処理能力可変型待ち行列モデルの理論的発展と大規模省エネデータセンターへの応用

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K11765
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: フン・ドック トゥアン 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20633465)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 省エネデータセンター / 処理速度可変 / 遅延 / 流体極限 / 安定条件

研究実績の概要

省エネデータセンターの待ち行列モデル化と解析を引き続き展開してきました．具体的にデータセンターにおけるブロックのサーバ群と単独サーバの起動を考慮した二つのモデルを解析し，最適なブロックサイズ及び最適は固定サーバ数を解析した．これらの結果は「Design and Analysis of Dynamic Block-Setup Reservation Algorithm for 5G Network Slicing」及び「Enabling Dynamic Autoscaling for NFV in a Non-standalone 5G Virtual EPC: Design and Analysis」と題する2編の論文にまとめ，それぞれIEEE Transactions on Mobile Computing誌とIEEE Transactions on Vehicular Technology誌に掲載した．また，ユーザの戦略的な行動を考慮したモデルのゲーム理論的な解析を行い，国際会議にて論文を発表しました．

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

当初の計画の通りに展開し，該当分野のトップジャーナルに掲載することができた．また，関連テーマへも展開した．

今後の研究の推進方策

AI推論サーバをモデル化するためバッチサービス型待ち行列モデルへ展開する．また，顧客の戦略的な行動を考慮し，ゲーム理論的なアプローチを検討する．

研究成果

• [国際共同研究] Tomsk University/Petrozavodsk State University(ロシア連邦)
  • 国名: ロシア連邦
  • 外国機関名: Tomsk University/Petrozavodsk State University
• [国際共同研究] National Yang Ming Chiao Tung University(その他の国・地域)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: National Yang Ming Chiao Tung University
• [国際共同研究] University of East Anglia(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of East Anglia
• [国際共同研究] University of Agder(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: University of Agder
• [雑誌論文] A Moment Approach for a Conditional Central Limit Theorem of Infinite-Server Queue: A Case of M/MX/∞ Queue (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Ayane、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Mathematics 巻: 11 ページ: 2088～2088
  • DOI: 10.3390/math11092088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enabling Dynamic Autoscaling for NFV in a Non-Standalone Virtual EPC: Design and Analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Ren Yi、Phung-Duc Tuan、Chen Jyh-Cheng、Li Frank Y.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Vehicular Technology 巻: - ページ: 1～14
  • DOI: 10.1109/TVT.2023.3237698
  • 査読あり
• [雑誌論文] M/M/c/Setup Queues: Conditional Mean Waiting Times and a Loop Algorithm to Derive Customer Equilibrium Threshold Strategy (2023)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 13659 ページ: 86～99
  • DOI: 10.1007/978-3-031-25049-1_6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strategic Customer Behaviors in Observable Multi-server Batch Service Queueing Systems with Shared Fee and Server Maintenance Cost (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Ayane、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering 巻: 482 ページ: 3～13
  • DOI: 10.1007/978-3-031-31234-2_1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymptotic Analysis of Modified Erlang-B System with Sensing Time and Stochastic Loss of Secondary Users (2023)
  • 著者名/発表者名: Abe Kazuma、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering 巻: 482 ページ: 67～80
  • DOI: 10.1007/978-3-031-31234-2_5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic Retrial Queue for Building Data Transmission Networks (2023)
  • 著者名/発表者名: Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Shulgina Ksenia、Lizyura Olga、Paul Svetlana、Shashev Dmitriy
  • 雑誌名: Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering 巻: 482 ページ: 167～179
  • DOI: 10.1007/978-3-031-31234-2_10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Way Communication Retrial Queue with Markov Modulated Poisson Input and Multiple Types of Outgoing Calls (2023)
  • 著者名/発表者名: Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Paul Svetlana、Lizyura Olga
  • 雑誌名: Communications in Computer and Information Science 巻: 1748 ページ: 370～381
  • DOI: 10.1007/978-3-031-30648-8_29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyzing vertical and horizontal offloading in federated cloud and edge computing systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Akutsu Kohei、Phung-Duc Tuan、Lai Yuan-Cheng、Lin Ying-Dar
