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2017 年度 実施状況報告書

災害復旧クラウドソーシングにおける分散型タスクルーティングに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K12675
研究機関首都大学東京

研究代表者

酒井 和哉  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (80730746)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード遅延耐性ネットワーク / モバイルクラウドソーシング / 災害復旧
研究実績の概要

本研究の目的は、マルチホップ遅延耐性ネットワークにおいて、クラウドソース化された救援・復旧タスクを効率的にモバイルユーザに割り当てる分散型タスクルーティングを設計し、災害復旧クラウドソーシングの基盤技術を開発することである。
平成29年度は、まず災害復旧時において人間が行うタスクのモデル化を考察した。人間が処理する物理的なタスクは複数のワーカが協調して取り組む必要があるため、本研究ではこの様なタスクを協調タスクとしてモデル化できることを明らかにした。次に効率的なタスク割当ての指標をメイクスパンと呼ばれる指標を用いて定式化を行った。
更にモバイルクラウドソーシングにおける最適タスク割当て問題はNP困難な問題であることを証明した。また、最適な割当てを行うためには、各ワーカがタスクを開始するまでのアイドル時間を最小化することが必要であることを示した。そこでグリーディ法を応用して、局所的に仕事開始までのアイドル時間を最小化するようなタスク割当てアルゴリズムを提案した。
性能評価は、ワークステーションを用いたシミュレーションによって提案手法の有効性を示した。モビリティトレースとしては、ダートマス大学が中心となって運営しているCRAWDADプロジェクトで公開されているモバイル端末の実トレースを用いた。
研究成果は国内研究会で発表するとともに、IEEEコミュニケーションソサエティ主催の国際会議であるICCに採択された。

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

災害復旧時における複数のワーカが協調して取り組むタスクのモデル化において、従来のタスク割当てモデルの適応は困難であった。そこで本研究では、協調タスクという概念を導入するとともに既存モデルを拡張することによって新たな遅延耐性ネットワークベースのタスク割当てモデルを定式化した。協調タスクの導入により、アルゴリズム設計の目的関数となるメイクスパンの定式化が容易に行えた。予定通り、グリーディ法を応用した効率的なタスク割当てアルゴリズムを提案し、オープンソースのモビリティーとレースを用いて提案手法の有効性を示すことが出来た。

今後の研究の推進方策

平成30度以降は、以下の要領で課題に取り組む。本年度に提案した手法は各モビリティ特性を解析してタスク割当てを行うオフライン的な手法である。そのためモバイルユーザが接触すぐ毎に動的にタスク割当ての判断を行うといった動的なタスク割当てを考慮していない。そこで平成30年度は、本年度に提案した、災害復旧作業におけるモバイルクラウドソーシングモデルの拡張を検討する。オンラインタスク割当て問題を定式化するととおに動的タスク割当てアルゴリズムを考案する。同時に、モバイル端末を用いて本年度に提案したタスク割当てアルゴリズムの実装を行う。

次年度使用額が生じた理由

提案手法の実装に必要なモバイル端末が予定額より安価に購入できたため次年度使用額が生じた。国際会議での発表を予定しているので、旅費に充てる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Fast and secure tag authentication in large-scale RFID systems using skip graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Komori Yudai、Sakai Kazuya、Fukumoto Satoshi
    • 雑誌名

      Computer Communications

      巻: 116 ページ: 77~89

    • DOI

      10.1016/j.comcom.2017.11.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance and Security Analyses of Onion-Based Anonymous Routing for Delay Tolerant Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai Kazuya、Sun Min-Te、Ku Wei-Shinn、Wu Jie、Alanazi Faisal S.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Mobile Computing

      巻: 16 ページ: 3473~3487

    • DOI

      10.1109/TMC.2017.2690634

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A Collaborative-Task Assignment Algorithm for Mobile Crowdsourcing in Opportunistic Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Ryouta Mizuhara, Kazuya Sakai, and Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Communications (ICC)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Framework for Anonymous Routing in Delay Tolerant Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sakai, Min-Te Sun, Wei-Shinn Ku, and Jie Wu
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Network Protocols (ICNP)
    • 国際学会
  • [学会発表] RFID Grouping Protocols Made Private2017

    • 著者名/発表者名
      Yudai Komori, Kazuya Sakai, and Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      IEEE/IFIP International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN) - Fast Abstract
    • 国際学会
  • [学会発表] Anonymous Routing to Maximize Delivery Rate in DTNs2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sakai, Min-Te Sun, Wei-Shinn Ku, and Jie Wu
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS) - Poster Track
    • 国際学会
  • [学会発表] Contact Avoidance Routing in Delay Tolerant Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Osuki, Kazuya Sakai, and Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM)
    • 国際学会
  • [学会発表] A Top-k Recommendation Algorithm for Socia Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Karaguchi, Kazuya Sakai, and Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      第77回 FTC 研究会, 2017年7月
  • [学会発表] 遅延耐性ネットワークとクラウドソーシングを用いたトップ-k リストの作成2017

    • 著者名/発表者名
      唐口翔平, 酒井和哉, 福本聡
    • 学会等名
      信学技報, vol. 117, no. 249, DC2017-32, pp. 73-76, 2017年10月
  • [学会発表] 災害復旧における協調タスク割当アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      水原涼太, 酒井和哉, 福本聡,
    • 学会等名
      信学技報, vol. 117, no. 359, DC2017-72, pp. 19-24, 2017年12月

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公開日: 2018-12-17  

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