| 研究課題/領域番号 |
16K01254
|
|---|
| 研究機関 | 千葉工業大学 |
|---|
研究代表者 |
秋葉 知昭 千葉工業大学, 社会システム科学部, 教授 (60505767)
|
|---|
| 研究分担者 |
肖 霄 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (30707477)
高橋 奈津美 青山学院大学, 理工学部, 助教 (60780319)
山本 久志 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (60231677)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 多目的ネットワーク / パレート最適 / アルゴリズム / 最適設計 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究課題は，ネットワーク構造で表現可能なシステムの設計問題において，様々な問題を的確に表現できる多様な多目的ネットワークの最適設計問題に注目し，部分ネットワークの最適解と全体ネットワークの最適解の関係や対象問題毎のパレート最適解の疎密範囲等を精査し，a)任意のk点間を連結する多目的ネットワークのパレート最適解導出方法の効率化の提案，従来の多目的ネットワークに加えb)エッジ・ノード及びネットワーク全体が取りうる状態に多状態，または，従属性を考慮した多様な多目的ネットワークの新たな最適解導出方法の提案を行い，多様な多目的ネットワークの最適解導出方法の統一的手法確立を目的とする．
平成29年度は前年度に引き続き(1)国内外の文献再調査を進め，グラフ理論等に基づく多目的・多状態ネットワークに関する既存研究と諸アプローチの理解を進めた．そして(2)ネットワーク間の連結関係の検討により，最適ネットワーク構成問題における部分ネットワーク構成を考慮したアルゴリズムの改善を進めた．加えて(3)多目的ネットワークの最適解導出方法における解探索空間削減方法の効率化を進め，比較精査した．(1)から(3)の結果を元に(4)k点間・全点間信頼度算出アルゴリズム改良のための部分ネットワークと全ネットワークの関係を評価し，次の課題である(5)多状態ネットワークの定義の考察と各評価指標の効率的な算出方法の提案準備と最適経路探索方法を検討した．また，これらの研究を通して得られたアイデアから，ネットワークシステムの特殊な場合といえる Consecutive-k 応用システムにおけるコンポーネント最適配置問題を考察し，最適配置となる条件を求める研究への展開を引き続き行った．これらの成果は，雑誌論文2件，国際会議2件，国内会議5件にまとめられている．また雑誌論文として1件の採録が決定している.
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究における目的である「エッジ・ノード及びネットワーク全体が取りうる状態に多状態，または，従属性を考慮した多様な多目的ネットワークの評価」のためには，従来手法の発展のみでは，膨大な計算量が必要になると思われる．その評価手法を用いて最適解を導出する問題は，さらに複雑な組合せ最適化問題であると言える．そのため，平成29年度は主に(A)基準となる解の傾向やグラフ理論におけるネットワークの連結構造の特徴から得られる傾向を用いた多目的ネットワークの最適解導出方法における解探索空間削減方法の効率化を更に推し進め，加えて(B)全ネットワークを特別な部分ネットワークとして分解評価することによる計算効率化の可能性を検討した．それでも，ノード数の多い大規模ネットワークの評価は難しいと考えられるため，メタヒューリスティクスの手法である遺伝的アルゴリズムを用いた多様な多目的ネットワークの最適解導出問題における効率化と解探索空間削減方法の新規提案に取り組んだ．
また，国内外で研究が進められている多状態，および，従属性を考慮した多様な多目的ネットワークに関する既存研究の調査を進め，各研究に対する新規性や改善策を検討することで，具体的な多様な多目的ネットワークの最適解導出方法の統一的手法確立のための準備を進めることができた．
以上の結果を踏まえ，概ね順調に進展していると判断した．
|
| 今後の研究の推進方策 |
最終年度である平成30年度は，これまでの取り組みをまとめ，多状態，または，従属性を考慮した多様な多目的ネットワークの評価のための新たな最適解導出方法の提案を目指す．そのために，平成29年度に引き続き，(A)基準となる解の傾向やグラフ理論における連結構造の特徴から得られる傾向を用いた多目的ネットワークの最適解導出方法における解探索空間削減方法の効率化の取り組みと，(B)全ネットワークを特別な部分ネットワークとして分解評価することによる計算効率化の可能性検討を推し進める．そして，多状態，または，従属性を考慮した多様な多目的ネットワークの評価のために何が有用であるかを検討する．また，ノード数の多い大規模ネットワークの評価，および，最適解導出問題のために，メタヒューリスティクスの手法を用いたアルゴリズムの本研究への適用可能性を検討する．
これらを積極的に国内外で発表し，専門家と意見交換することで，研究の最終目的である多様な多目的ネットワークの最適解導出方法の提案と統一的手法の確立を目指す．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）一つは，平成29年度は前年度の備品購入再検討の結果から次年度繰越が発生していたことに加え，(A)基準となる解の傾向やグラフ理論におけるネットワークの連結構造の特徴から得られる傾向を用いた多目的ネットワークの最適解導出方法における解探索空間削減方法の効率化と，(B)全ネットワークを特別な部分ネットワークとして分解評価することによる計算効率化の可能性の検討が主たる取り組みとなったことが理由である．これらの評価は平成29年度時点では旧計算機環境で遂行できたため，物品費の支出予定が減少した．二つめに，研究進捗を再検証して年度途中から研究分担体制を変更した点が理由である．山本教授に加わっていただいたくために分担者間の研究内容の再検討を行い，結果として発表機会等の延期による出張旅費の減少，および，評価関数の見直しによる計算評価の延期を行い研究遂行上の謝金支出機会が減じられたことで，差額が生じた．
（使用計画）平成30年度に多くの数値実験の追加と検証等の予定を計画するため，これを円滑に遂行するための支出を行う予定である．また論文発表や国際会議参加発表等が平成30年度に延期されており，年度内に複数回の論文ならびに国際会議の発表機会を計画していることから，それらへの支出を行う予定である．
|
