Combinatorial Optimization
困難な組合せ最適化問題への挑戦
Tackling Hard Combinatorial Optimization Problems
研究概要
パラメータ化アルゴリズム，近似アルゴリズム，遷移アルゴリズムなど，多様なアプローチを駆使し，NP困難な組合せ最適化問題に対するスケーラブルな解法を探求しています．理論的な性能保証と，実世界の大規模インスタンスを扱える実用的な計算速度との両立を目指している点が本テーマの特徴です．産業界との共同研究にも積極的に取り組み，理論研究の成果を社会実装へと繋げる活動を進めています．
（ここに図や画像を挿入する予定です）
研究テーマ
パラメータ化計算複雑性に基づくアルゴリズム設計と解析
NP困難やPSPACE困難であることが知られている問題に対しても，問題の構造を捉える適切なパラメータに着目することで，現実的に効率の良いアルゴリズムを設計できる場合があります．こうした観点から，多様な組合せ問題に対するパラメータ化計算複雑性の精緻な解明に取り組んでいます．様々な構造パラメータの下での固定パラメータ容易性（FPT等）とW階層における困難性（W[1]-hard等）の境界を明らかにする研究を通して，問題の難しさの本質がどこにあるのかを見極めるとともに，それを乗り越えるアルゴリズム設計の指針を提供する取り組みとなっています．
配電網の最適化と停電復旧手順の自動算出
電力会社との共同研究として，配電網における停電復旧手順の自動算出や，配電損失を最小化する系統構成の最適化に取り組んでいます．放射状制約や運用制約といった実用上の要件を満たしつつ，組合せ遷移の枠組みを応用することにより，運用者にとって実行可能で安全な切替手順を導出する手法を開発しています．研究成果は電気学会論文誌などにおいても発表されており，学術研究と社会実装を架橋する取り組みとなっています．
関連する発表
- 学術雑誌Tatsuhiko Hatanaka, Felix Hommelsheim, Takehiro Ito, Yusuke Kobayashi, Moritz Mühlenthaler and Akira Suzuki, "Fixed-parameter algorithms for graph constraint logic," Theoretical Computer Science (TCS), vol. 959, article 113863, pp.1-17, 2023.
- 学術雑誌Amer E. Mouawad, Naomi Nishimura, Venkatesh Raman, Narges Simjour and Akira Suzuki, "On the parameterized complexity of reconfiguration problems," Algorithmica, vol. 78, issue 1, pp. 274-297, 2017.
- 学術雑誌杉村 修平, 金子 曜久, 林 泰弘, 野崎 哲平, 鈴木 顕, 伊藤 健洋, 田邊 隆之, "電残量最小化を目的とした配電系統構成の多角的評価," 電気学会論文誌Ｂ（電力・エネルギー部門誌）, IEEJ Transactions on Power and Energy, 144巻, 12号, pp. 640-649, 2024.