JP2002217902A - 通信網最適化方法及び通信網最適化プログラム並びに通信網最適化プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

通信網最適化方法及び通信網最適化プログラム並びに通信網最適化プログラムを記録した記録媒体

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JP2002217902A
JP2002217902A JP2001006803A JP2001006803A JP2002217902A JP 2002217902 A JP2002217902 A JP 2002217902A JP 2001006803 A JP2001006803 A JP 2001006803A JP 2001006803 A JP2001006803 A JP 2001006803A JP 2002217902 A JP2002217902 A JP 2002217902A
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calculation
temperature
solution
pair set
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JP2001006803A
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Shiro Ozasa
史郎 小笹
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、指定時間内に計算を終了さ
せ、且つ時間を制限しない場合と同程度の解答が求めら
れる通信網最適化方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は、シミュレーテッドアニーリング
方法における1回の計算にかかる時間を測定して、ユー
ザが指定した計算終了時間から、予め反復計算回数を算
出し、且つ誤差を少なくするためにシミュレーテッドア
ニーリング方法の変化分を調整して最適化算法の終了条
件を算出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信網を構築する際
に、料金が最小となるような回線の組み合わせを提供す
る通信網最適化方法及び通信網最適化プログラムを記録
した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、料金が最小な回線を計算する方法
として、シミュレーテッドアニーリング(Simula
ted Annealing)方法がある。これは、あ
るサイトからあるサイトを結ぶ網をサイト間に存在する
複数の回線により構成し、種々の回線の組み合わせの中
から回線の組み合わせを選択し、回線を交換しながらコ
ストを計算し、少しずつ最適解に近づけていく方法であ
る。
【0003】ここで、従来のシミュレーテッドアニーリ
ング方法では、最適解を得ようとすると計算時間が長く
なり、計算がいつ終わるのか不明である。また、計算時
間を制限すると最適解を得られなくなるという問題があ
った。
【0004】図4は従来のシミュレーテッドアニーリン
グ方法による最適解の解法を示すブロック図である。
【0005】T:暫定解のVP区間対集合、T:最良
系のVP区間対集合、Z:暫定解の料金、Z:最良解
の料金、t:初期温度、t:最終温度、rmax
最大反復回数、A:定数、C:VP帯域(Mb/s)
で、トラヒックの平均レート、レートの標準偏差、Fl
uid−Flow近似等価容量により決定される。
【0006】VP帯域C(Mb/s)と距離d(km)
が与えられたときのVP料金Zは、
【数1】
【0007】[初期解発生ステップ] 1)初期値として初期温度t,最終温度t,温度変
化分Δt,最大繰返回数rmaxを定義する。t=
,r=0とする。
【0008】2)最小木によりVP区間を選択し、VP
区間対の集合Tと第0年度から最終年度までの利用料金
総額Zの初期値を求める。
【0009】3)T→T,Z→Zとする。
【0010】[SA法ステップ] 4)Tの要素iとTに含まれない区間候補jをランダム
に選ぶ。Tにおいてiとjを交換してできるTijが連
結な網(各サイト間を結んでいる網)ならトラヒックを
最短経路に割り当て、VP帯域を求め、その料金をZ
ijとする。Zij<ZならばtをΔtだけ下げ、T
ij→T,Zij→Zとする。さらにZij<Zなら
ばTij→T,Zij→Zとする。さらにZij<Z
ならばTij→T,Zij→Zとする。
【0011】5)Zij≧Zならば値Δc(Δc≧0)
を Δc=A・(Zij−Z)/Z により計算し、[0,1]の一様乱数Rを発生させ、 exp(−Δc/t)>R ならばtをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Zとす
る。
【0012】6)Tに含まれない区間候補jをランダム
に選び、Tに追加してできる集合Tについて4)と同
様の処理を実行する。
【0013】7)Tの要素iをランダムに選びTから削
除してできる集合Tについて4)と同様の処理を実行
する。
【0014】[計算終了判定ステップ] 8)rを1増加する。t≦tまたはr>rmaxなら
ば終了、そうでなければ4)に戻る。
【0015】(SA法による解法終わり)SA法は通信
網の最適化方法にしばしば適応されており、良い結果が
報告されている。
【0016】例えば、「M.Annunziata,
G.Bianchi,P.Giacomazzi an
d P.Valente,“Planning of
a digital cross−connect n
etwork:heuristic algorith
