負荷分散枝被覆問題に対する最適性とアルゴリズム

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概要

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無向グラフG=(V,E)において,全ての頂点が少なくとも1つの枝に接しているような枝の集合を枝被覆と呼ぶ.特に最小枝被覆は多項式時間で得られ,またスターグラフの集合により構成されることが知られている.本研究では,各スターの枝数が均等になるような枝被覆を求める負荷分散枝被覆問題を扱う.この問題の応用例として,センサーネットワークの構造最適化などが挙げられる.この目的達成のために,被覆枝における次数に関する狭義単調増加凸関数の和の最小化問題として問題を定式化し,その最適性がある種の交互パスの非存在として特徴付けられることを示す.またこの特徴付けを利用し,最適な枝被覆が最小枝被覆であること,被覆枝における次数列の辞書順が最小となること,最大次数が最小化されることを示す.さらに,この特徴を基にしたO(|V||E|)時間のアルゴリズムを提案する.
2007-05-18

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