エージェント型並列分散メタヒューリスティックアルゴリズムの研究

基于Agent的并行分布式元启发式算法研究

• 批准号: 13878073
• 负责人: 中村 隆志
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Otaru University of Commerce
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13878073/
• 关键词: 並列分散アルゴリズム; 並列分散システム; エージェント; Tabu Search; メタヒューリスティックス; メタヒューリスティック; Tabu Serach; 確率ペトリネット

本研究ではインターネットなどのネットワークにつながれた多くの計算資源を利用することによる並列分散型メタヒューリスティック手法の新たなアプローチを試みる。ここでは、ネットワークを介して並列分散処理の実現をはかり、その上で、有効なネットワーク型並列分散メタヒューリスティックアルゴリズムの開発を試みる。特に、探索空間や、問題自身を分割するデータ分割型探索に着目し、よりスピーディな計算を行うと同時により質の高い解を生成する新たなアルゴリズムの提案する。このとき多くの問題が介在するが、たとえば、各部分問題間の移動可能性が限られることにより、良質な解は生成されない。そこで、ネットワーク上を自由に動き回るエージェントを検討し、それに各種の能力を持たせることにより多様性の高い部分解の生成を行わせる。この提案方法により質の高い解を生成させるとともに、自由度の高い計算環境のもとで並列アルゴリズムを実現させるものである。特に本年度では、本研究における並列化における大きな問題であった各部分問題の移動可能性が限定される問題に対して、近傍操作にエージェント処理を組み込み、エージェントの働きにより、解の整合性を考慮し多様性のある子部分問題の分割生成を実現しこの問題を打開した。また、よりスピーディーに探索を行うためデータ分割の工夫を行い、さらに、アトラクティブな移動戦略を用いるなど効果的な解探索を実現し、より強力な並列メタヒューリスティック手法を提案した。さらに、以上で構成した並列分散メタヒューリスティックアルゴリズムの各種のデータを収集し分析を行い、その特性を示しエージェント技法の有効性、並列化に優位な近傍集合、あるいは探索手法の新たな展開を示した。また、既存のアルゴリズムと比較することにより本並列分散メタヒューリステックスアルゴリズムの優位性を証明した。

This study で は イ ン タ ー ネ ッ ト な ど の ネ ッ ト ワ ー ク に つ な が れ た more く の を utilization of computing resources す る こ と に よ る tied for dispersible メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク gimmick の new た な ア プ ロ ー チ を try み る. こ こ で は, ネ ッ ト ワ ー ク を interface し て in scattered 処 Richard の be presently を は か り, そ の で, have sharper な ネ ッ ト ワ ー ク type parallel scattered メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ア ル ゴ リ ズ ム の open 発 を try み る. に, exploring space や, を segmentation problem itself す る デ ー タ segmentation model to explore に mesh し, よ り ス ピ ー デ ィ な count を う と simultaneously に よ り の を い solution to generate high quality す る new た な ア ル ゴ リ ズ ム の proposal す る. こ の と き more く の problem が interface in す る が, た と え ば, each part of the problem between の mobile possibility が limit ら れ る こ と に よ り, good quality は な solution generated さ れ な い. そ こ で, ネ ッ ト ワ ー ク を free に on dynamic き back る エ ー ジ ェ ン ト を beg し 検, そ れ に various の ability を hold た せ る こ と に よ り more than others in solution of high の い の generated line を わ せ る. こ の proposal method に よ り の を い solution to generate high quality さ せ る と と も に, high degree of freedom の い computing environment の も と で parallel ア ル ゴ リ ズ ム を be presently さ せ る も の で あ る. Special に this year で は, this study に お け る tied for the に お け る big き な problem で あ っ た each part of the problem の mobile possibility が qualified さ れ る problem に し seaborne て, nearly alongside operation に エ ー ジ ェ ン ト 処 Richard を group み 込 み, エ ー ジ ェ ン ト の 働 き に よ り の integration, solution を consider し multiple others の あ る の segmentation son some of the problems generated を be presently し こ の problem Youdaoplaceholder0 open た. ま た, よ り ス ピ ー デ ィ ー に exploration line を う た め デ ー タ の time line を い, さ ら に, ア ト ラ ク テ ィ ブ な mobile 戦 slightly を with い る な ど unseen fruit explore を な solution be し, よ り strongly tied for メ な タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク technique proposed を し た. さ ら に, above で し た tied for scattered メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ア ル ゴ リ ズ ム の various の デ ー タ を 収 し analysis line を い, そ の features を shown し エ ー ジ ェ ン ト techniques の sexual, tied for the unseen に optimal な nearly alongside collection, あ る い は explore new た gimmick の な expand を shown し た. ま た, existing の ア ル ゴ リ ズ ム と compare す る こ と に よ り this tied for scattered メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ッ ク ス ア ル ゴ リ ズ ム の primacy を prove し た.

项目成果

Kaji, T.: "Parallel Tabu Search for Graph Multi-Partitioning Proble"The Economic Review, Otaru University of Commerce. Vol.53, No.4. 121-136 (2003)

Kaji, T.：“图多分区问题的并行禁忌搜索”《经济评论》，小樽商科大学。

中村 隆志: "一般化確率ペトリネットによる有限容量同時サービス並進待ち行列のモデル化"小樽商科大学商学討究. 第52巻第4号(刊行予定). (2002)

Takashi Nakamura：“使用广义随机 Petri 网对有限容量并发服务转换队列进行建模”，小樽商业大学研究杂志，第 52 卷，第 4 期（待出版）。

Kaji, T.: "Parallel Agent Passing Tabu Search Algorithm for Graph Partitioning Problem"Operations Research/Management Science at Work" in the International Series in Operations Research & Management Scienc. Vol.43. 163-175 (2002)

Kaji, T.：运筹学国际系列中的“图划分问题的并行智能体传递禁忌搜索算法”运筹学/管理科学工作”

中村隆志: "一般化確率ペトリネットによる有限容量同時サービス並進待ち行列のモデル化"小樽商科大学商学討究. 第52巻第4号. 39-50 (2002)

Takashi Nakamura：“使用广义随机 Petri 网对有限容量并发服务并行队列进行建模”小樽商业大学研究杂志第 52 卷，第 4. 39-50 期（2002 年）。