ms and simulated annealin
g,”in Proc.NETWORKS‘96,p
p.451−456,Sydney,Australi
a,1996」などがある。
【0017】しかし、従来の計算方法によると予め与え
られた初期値に、温度変化分や最大繰返回数が含まれて
いる。最初に初期解発生ステップで初期解を算出し、次
にSA法ステップでSA法の計算、計算途中に計算終了
判定ステップで解の判定の順に解を求めるために、計算
を開始してから終了条件に達するまで計算を続けていく
ことになる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】この種の最適化方法で
特に問題とされている点としては、計算時間が非常に多
くかかるという点である。
【0019】従来の通信網最適化方法では、計算中に計
算時間を計測して、その結果によって反復計算関数や終
了条件を調節できなかった。
【0020】そのため、実際に計算を始めてから終了す
るまで、計算終了の時間、問題に対する解答が得られな
かった。
【0021】ところが、ユーザが実際にこのようなプロ
グラムを使用する際には、計算終了時間は不明であり、
実際に最後まで計算させて最適解を求めるという使い方
よりも、限られた時間、例えば15分、1時間、2時間
などで最適解を求められるという使い方が望まれる。
【0022】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、シミュレーテッドアニーリング方法における1回の
計算にかかる時間を測定して、ユーザが指定した計算終
了時間から、予め反復計算回数を算出し、且つ誤差を少
なくするためにシミュレーテッドアニーリング方法の変
化分を調整して最適化算法の終了条件を算出することに
より、指定時間内に計算を終了させ、且つ時間を制限し
ない場合と同程度の解答を求めることができる通信網最
適化方法及び通信網最適化プログラムを記録した記録媒
体を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の通信網最適化方法は、複数の回線により構成
された通信網に接続されたサイトのコンピュータに、初
期温度t,最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返
回数rmaxを設定する初期値設定ステップと、回線の
組み合わせを選択した暫定解のVP区間対集合Tを最良
系のVP区間対集合Tとし、暫定解の料金Zを最良解
の料金Zとする初期解発生ステップと、前記暫定解の
VP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP区間対集合T
に含まれない区間候補jを交換してできるVP区間対集
合Tijを料金Zijとし、Z <Zならば温度t
をΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Zとし、さらに
ij<ZならばTij→T,Zij→Zとし、さら
にZij<ZならばT →T,Zij→Z
し、Zij<Zでなければ[0,1]の一様乱数Rを
発生させ、値Δc(Δc≧0)としてexp(−Δc/
t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc
/t)>Rでなければ前記計算を反復計算するSA法ス
テップと、温度tまたは反復回数rがt≦tまたはr
>rmaxならば終了する計算終了判定ステップとを有
する通信網最適化方法において、初期解発生ステップの
後、何回かSA法ステップでの反復計算を行い、反復計
算中に設定時間で計算が終了するように温度tが最終
温度tまで減少するときの温度変化分Δtを指定する
反復計算回数算出ステップを具備することを特徴とす
る。
【0024】また、本発明の通信網最適化方法は、複数
の回線により構成された通信網に接続されたサイトのコ
ンピュータに、初期温度t,最終温度t,温度変化
分Δt,最大繰返回数rmaxを設定する初期値設定ス
テップと、回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区
間対集合Tを最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解
の料金Zを最良解の料金Zとする初期解発生ステップ
と、前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解の
VP区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してで
きるVP区間対集合Tijを料金Zijとし、Zij
ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij
→Zとし、さらにZij<ZならばT ij→T,Z
ij→Zとし、さらにZij<ZならばTij
,Zij→Zとし、Zij<Zでなければ
[0,1]の一様乱数Rを発生させ、exp(−Δc/
t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc
/t)>Rでなければ前記計算を反復計算するSA法ス
テップと、t≦tまたはr>rma ならば終了する
計算終了判定ステップとを有する通信網最適化方法にお
いて、初期解発生ステップの後、何回かSA法ステップ
での反復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時
間Tを測定し、前記Tから指定時間に計算が終了す
るように前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出
する反復計算回数算出ステップを具備することを特徴と
する。
【0025】また、本発明の通信網最適化方法は、複数
