著者
富井 規雄 田代 善昭 田部 典之 平井 力 村木 国満
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.46, no.2, pp.26-38, 2005-01-15
被引用文献数
10

運転整理を支援するコンピュータシステムが実用化されるようになってきているが,それらは自動作成機能に欠けるために人間の負担はさほど軽減されていない.本研究では,従来とは異なって,運転整理案の評価尺度として,利用者の不満に着目することを提唱する.ここで,利用者の不満とは,列車の遅延,列車の頻度,接続等に対して,線区・ダイヤ・事故の規模に応じてあらかじめ定義しておくものである.そして,運転整理案の作成問題を,利用者の不満を最小にする組合せ最適化問題ととらえ,メタヒューリスティックスに基づく高度な自動作成機能を備えた運転整理案作成アルゴリズムを導入し,あわせて,実線区に対する本アルゴリズムの実験結果について紹介する.Although computer systems which assist human experts in rescheduling disrupted train traffic is being practically employed recently, they are not so helpful in decreasing the workload of human experts. This is because they are lacking in intelligence such as to automatically make rescheduling plans. Unlike conventional works, we propose to use passengers' dissatisfaction as a criterion of rescheduling plans. We regard train traffic rescheduling as a combinatorial optimization problem in which dissatisfaction of passengers should be minimized and introduce an algorithm combining PERT and meta-heuristics. We also show some experimental results of the algorithm using actual train schedule data.
著者
松林 達史 山田 武士
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.48, no.SIG15(TOM18), pp.126-136, 2007-10-15

本研究では,大規模なネットワークデータのための高速かつ効率的な可視化座標計算の手法を提案する.従来のネットワーク可視化手法の1つとして Fruchterman らによる力学モデルを用いる手法がよく知られている.彼らの手法はノード間やエッジに対し力学関数を与えることにより,系全体のエネルギーを定義し,加速度方向に各ノードの座標を更新することによって,系のエネルギーの極小状態を求める.この手法では座標の更新頻度は一様で,すべてのノードを毎回更新していたが,提案手法では階層的独立固有時間刻み法を用いて個々のノードに独立な更新時間を設定し,局所的に更新頻度を変えることにより計算の高速化を可能にした.この手法は,天体力学において用いられている局所的に密集した領域を精度良く計算する手法を,グラフ可視化手法に拡張したものである.また,提案手法は並列処理に適しており,粒子間相互作用専用並列計算機 MDGRAPE-3 PCI-X に実装することによって,計算速度の数百倍高速化が可能であることを示した.さらに,LGL(Large Graph Layout)法を用いた Opte Project の可視化結果との比較を行い,提案手法により高精度な可視化が可能であることを示した.
著者
粟津 妙華 高田 雅美 城 和貴
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.8, no.1, pp.72-79, 2015-03-30

国立国会図書館では,所蔵する明治から昭和前期の近代書籍を近代デジタルライブラリとしてWeb上でページごとの画像データとして公開しているが,文書内容での検索を行うことができない.そのため,自動でのテキスト化が望まれている.その際,問題となっているのがヒストグラム法では除去できないルビであり,我々はすでに近代書籍に特化したルビ除去手法を提案している.しかしながら,その提案した手法は書籍に付加された版者や時代などの外部情報を利用しなければならず,近代デジタルライブラリのすべての外部情報を利用することはきわめて困難である.そこで本論文では,対象とする書籍画像から直接得られるデータをもとに,進化計算によってルビ除去式を生成し,近代書籍から自動でルビを除去する手法を提案する.In the web site of National Diet Library, the digital library from the Meiji era is open to the public. Since the early-modern Japanese printed books are given as image data, namely, full-text search is not available, automatic conversion to the text is needed. There is a major obstacle to the text conversion because of ruby, which is found in early-modern printed books. Ruby cannot be removed by the existing and traditional histogram method. Therefore, we have proposed a ruby removal method for early-modern printed books. Since the proposed method is based on the external information added to the books, the feasibility is very low. In this paper, we propose a new method to remove the ruby automatically from early-modern Japanese printed books by generating ruby removal formula by Genetic Programming using the training data based on the book images.
著者
佐多 恵悟 松山 開 坂口 裕一 中山 茂 小野 智司
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.7, no.1, pp.84-93, 2014-03-28

近年,Span Programに基づく論理式評価の量子アルゴリズム(Span-Program-based Quantum Algorithm: SPQA)が注目されている.SPQAに適した量子クエリ計算量が少ない最適なSpan Programの導出は,一般的な手法が見つかっておらず,対象となる論理式ごとに専門家が試行錯誤的に導出している.特に,入力ビットが多い論理式では行列の要素数が指数関数的に増加するため,導出が困難である.本研究では,量子クエリ計算量が少ない最適なSpan Programの導出を最適化問題として定式化し,進化計算を用いて近似解を導出する手法を提案する.In recent years, Span-Program-based Quantum Algorithm (SPQA) for evaluating Boolean formulas has been paid attention. However there has been no general method to derive optimal span program, which make the quantum query complexity of SPQA the least, and only professionals can derive for each formula through trial and error. Especially, it is difficult to derive span program for a formula with many input bits because number of elements of its matrix will increase exponentially. This paper proposes a method for optimal span program derivation, which formulates the problem as an optimization problem and solves it by evolutionary computation.
著者
伏見 卓恭 斉藤 和巳 池田 哲夫 風間 一洋
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.6, no.2, pp.137-146, 2013-08-21

