組合せ最適化問題に対するアルゴリズム開発と数値実験

组合优化问题的算法开发和数值实验

• 批准号: 06740145
• 负责人: 久保 幹雄
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: 東京商船大学
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740145/
• 关键词: 組合せ最適化; メタ解法(メタヒューリステック); Simulated Anncaling; Tabo Search; ニューラル ネットワーク; 遺伝的アルゴリズム

本年度の研究実績は,大きく二つに分けられる.一つは,個々の組合せ最適化問題に対する解法の比較であり,もう一つは,種々の解法を総括して一段高い見地から見た一般的な枠組みを提案することである.まず標準的な比較対象として用いられているグラフ分割問題を取り上げ,代表的なメタヒューリスティックであるTabu SearchとSimulated Anncaling法を比較対象した.比較を行うためにTabu Searchをもとにした実験的解析ツールであるLife Span Method(寿命法)およびSimulated Annealing法の改良であるRe-annealing法を設計した.その後,系統的な実験的解析によりLife Span MethodのRe-annealing法に対する有効性を示した.それに伴い,アルゴリズムに内在する種々のパラメータの適正値に対する知見を示した.同様の検討をグラフ上の重要な組合せ最適化問題であるグラフ彩色問題および最大クリーク問題に対して行い,Life Span Methodの有効性を示した.また,スケジューリング問題の中でも最も困難であると言われているジョブショップスケジューリング問題に対してもLife Span Methodを適用し,従来法に対する有効性を実験的解析によって示した.これらの成果を踏まえて,種々のメタヒューリスティックスを一段高い見地から総括した解法(Generic Local Scarch)を構築した.これらの成果は,Life Span Methodとともに「離散構造とアルゴリズムIV」(近代科学社)の中の一章(メタヒューリスティックス)および計測自動制御学会論文誌の特集論文にまとめられている.また,メタヒューリスティックスの代表的な方法であるニューラルネット法,遺伝的アルゴリズムの研究者とともに,メタヒューリステックの有効性を論じるためのシンポジウムおよびセミナーを開催した.題目および講演者は以下の通りである.日本オペレーションズリサーチ学会シンポジウム「モダンヒューリスティックスの新展開Genetic Algorithm,Simulated Annealing,Tabu Search,Neural Net法は本当に有効か?-」(講演者:茨木(京大),武藤(慶大),玉置(京大),久保),日本オペレーションズリサーチ学会セミナー「モダンヒューリスティックス-Neural Network,Genetic Algorithm,Simulated Annealing,Tabu Searchの基礎から最新動向まで-」(講演者:甘利(東大),田中(茨城大),久保)

Be performance are studied in this annual の は, big き く two つ に points け ら れ る. A つ は, a 々 の せ combination optimization problem に す seaborne の る method compare で あ り, も う a つ は, kind of 々 の solution を 総 enclosed し て a high い insight か ら see た general な 枠 group み を proposal す る こ と で あ る. ま ず standard な compare like と seaborne し て in い ら れ て い る グ ラ フ segmentation asked Topic を take り げ, represent な メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク で あ る Tabu Search と Simulated Anncaling を comparison like し seaborne た. Compare を line う た め に Tabu Search を も と に し た be 験 analytical ツ ー ル で あ る Life Span Method (Life) お よ び Simulated The Annealing method is improved by であるRe-annealing method を design <s:1> た. After そ, the な experiment of the system is analyzed によ Life Span Method の Re - annealing Method に す seaborne る have sharper sex を shown し た. そ れ に companion い, ア ル ゴ リ ズ ム に inner す る kind 々 の パ ラ メ ー タ の is suitable numerical に す seaborne る knowledge を shown し た. With others in の beg を 検 グ ラ フ の important な せ combination optimization problem で あ る グ ラ フ color problem お よ び biggest ク リ ー ク problem に し seaborne て い, Life Span Method の have sharper sex を shown し た. ま た, ス ケ ジ ュ ー リ ン グ question の で も も most difficult で あ る と said わ れ て い る ジ ョ ブ シ ョ ッ プ ス ケ ジ ュ ー リ ン グ problem に し seaborne て も Life Span Method, the applicable し を 従 to Method に す seaborne る have sharper sex を be 験 analytical に よ っ て in し た. こ れ ら の results を tread ま え て, kind of 々 の メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ス を a high い insight か ら 総 enclosed し た solution (Generic Local Scarch) を build し た. こ れ ら は の achievements, Life Span Method と と も に "divergent と ア ル ゴ リ ズ ム IV" (modern science club) の の chapter (メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ス) お よ び automatic measuring system of the royal society papers tzu の sofitel paper に ま と め ら れ て い る. ま た, メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ス の representative methods of な で あ る ニ ュ ー ラ ル ネ ッ ト Method, but 伝 ア ル ゴ リ ズ ム の researchers と と も に, メ タ ヒ ュ ー リ ス テ ッ ク の is sharper を theory じ る た め の シ ン ポ ジ ウ ム お よ び セ ミ ナ ー を open rush し た. Under title お よ び speaker は の tong り で あ る. Japan オ ペ レ ー シ ョ ン ズ リ サ ー チ learn シ ン ポ ジ ウ ム "モ ダ ン ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ス の new expansion based Algorithm, Simulated Annealing, Tabu Search, Neural Net method the transgression は に have sharper か? - "(the speaker: Mr. Wood (Beijing), muto (big), jade (Beijing), long bao), Japan オ ペ レ ー シ ョ ン ズ リ サ ー チ learn セ ミ ナ ー" モ ダ ン ヒ ュ ー リ ス テ ィ ッ ク ス - Neural Network, based condition Algorithm,Simulated Annealing,Tabu Search <s:1> fundamentals ら Latest Trends まで- "(Speakers: Kanri (University of Tokyo), Tanaka (University of Ibaraki), Kubo)

项目成果

久保幹雄(宝田一雄編): "離散構造とアルゴリズムIV,メタヒューリスティックス" 近代科学社, 60 (1995)

Mikio Kubo（宝田和夫编辑）：《离散结构和算法 IV，元启发式》Kindai Kagakusha，60（1995）

藤沢克樹,久保幹雄,森戸晋: "Tabu Searchのグラフ分割問題への適用と実験的解析" 電気学会論文誌C. 114. 430-437 (1994)

Katsuki Fujisawa、Mikio Kubo、Susumu Morito：“禁忌搜索在图划分问题和实验分析中的应用” 日本电气工程师学会会刊 C. 114. 430-437 (1994)

高山裕志,久保幹雄,森戸晋: "スケジューリング問題に対するTabu Search" オペレーションズ・リサーチ. 40. 47-54 (1995)

Hiroshi Takayama、Mikio Kubo、Susumu Morito：“调度问题的禁忌搜索”运筹学 40. 47-54 (1995)。

久保幹雄: "Tabu Search and Simulated Annealing" 日本オペレーションズリサーチ学会"モダンヒューリスティックスの新展開". 第30回シンポジウム. 19-30 (1994)

Mikio Kubo：“禁忌搜索和模拟退火”日本运筹学会“现代启发式新发展”第 30 届研讨会（1994 年）。

久保幹雄: "Generic Local SearchとLife Span Method" 計測自動制御学会論文集. 31. (1995)

Mikio Kubo：“通用局部搜索和寿命方法”仪器与控制工程师协会会议记录 31。（1995 年）