の回線により構成された通信網に接続されたサイトのコ
ンピュータに、初期温度t,最終温度t,温度変化
分Δt,最大繰返回数rmaxを設定する初期値設定ス
テップと、回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区
間対集合Tを最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解
の料金Zを最良解の料金Zとする初期解発生ステップ
と、前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解の
VP区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してで
きるVP区間対集合Tijを料金Zijとし、Zij
ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij
→Zとし、さらにZij<ZならばT ij→T,Z
ij→Zとし、さらにZij<ZならばTij
,Zij→Zとし、Zij<Zでなければ
[0,1]の一様乱数Rを発生させ、exp(−Δc/
t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc
/t)>Rでなければ前記計算を反復計算するSA法ス
テップと、t≦tまたはr>rma ならば終了する
計算終了判定ステップとを有する通信網最適化方法にお
いて、初期解発生ステップの後、何回かSA法ステップ
での反復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時
間Tを測定し、前記Tから指定時間に計算が終了す
るように前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出
する第1の反復計算回数算出ステップと、第1の反復計
算回数ステップの後、何回かSA法ステップでの反復計
算を行い、反復計算中に設定時間で計算が終了するよう
に温度tが最終温度tまで減少するときの温度変化
分Δtを指定する第2の反復計算回数算出ステップとを
具備することを特徴とする。
【0026】また、本発明の通信網最適化プログラムを
記録した記録媒体は、複数の回線により構成された通信
網に接続されたサイトのコンピュータに、初期温度
,最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r
maxが設定され、暫定解のVP区間対集合Tを最良系
のVP区間対集合Tとし、暫定解の料金Zを最良解の
料金Zとする初期解発生手順、初期解発生後に何回か
SA法ステップでの反復計算を行い、反復計算中に設定
時間で計算が終了するように温度tが最終温度t
で減少するときの温度変化分Δtを指定する反復計算回
数算出手順、t≦t ならば終了する第1の計算終了判
定手順、回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間
対集合Tの要素iと暫定解のVP区間対集合Tに含まれ
ない区間候補jを交換してできるVP区間対集合Tij
を料金Zijとし、Zij<Zならば温度tをΔtだ
け下げ、Tij→T,Zij→Zとし、さらにZij
ならばTij→T,Zij→Zとし、さらにZij
<ZならばTij→T,Z ij→Zとし、Zij
<Zでなければ[0,1]の一様乱数Rを発生させ、
exp(−Δc/t)>Rならば温度tをΔtだけ下
げ、exp(−Δc/t)>Rでなければ前記計算を反
復計算するSA法を行う手順、r>rmaxならば終了
する第2の計算終了判定手順をコンピュータに実行させ
るための通信網最適化プログラムを記録したものであ
る。
【0027】また、本発明の通信網最適化プログラムを
記録した記録媒体は、複数の回線により構成された通信
網に接続されたサイトのコンピュータに、初期温度
,最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r
maxが設定され、回線の組み合わせを選択した暫定解
のVP区間対集合Tを最良系のVP区間対集合T
し、暫定解の料金Zを最良解の料金Zとする初期解発
生手順、初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復
計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時間T
測定し、前記Tから指定時間に計算が終了するように
前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出する反復
計算回数算出手順、r>rmaxならば終了する第1の
計算終了判定手順、前記暫定解のVP区間対集合Tの要
素iと暫定解のVP区間対集合Tに含まれない区間候補
jを交換してできるVP区間対集合T を料金Zij
とし、Zij<Zならば温度tをΔtだけ下げ、T
ij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Zならば
ij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Zなら
ばTij→T,Zij→Zとし、Zij<Zでな
ければ[0,1]の一様乱数Rを発生させ、exp(−
Δc/t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、exp
(−Δc/t)>Rでなければ前記計算を反復計算する
SA法を行う手順、t≦tならば終了する第2の計算
終了判定手順をコンピュータに実行させるための通信網
最適化プログラムを記録したものである。
【0028】また、本発明の通信網最適化プログラムを
記録した記録媒体は、複数の回線により構成された通信
網に接続されたサイトのコンピュータに、初期温度
