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2005 年度 実績報告書

大規模離散最適化問題の劣モジュラ的構造に基づく解析と高速アルゴリズム開発

研究課題

研究課題/領域番号 16310111
研究機関京都大学

研究代表者

藤重 悟  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (10092321)

研究分担者 田村 明久  慶応大学, 理工学部, 教授 (50217189)
牧野 和久  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教授 (60294162)
平井 広志  京都大学, 数理解析研究所, 助手 (20378962)
キーワード離散最適化 / アルゴリズム / 劣モジュラ関数 / 組合せ最適化 / 数理計画
研究概要

平成17年度の研究に関わる主な研究成果は以下の通りである。
1.劣モジュラ関数を一般化した双劣モジュラ関数を最小化する多項式時間アルゴリズムを示した(SIAM Journal on Discrete Mathematicsに掲載)。このアルゴリズムは弱多項式時間アルゴリズムであって、強多項式時間アルゴリズムではない。この問題をさらに解決する研究を進めている。
2.離散凹効用関数をもつ2部マッチングマーケットの安定解の存在を構成的に示した(Discrete Applied Mathematicsに掲載予定)。このモデルで部分的に有界なお金のやり取りに制限することによりさらに一般的なモデルを考察し、その安定解の存在も示した(Mathematics of Operations Researchに掲載予定)。これらの成果を基に、劣モジュラ構造を有するマーケットの研究をさらに進めている。
3.木構造をもつネットワーク上の動的フロー問題を、大規模災害時の避難誘導の観点から研究し、最適な避難場所(施設)の配置ならびに誘導を見出す高速なアルゴリズムを構成した(Journal of the Operations Research Society of Japanに掲載、およびDiscrete Applied Mathematicsに掲載予定)。また。劣モジュラ的構造をもつ施設配置問題に関する課題の整理を進めている。
4.フロー制約をもつ最適な施設配置問題に関して、ラミナー集合族によって与えられる被覆制約の下での凹関数最小化問題を考察し、ラミナー集合族によって定まる台集合の分割に対応して分解される形の目的関数の場合に多項式時間アルゴリズムを構成し、固定費付き線形関数の場合のアルゴリズムの高速化や、一般的な凹関数の場合のNP困難性などを明らかにした(ISAAC2005で発表)。さらに、枝・点連結度の制約を一般化したフロー制約をもつ複数個の施設(フロー入口)の最小費用配置問題に対して、強NP困難性や近似可能性などの計算複雑度に関する成果を得た(LATIN2006で発表)。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Minimizing bisubmodular functions2006

    • 著者名/発表者名
      S.Fujishige, S.Iwata
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Discrete Mathematics 19

      ページ: 1065-1073

  • [雑誌論文] A polynomial time algorithm for evacuation problem in tree dynamic networks with multiple exits.2006

    • 著者名/発表者名
      S.Mamada, T.Uno, K.Makino, S.Fujishige
    • 雑誌名

      Complex Systems Approaches for Safety, Security and Reliability (SSR 2006) (掲載予定)

  • [雑誌論文] Minimum Cost source location problems with flow requirements.2006

    • 著者名/発表者名
      M.Sakashita, K.Makino, S.Fujishige
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science (LATIN 2006) 3887

      ページ: 769-780

  • [雑誌論文] A tree partitioning problem arising from an evacuation problem in tree dynamic networks with multiple exits2005

    • 著者名/発表者名
      S.Mamada, T.Uno, K.Makino, S.Fujishige
    • 雑誌名

      Journal of the Operations Research Society of Japan 48

      ページ: 196-206

  • [雑誌論文] A semidefinite programming relaxation for the generalized stable set problem2005

    • 著者名/発表者名
      T.Fujie, A.Tamura
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals E88-A

      ページ: 1122-1128

  • [雑誌論文] Minimizing a monotone concave function with laminar covering constraints2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sakashita, K.Makino, S.Fujishige
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science (ISAAC 2005 Algorithms and Computation)(edited by X.Deng, D.-Z.Du) 3827

      ページ: 71-81

  • [雑誌論文] A general two-sided matching market with discrete concave utility functions

    • 著者名/発表者名
      S.Fujishige, A.Tamura
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics (掲載予定)

  • [雑誌論文] An O(n log 2n) algorithm for the optimal sink location problem in dynamic tree networks

    • 著者名/発表者名
      S.Mamada, T.Uno, K.Makino, S.Fujishige
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics (掲載予定)

  • [雑誌論文] A two-sided discrete-concave market with possibly bounded side payments : an approach by discrete convex analysis.

    • 著者名/発表者名
      S.Fujishige, A.Tamura
    • 雑誌名

      Mathematics of Operations Research. (掲載予定)

  • [図書] Submodular Functions and Optimization, Second Edition2005

    • 著者名/発表者名
      S.Fujishige
    • 総ページ数
      395
    • 出版者
      Elsevier

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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