洋，宮野英次
  • 学会等名: 日本オペレーションズリサーチ学会九州支部・平成26年度若手OR研究交流会
  • 発表場所: 旅館魚半 （佐賀県唐津市）
  • 年月日: 2014-10-25 – 2014-10-26
• [学会発表] 分散環境に適応させた進化アルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原慶輔，宮野英次
  • 学会等名: 電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 鹿児島大学 （鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-19
• [学会発表] ランダムグラフにおける最大2-クランのサイズ (2014)
  • 著者名/発表者名: 土井悠也，朝廣雄一，宮野英次
  • 学会等名: 電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 鹿児島大学 （鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-19
• [学会発表] 理想グラフの中の正則部分グラフの探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一，江藤宏，伊藤健洋，宮野英次
  • 学会等名: 電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 鹿児島大学 （鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-19
• [学会発表] 次数制約部分グラフ探索問題の計算複雑さ (2014)
  • 著者名/発表者名: 江藤宏，朝廣雄一，伊藤健洋，宮野英次
  • 学会等名: 情報処理学会九州支部若手の会セミナー2014
  • 発表場所: 玄海ロイヤルホテル （福岡県宗像市）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] 成分素シュタイナー木埋込問題の近似アルゴリズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 星加大樹，宮野英次
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会2014年秋季研究発表会
  • 発表場所: 北海道科学大学 （北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-08-28 – 2014-08-29
• [学会発表] 次数制約部分グラフ探索問題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朝廣雄一，江藤宏，伊藤健洋，宮野英次
  • 学会等名: 夏のLAシンポジウム2014
  • 発表場所: 半月庵 （山口県岩国市）
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-19
• [学会発表] 成分素シュタイナー木数と成分連結度 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星加大樹，宮野英次
  • 学会等名: 夏のLAシンポジウム2014
  • 発表場所: 半月庵 （山口県岩国市）
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-19
• [学会発表] Maximum r-Regular Induced Subgraph Problems for Chordal Bipartite Graphs (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Asahiro, Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Eiji Miyano
  • 学会等名: Seventh Asian Association for Algorithms and Computation Annual Meeting (AAAC14)
  • 発表場所: Zhejiang University (Hangzhou, China)
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-19
• [備考] 九州工業大学研究者情報
  • URL: https://research02.jimu.kyutech.ac.jp/html/233_ja.html
• [備考] 業績リスト
  • URL: http://theory.ces.kyutech.ac.jp/~miyano/publication.html
• [備考] 講演リスト
  • URL: http://theory.ces.kyutech.ac.jp/~miyano/talk-j.html
• [備考] 学術雑誌や国際会議録をまとめたWEBページ
  • URL: http://theory.ces.kyutech.ac.jp/~miyano/publication.html
• [備考] 学会や研究会講演をまとめたWEBページ
  • URL: http://theory.ces.kyutech.ac.jp/~miyano/talk-j.html
• [備考] 九州工業大学が提供する研究成果ページ（研究者詳細 | 宮野英次）
  • URL: https://research02.jimu.kyutech.ac.jp/html/233_ja.html
• [備考] 学術雑誌や会議録をまとめたWEBページ
  • URL: http://theory.ces.kyutech.ac.jp/~miyano/publication-j.html
• [備考] 九州工業大学が提供する研究成果ページ （研究者詳細 | 宮野英次）
  • URL: https://research02.jimu.kyutech.ac.jp/html/233_ja.html