,最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r
maxが設定され、回線の組み合わせを選択した暫定解
のVP区間対集合Tを最良系のVP区間対集合T
し、暫定解の料金Zを最良解の料金Zとする初期解発
生手順、初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復
計算を行い、反復計算中に設定時間で計算が終了するよ
うに温度tが最終温度tまで減少するときの温度変
化分Δtを指定する第1の反復計算回数算出手順、第1
の反復計算回数算出手順後に何回かSA法ステップでの
反復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時間T
を測定し、前記Tから指定時間に計算が終了するよ
うに前記SA法ステップの反復回数r axを算出する
第2の反復計算回数算出手順、t≦tまたはr>r
maxならば終了する計算終了判定手順、前記暫定解の
VP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP区間対集合T
に含まれない区間候補jを交換してできるVP区間対集
合T ijを料金Zijとし、Zij<Zならば温度t
をΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Zとし、さらに
ij<ZならばTij→T,Zij→Zとし、さら
にZij<ZならばTij→T,Zij→Z
し、Zij<Zでなければ[0,1]の一様乱数Rを
発生させ、exp(−Δc/t)>Rならば温度tをΔ
tだけ下げ、exp(−Δc/t)>Rでなければ前記
計算を反復計算するSA法を行う手順をコンピュータに
実行させるための通信網最適化プログラムを記録したも
のである。
【0029】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態例を詳細に説明する。
【0030】図1は本発明の第1の実施形態例を示すブ
ロック図で、温度変化分Δtを可変することにより、終
了条件を調節する実施形態例であり、実際のアニーリン
グ計算前に何回か計算を行い、予め1回のクーリング計
算にかかる時間を測定し、温度変化分Δtの変化分を導
き出すことにより計算回数を導き出す反復計算回数算出
ステップを採用し、また、精度をたもち、終了誤差を少
なくするために、指定時間に計算終了するように温度変
化分Δtを調整する温度変化分算出ステップを採用す
る。
【0031】図2は本発明の第2の実施形態例を示すブ
ロック図で、反復回数rmax′を可変にすることによ
り、終了条件を調節する実施形態例であり、実際のアニ
ーリング計算前に何回か計算を行い、予め1回の計算に
かかる時間を測定することにより計数回数を導き出す反
復計算回数算出ステップを採用する。
【0032】図3は本発明の第3の実施形態例を示すブ
ロック図で、図2の本発明の第2の実施形態例、図1は
本発明の第1の実施形態例の順に終了条件を調整する。
【0033】図1〜3の実施形態例において、初期解発
生ステップ、SA法ステップ、及び計算終了判定ステッ
プについては図4の従来のシミュレーテッドアニーリン
グ方法による最適解の解法と同様であるのでその説明を
省略する。
【0034】図1〜3の実施形態例では、最初に何回か
シミュレーテッドアニーリング方法の反復計算を行い、
ユーザが決めた指定時間以内で計算が終了する計算回数
を算出する反復計算回数算出ステップと、前記反復計算
回数算出ステップに基づいて計算終了条件を判定する計
算終了判定ステップを持つ。
【0035】[図1〜3の実施形態例のSA法ステッ
プ]SA法(シミュレーテッドアニーリング方法)は初
期解を求め、暫定解の近傍を探索し、暫定解の更新が、
解の改善される場合だけでなく、確率P(t)で解が改
悪される場合にも行われる。この改悪を許すことで極小
点から暫定解を移動させることができ、より大局的に最
適解に近づけられる。確率P(t)はパラメータtの増
加関数であり、tを温度と呼ぶ。SA法ではtを最初に
大きな値=初期値tに設定し、計算中に徐々にこれを
低減していく。この過程をクーリングと呼ぶ。クーリン
グにより温度が最終温度tに達したときに計算が終了
する。SA法で得られる解の良さ、計算時間は初期温度
や最終温度の値の選び方、クーリングの方法に大きく依
存する。
【0036】[図1のクーリングスケジュール(反復計
算回数算出ステップ)]温度(パラメータ)tをt=α
tで定める方法である。
【0037】最初の何回かの反復計算中に、1回の反復
計算に要する時間Tを求める。
【0038】クーリングスケジュールとして反復計算毎
に温度tを t=αt (t=温度,α=定数であり、α=0.8〜0.99の
間で選ばれることが多い)に変更する手法で、 α=(t/tTr/T (t=最終温度、t=初期温度)に設定する。
【0039】本方法によれば温度がtからtまで減
少するときの反復回数rmax′は、 αrmax′=tより rmax′=log(t/t)/logα=T/T
である。よって、ほぼT時間で計算が終了する。1回の
反復計算に要する時間がTなので、計算時間をTとで
きる。
【0040】[図2のクーリングスケジュール(反復計
算回数算出ステップ)]温度(パラメータ)tをt=t
−Δtで定める方法である。
【0041】最初の何回かの反復計算中に、1回の反復
計算に要する時間Tを求める。
【0042】その後反復計算毎に温度tを(t
)・T/Tだけ減少する。本方法によれば、温度
がtからtまで減少する際の反復回数rmax
(tがt になるまでの反復回数)は、 rmax′=T/T となり、1回の反復計算に要する時間がTなので、お
おむね計算時間をTとできる。
【0043】[図3のクーリングスケジュール(反復計
