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2013 年度 実績報告書

ロバストかつスケーラブルな進化計算による超大規模最適化問題の解決

研究課題

研究課題/領域番号 22500196
研究機関北海道大学

研究代表者

棟朝 雅晴  北海道大学, 情報基盤センター, 教授 (00281783)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード進化計算 / 大規模並列化 / メニーコア
研究概要

本年度においては、進化計算アルゴリズムの開発および改良に加えて、混合整数計画問題など大規模かつ複雑な最適化問題への適用、多目的資源割当最適化問題への適用、クラウドシステムにおけるMapReduce実装などを中心に研究をすすめた。
進化計算アルゴリズムに関する開発および改良については、整数と実数の変数が混在した場合を想定した進化計算アルゴリズムBRGR (Binary-Real Coded Genetic Algorithm)について、制約付き最適化問題への対応を行うための動的制約制御アルゴリズムの導入を行った。その探索性能について評価するため、CEC2010ベンチマーク問題での検証実験を行い、その有効性を確かめることができた。その応用として、クラウドコンピューティングにおける資源割当最適化問題への適用を行った。当該問題は、仮想化された計算資源をそのアプリケーションシステムの必要性に応じて物理資源上に最適配分する必要が有り、多数の仮想マシンについてその割当先となる物理マシンのIDや割当資源量など、数多くの整数および実数のパラメータが混在する混合整数計画問題として定式化される。そのような多数の整数、実数が混在した困難な最適化問題を解決する手段として、BRGAが有効であることを検証した。
さらに、クラウドコンピューティング環境における進化計算の大規模並列化として、Classifier SystemのHadoopによるMapReduce並列化やCloudFoundryによる汎用PaaS環境におけるinteractive GAの大規模並列化の実現に向けた研究を行った。Classifier Systemに関しては侵入検知システムにおける大規模なログデータからの学習を行うための大規模並列化、interactive GAについては多数の利用者が利用できるシステムを実現した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] An adaptive parameter binary-real coded genetic algorithm for constraint optimization problems: Performance analysis and estimation of optimal control parameters2013

    • 著者名/発表者名
      Omar Arif Abdul-Rahman, Masaharu Munetomo, Kiyoshi Akama
    • 雑誌名

      Information Sciences

      巻: 233 ページ: 54-86

    • DOI

      10.1016/j.ins.2013.01.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallelization Strategies for Evolutionary Algorithms for MINLP2013

    • 著者名/発表者名
      Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2013 IEEE Congress on Evolutionary Computation

      巻: 2013 ページ: 635-641

    • DOI

      10.1109/CEC.2013.6557628

    • 査読あり
  • [学会発表] Implementation of Multiple Classifier System on MapReduce Framework for Intrusion Detection

    • 著者名/発表者名
      Masataka Mizukoshi, Shitaro Bando, Martin Schlueter, Masaharu Munetomo
    • 学会等名
      2013 International Conference on Parallel and Distributed Processing Techniques and Applications
    • 発表場所
      Tropicana Hotel (USA)
  • [学会発表] A Scalable Infrastructure of Interactive Evolutionary Computation to Evolve Services Online with Data

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Munetomo, Shintaro Bando
    • 学会等名
      2013 IEEE International Conference on Big Data
    • 発表場所
      Hyatt Regency Santa Clara (USA)
  • [学会発表] 分散クラウド環境におけるSLAを考慮したWEBシステムの多目的資源割当最適化

    • 著者名/発表者名
      川勝崇史, 棟朝雅晴
    • 学会等名
      情報処理学会第96回数理モデル化と問題解決研究会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都)

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公開日: 2015-05-28  

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