  • 雑誌名: Telecommunication Systems 巻: 79 ページ: 447～459
  • DOI: 10.1007/s11235-021-00864-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Diffusion Limit for Single-Server Retrial Queues with Renewal Input and Outgoing Calls (2022)
  • 著者名/発表者名: Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Paul Svetlana、Lizyura Olga
  • 雑誌名: Mathematics 巻: 10 ページ: 948～948
  • DOI: 10.3390/math10060948
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Strategic customer behavior and optimal policies in a passenger?taxi double-ended queueing system with multiple access points and nonzero matching times (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Queueing Systems 巻: 102 ページ: 481～508
  • DOI: 10.1007/s11134-022-09786-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] To wait or not to wait: Strategic behaviors in an observable batch-service queueing system (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Operations Research Letters 巻: 50 ページ: 343～346
  • DOI: 10.1016/j.orl.2022.04.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Analysis of Dynamic Block-setup Reservation Algorithm for 5G Network Slicing (2022)
  • 著者名/発表者名: Hsieh Cheng-Ying、Phung-Duc Tuan、Ren Yi、Chen Jyh-Cheng
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Mobile Computing 巻: - ページ: 1～1
  • DOI: 10.1109/TMC.2022.3169034
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A two-population game in observable double-ended queuing systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Operations Research Letters 巻: 50 ページ: 407～414
  • DOI: 10.1016/j.orl.2022.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supply-demand equilibria and multivariate optimization of social welfare in double-ended queueing systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Computers & Industrial Engineering 巻: 170 ページ: 108306～108306
  • DOI: 10.1016/j.cie.2022.108306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified Erlang Loss System for Cognitive Wireless Networks (2022)
  • 著者名/発表者名: Morozov Evsey、Rogozin Stepan、Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Mathematics 巻: 10 ページ: 2101～2101
  • DOI: 10.3390/math10122101
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Stochastic Analysis and Price Mechanism of Car/Ride-Share System Considering Road Congestion (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Ayane、Phung-Duc Tuan、Ando Hiroyasu
  • 雑誌名: Queueing Models and Service Management 巻: 5 ページ: 1~27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Analysis and Nash Equilibria in a Taxi-Passenger System with Two Types of Passenger (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hung Q.、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: SN Computer Science 巻: 4 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s42979-022-01479-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffusion limit of a modified Erlang-B system with sensing time of secondary users (2022)
  • 著者名/発表者名: Abe Kazuma、Phung-Duc Tuan
  • 雑誌名: Annals of Operations Research 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10479-022-05153-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mathematical Model of the Tandem Retrial Queue M | GI | 1 | M | 1 with a Common Orbit (2022)
  • 著者名/発表者名: Paul Svetlana、Nazarov Anatoly、Phung-Duc Tuan、Morozova Mariya
  • 雑誌名: Communications in Computer and Information Science 巻: 1605 ページ: 131～143
  • DOI: 10.1007/978-3-031-09331-9_11
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of Tandem Retrial Queue with Common Orbit and MMPP Incoming Flow (2022)
  • 著者名/発表者名: Nazarov Anatoly、Paul Svetlana、Phung-Duc Tuan、Morozova Mariya
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science 巻: 13766 ページ: 270～283
  • DOI: 10.1007/978-3-031-23207-7_21
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Queues with Setup Time: Exact Solutions and Scaling Limits (2022)
  • 著者名/発表者名: Phung-Duc Tuan
  • 学会等名: The Second Bellingham Symposium on Modeling and Data Analytics (BSOMADA)
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 代表者ウェブページ
  • URL: https://www.sk.tsukuba.ac.jp/~tuan/