算回数算出ステップ)]図1のクーリングスケジュール
(反復計算回数算出ステップ)と図2のクーリングスケ
ジュール(反復計算回数算出ステップ)を組み合わせて
計算を行う。
【0044】図5は本発明の実施形態例に係る通信網最
適化方法と従来の通信網最適化方法とを比較して示す初
期温度tから最終温度tまで減少するときの時間
(N)特性図である。図において、破線が従来の通信網
最適化方法を示し、実線が本発明の実施形態例に係る通
信網最適化方法を示す。本発明の実施形態例に係る通信
網最適化方法では、ある一定の計算終了時間(この図の
場合は1時間)で終了させるために温度変化分Δtを調
整して、温度tの下がり幅を調整している。
【0045】図6は本発明の実施形態例に係る通信網最
適化方法と従来の通信網最適化方法とを比較して示す1
回の反復計算に要する時間Tあたりの温度変化特性図
である。短い単位時間あたり(T)で比較した場合、
破線の従来の通信網最適化方法よりも実線の本発明の実
施形態例に係る通信網最適化方法のほうが温度の下がり
幅が大きい。
【0046】尚、本発明における通信網最適化方法は、
具体的にはパソコン等のコンピュータにより、予め所定
のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された通
信網最適化プログラムに基づいて実行される。
【0047】すなわち、記録媒体に記録された通信網最
適化プログラムは、複数の回線により構成された通信網
に接続されたサイトのコンピュータに、初期温度t
最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数rmax
が設定され、暫定解のVP区間対集合Tを最良系のVP
区間対集合Tとし、暫定解の料金Zを最良解の料金Z
とする初期解発生手順、初期解発生後に何回かSA法
ステップでの反復計算を行い、反復計算中に設定時間で
計算が終了するように温度tが最終温度tまで減少
するときの温度変化分Δtを指定する反復計算回数算出
手順、t≦tならば終了する第1の計算終了判定手
順、回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間対集
合Tの要素iと暫定解のVP区間対集合Tに含まれない
区間候補jを交換してできるVP区間対集合Tijを料
金Zijとし、Zij<Zならば温度tをΔtだけ下
げ、Tij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Z
ならばTij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Z
ならばTij→T,Z →Zとし、Zij<Z
でなければ[0,1]の一様乱数Rを発生させ、ex
p(−Δc/t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、e
xp(−Δc/t)>Rでなければ前記計算を反復計算
するSA法を行う手順、r>rmaxならば終了する第
2の計算終了判定手順をコンピュータに実行させる。
【0048】また、本発明に係る記録媒体に記録された
通信網最適化プログラムは、複数の回線により構成され
た通信網に接続されたサイトのコンピュータに、初期温
度t ,最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数
maxが設定され、回線の組み合わせを選択した暫定
解のVP区間対集合Tを最良系のVP区間対集合T
し、暫定解の料金Zを最良解の料金Zとする初期解発
生手順、初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復
計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時間T
測定し、前記Tから指定時間に計算が終了するように
前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出する反復
計算回数算出手順、r>rmaxならば終了する第1の
計算終了判定手順、前記暫定解のVP区間対集合Tの要
素iと暫定解のVP区間対集合Tに含まれない区間候補
jを交換してできるVP区間対集合Tijを料金Zij
とし、Zij<Zならば温度tをΔtだけ下げ、T
ij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Zならば
ij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Zなら
ばTij→T,Zij→Zとし、Zij<Zでな
ければ[0,1]の一様乱数Rを発生させ、exp(−
Δc/t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、exp
(−Δc/t)>Rでなければ前記計算を反復計算する
SA法を行う手順、t≦tならば終了する第2の計算
終了判定手順をコンピュータに実行させる。
【0049】また、本発明に係る記録媒体に記録された
通信網最適化プログラムは、複数の回線により構成され
た通信網に接続されたサイトのコンピュータに、初期温
度t ,最終温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数
maxが設定され、回線の組み合わせを選択した暫定
解のVP区間対集合Tを最良系のVP区間対集合T
し、暫定解の料金Zを最良解の料金Zとする初期解発
生手順、初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復
計算を行い、反復計算中に設定時間で計算が終了するよ
うに温度tが最終温度tまで減少するときの温度変
化分Δtを指定する第1の反復計算回数算出手順、第1
の反復計算回数算出手順後に何回かSA法ステップでの
反復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時間T
を測定し、前記Tから指定時間に計算が終了するよ
うに前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出する
第2の反復計算回数算出手順、t≦tまたはr>r
ma ならば終了する計算終了判定手順、前記暫定解の
VP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP区間対集合T
に含まれない区間候補jを交換してできるVP区間対集
合Tijを料金Zijとし、Zij<Zならば温度t
をΔtだけ下げ、T →T,Zij→Zとし、さらに
ij<ZならばTij→T,Zij→Zとし、さら
にZij<ZならばTij→T,Zij→Z
し、Zij<Zでなければ[0,1]の一様乱数Rを
発生させ、exp(−Δc/t)>Rならば温度tをΔ
tだけ下げ、exp(−Δc/t)>Rでなければ前記
計算を反復計算するSA法を行う手順をコンピュータに
実行させる。
【0050】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ユー
ザが指定した計算終了時間から、反復計算回数や最適化
算法の終了条件を自動的に算出し、指定時間内に計算を
終了させるという効果がある。
【0051】本発明ではユーザが最初に計算時間を指定
する(例えば10時間)、初期解算出ステップで初期解
を求めた後に、反復計算回数算出ステップにおいて温度
変化分Δt、反復回数rmaxを10時間分の繰り返し
回数を求める。従来の方法と同じくSA法ステップを繰
り返して、計算終了判定ステップで解を判定することに
より、SA法における指定時間での計算終了と解の良さ
を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態例を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の第2の実施形態例を示すブロック図で
ある。
【図3】本発明の第3の実施形態例を示すブロック図で
ある。
【図4】従来の通信網最適化方法を示すブロック図であ
る。
【図5】本発明の実施形態例に係る通信網最適化方法と
従来の通信網最適化方法とを比較して示す初期温度t
から最終温度tまで減少するときの時間(N)特性図
である。
【図6】本発明の実施形態例に係る通信網最適化方法と
従来の通信網最適化方法とを比較して示す1回の反復計
算に要する時間Tあたりの温度変化特性図である。
【符号の説明】
T 暫定解のVP区間対集合 T 最良系のVP区間対集合 Z 暫定解の料金 Z 最良解の料金 t 初期温度 t 最終温度 rmax 最大反復回数 A 定数 C VP帯域(Mb/s)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年4月18日(2002.4.1
8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 通信網最適化方法及び通信網最適
化プログラム並びに通信網最適化プログラムを記録した
記録媒体
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信網を構築する際
に、料金が最小となるような回線の組み合わせを提供す
る通信網最適化方法及び通信網最適化プログラム並びに
通信網最適化プログラムを記録した記録媒体に関するも
のである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、シミュレーテッドアニーリング方法における1回の
計算にかかる時間を測定して、ユーザが指定した計算終
了時間から、予め反復計算回数を算出し、且つ誤差を少
なくするためにシミュレーテッドアニーリング方法の変
化分を調整して最適化算法の終了条件を算出することに
より、指定時間内に計算を終了させ、且つ時間を制限し
ない場合と同程度の解答を求めることができる通信網最
適化方法及び通信網最適化プログラム並びに通信網最適
化プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的
とする。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の回線により構成された通信網に接
    続されたサイトのコンピュータに、初期温度t,最終
    温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r maxを設
    定する初期値設定ステップと、 回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間対集合T
    を最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解の料金Zを
    最良解の料金Zとする初期解発生ステップと、 前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP
    区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してできる
    VP区間対集合Tijを料金Zijとし、Z <Z
    ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Z
    とし、さらにZ ij<ZならばTij→T,Zij
    Zとし、さらにZij<ZならばT →T,Z
    ij→Zとし、Zij<Zでなければ[0,1]の
    一様乱数Rを発生させ、値Δc(Δc≧0)としてex
    p(−Δc/t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、e
    xp(−Δc/t)>Rでなければ前記計算を反復計算
    するSA法ステップと、 温度tまたは反復回数rがt≦tまたはr>rmax
    ならば終了する計算終了判定ステップとを有する通信網
    最適化方法において、 初期解発生ステップの後、何回かSA法ステップでの反
    復計算を行い、反復計算中に設定時間で計算が終了する
    ように温度tが最終温度tまで減少するときの温度
    変化分Δtを指定する反復計算回数算出ステップを具備
    することを特徴とする通信網最適化方法。
  2. 【請求項2】 複数の回線により構成された通信網に接
    続されたサイトのコンピュータに、初期温度t,最終
    温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r maxを設
    定する初期値設定ステップと、 回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間対集合T
    を最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解の料金Zを
    最良解の料金Zとする初期解発生ステップと、 前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP
    区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してできる
    VP区間対集合Tijを料金Zijとし、Z <Z
    ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Z
    とし、さらにZ ij<ZならばTij→T,Zij
    Zとし、さらにZij<ZならばT →T,Z
    ij→Zとし、Zij<Zでなければ[0,1]の
    一様乱数Rを発生させ、exp(−Δc/t)>Rなら
    ば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc/t)>Rで
    なければ前記計算を反復計算するSA法ステップと、 t≦tまたはr>rmaxならば終了する計算終了判
    定ステップとを有する通信網最適化方法において、 初期解発生ステップの後、何回かSA法ステップでの反
    復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時間T
    を測定し、前記Tから指定時間に計算が終了するよう
    に前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出する反
    復計算回数算出ステップを具備することを特徴とする通
    信網最適化方法。
  3. 【請求項3】 複数の回線により構成された通信網に接
    続されたサイトのコンピュータに、初期温度t,最終
    温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r maxを設
    定する初期値設定ステップと、 回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間対集合T
    を最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解の料金Zを
    最良解の料金Zとする初期解発生ステップと、 前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP
    区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してできる
    VP区間対集合Tijを料金Zijとし、Z <Z
    ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Z
    とし、さらにZ ij<ZならばTij→T,Zij
    Zとし、さらにZij<ZならばT →T,Z
    ij→Zとし、Zij<Zでなければ[0,1]の
    一様乱数Rを発生させ、exp(−Δc/t)>Rなら
    ば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc/t)>Rで
    なければ前記計算を反復計算するSA法ステップと、 t≦tまたはr>rmaxならば終了する計算終了判
    定ステップとを有する通信網最適化方法において、 初期解発生ステップの後、何回かSA法ステップでの反
    復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時間T
    を測定し、前記Tから指定時間に計算が終了するよう
    に前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出する第
    1の反復計算回数算出ステップと、 第1の反復計算回数ステップの後、何回かSA法ステッ
    プでの反復計算を行い、反復計算中に設定時間で計算が
    終了するように温度tが最終温度tまで減少すると
    きの温度変化分Δtを指定する第2の反復計算回数算出
    ステップとを具備することを特徴とする通信網最適化方
    法。
  4. 【請求項4】 複数の回線により構成された通信網に接
    続されたサイトのコンピュータに、初期温度t,最終
    温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r maxが設
    定され、暫定解のVP区間対集合Tを最良系のVP区間
    対集合Tとし、暫定解の料金Zを最良解の料金Z
    する初期解発生手順、 初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復計算を行
    い、反復計算中に設定時間で計算が終了するように温度
    が最終温度tまで減少するときの温度変化分Δt
    を指定する反復計算回数算出手順、 t≦tならば終了する第1の計算終了判定手順、 回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間対集合T
    の要素iと暫定解のVP区間対集合Tに含まれない区間
    候補jを交換してできるVP区間対集合Tijを料金Z
    ijとし、Zij<Zならば温度tをΔtだけ下げ、
    ij→T,Z ij→Zとし、さらにZij<Zなら
    ばTij→T,Zij→Zとし、さらにZij<Z
    らばTij→T,Zij→Zとし、Zij<Z
    なければ[0,1]の一様乱数Rを発生させ、exp
    (−Δc/t)>Rならば温度tをΔtだけ下げ、ex
    p(−Δc/t)>Rでなければ前記計算を反復計算す
    るSA法を行う手順、 r>rmaxならば終了する第2の計算終了判定手順を
    コンピュータに実行させるための通信網最適化プログラ
    ムを記録した記録媒体。
  5. 【請求項5】 複数の回線により構成された通信網に接
    続されたサイトのコンピュータに、初期温度t,最終
    温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r maxが設
    定され、回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間
    対集合Tを最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解の
    料金Zを最良解の料金Zとする初期解発生手順、 初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復計算を行
    い、反復計算中に1回当たりの計算時間Tを測定し、
    前記Tから指定時間に計算が終了するように前記SA
    法ステップの反復回数rmaxを算出する反復計算回数
    算出手順、 r>rmaxならば終了する第1の計算終了判定手順、 前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP
    区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してできる
    VP区間対集合Tijを料金Zijとし、Z <Z
    ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Z
    とし、さらにZ ij<ZならばTij→T,Zij
    Zとし、さらにZij<ZならばT →T,Z
    ij→Zとし、Zij<Zでなければ[0,1]の
    一様乱数Rを発生させ、exp(−Δc/t)>Rなら
    ば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc/t)>Rで
    なければ前記計算を反復計算するSA法を行う手順、 t≦tならば終了する第2の計算終了判定手順をコン
    ピュータに実行させるための通信網最適化プログラムを
    記録した記録媒体。
  6. 【請求項6】 複数の回線により構成された通信網に接
    続されたサイトのコンピュータに、初期温度t,最終
    温度t,温度変化分Δt,最大繰返回数r maxが設
    定され、回線の組み合わせを選択した暫定解のVP区間
    対集合Tを最良系のVP区間対集合Tとし、暫定解の
    料金Zを最良解の料金Zとする初期解発生手順、 初期解発生後に何回かSA法ステップでの反復計算を行
    い、反復計算中に設定時間で計算が終了するように温度
    が最終温度tまで減少するときの温度変化分Δt
    を指定する第1の反復計算回数算出手順、 第1の反復計算回数算出手順後に何回かSA法ステップ
    での反復計算を行い、反復計算中に1回当たりの計算時
    間Tを測定し、前記Tから指定時間に計算が終了す
    るように前記SA法ステップの反復回数rmaxを算出
    する第2の反復計算回数算出手順、 t≦tまたはr>rmaxならば終了する計算終了判
    定手順、 前記暫定解のVP区間対集合Tの要素iと暫定解のVP
    区間対集合Tに含まれない区間候補jを交換してできる
    VP区間対集合Tijを料金Zijとし、Z <Z
    ならば温度tをΔtだけ下げ、Tij→T,Zij→Z
    とし、さらにZ ij<ZならばTij→T,Zij
    Zとし、さらにZij<ZならばT →T,Z
    ij→Zとし、Zij<Zでなければ[0,1]の
    一様乱数Rを発生させ、exp(−Δc/t)>Rなら
    ば温度tをΔtだけ下げ、exp(−Δc/t)>Rで
    なければ前記計算を反復計算するSA法を行う手順をコ
    ンピュータに実行させるための通信網最適化プログラム
    を記録した記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3731036A1 (en) 2019-04-26 2020-10-28 Fujitsu Limited Optimization device and control method for optimization device

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