本稿では,情報の発信や受信,片思いや両想いなどリンクの向きとして表れるノードの役割に着目し,有向ネットワークから機能的に類似するノード群で構成される機能コミュニティを抽出する手法を提案する.提案法の有効性を検証するとともに,無向化したネットワークに対する結果と比較し違いを分析する.また,ネットワークの局所的なリンク構造を分析するネットワークモチーフを用いた手法とも比較する.複数のネットワークを用いた評価実験から,無向化したネットワークに対する分析やモチーフを用いた手法では抽出できないノードの機能を,提案手法では抽出できることを示す.さらに,提案法におけるPageRank計算時の大域ジャンプ確率の大小が処理結果を左右するため,実ネットワークを用いて本手法に最適な大域ジャンプ確率を検討する.評価実験より,大域ジャンプ確率をα≃0 にすると,有向ネットワーク内のノード群が有する多様な機能によるコミュニティ抽出結果が得られることも示す.In this paper, in order to detect nodes' functions such as sending/receiving information, one-way/bidirectional relationships and so forth, we propose a method for extracting communities each of which consists of functionally similar nodes from directed networks. We confirm effectiveness and usefulness of our proposed method in comparison with two methods, a standard functional community extraction method intended for undirected networks and a method based on network motif analysis which reveals local link structures. From our experimental results using artificial and real networks, we show that our method can extract some reasonable functional communities which can not be extracted by two comparison methods. We also analyze the values of global jump probabilities which affect the results of community extraction in the PageRank calculation step of our proposed method. We show that, when we set the values of global jump probabilities as α≃0, then, we can obtain reasonable communities by various function of nodes from our experiments.
著者
徳岡 聖二 田中 美栄子
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.48, no.SIG19(TOM19), pp.68-74, 2007-12-15

株価の日中変動を記録したtickデータが研究資料として手に入るようになってまだ日が浅いが,日次変動とは異なる様相を示すことが様々な分野の研究者の興味を惹きつけ,精力的な数値解析が行われてきた結果,株価は完全なランダムウオークではなく,数分以下の短期価格変動には強い相関が存在することが明らかになってきた.このことは数分先の株価が上昇するか下降するかを科学的手法に依拠して予言できることを示唆している,そこで本論文では,過去の価格情報から抽出した様々な知識を活用しながらそのときどきの価格パターンに即した戦略的意思決定を自動生成するシステムを設計することを試みた.価格情報としては,時系列そのもののほかに,過去の平均価格や長期・短期移動平均との比較等,テクニカル分析において用いられる複数の指標を同時に利用しつつ,進化計算により過去の価格変動のパターンを学習することによって10-tick先,すなわち数秒から数分後の価格の上昇/下降を予測するシステムを作成し,それを用いて過去の実データにより予測を行った結果,IBM株で80%以上,8銘柄の平均で65%という予測的中率を得た.これにより,tick価格が少なくとも10-tick先までの記憶を有すること,および上記の方法により価格変動のトレンドを自動予測するシステムが機能することが実証された.
著者
古谷博史
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.43, no.10, pp.35-45, 2002-11-15
被引用文献数
5

遺伝的アルゴリズム(GA )の成功にもかかわらず,その理論的基礎付けに関する研究は少ない.スキーマ定理はそれらの中で歴史も長く重要な理論であるが,有効性について様々な批判があり,多くの欠点が指摘されている.最近,我々は突然変異と交叉について厳密なスキーマの進化方程式を導出する方法を見出した.このことにより,突然変異と交叉によるスキーマの変化を理論的に調べることが可能となった.本論文では,線形の適応度を持つOne-Max 問題を例にとり,選択の役割も加えたスキーマ理論の立場から進化の解析を行う.1 次のスキーマについて厳密なスキーマ定理を導き,数値実験と比較する.In spite of the success of genetic algorithms (GAs), there are only a few theories on the foundation of GAs. The schema theorem is a long standing and important theory among them. However, there are a variety of criticisms on it, and have been pointed out many shortcomings. Recently, we have obtained a method for deriving exact evolution equations of schemata under the actions of mutation and crossover. This makes it possible to study theoretically the changes of schemata by them. In this paper, we analyze the roles of these operators and selection in the One-Max problem, which has a linear fitness function, by means of the new schema theory. We derive an exact schema theorem for the first order schemata, and compare the theory with numerical experiments.
著者
佐々木 謙太朗 吉川 大弘 古橋 武
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.7, no.1, pp.53-60, 2014-03-28

Latent Dirichlet Allocation(LDA)は,様々な分野で応用されているトピックモデルであり,Twitterにおけるユーザ属性の推定や話題の要約などに適用した研究も数多く報告され始めている.LDAをツイート集合に適用する場合,1ツイートを1文書とすると,文書の短さやノイズの多さにより,LDAが有効に機能しないことが多いため,1ユーザの全ツイートを1文書とする方法が一般的に用いられる.これに対して,1ツイートが1トピックからなるという仮定に基づいたトピックモデルであるTwitter-LDAが提案され,前者の方法に比べて,トピックの意味のまとまりの面で優れていると報告されている.しかし一方でTwitter-LDAは,オンライン学習ができないという課題がある.本論文では,Twitter-LDAを改良し,Twitterに適したオンライン学習可能なトピックモデルを提案する.提案モデルでは以下の2点についてTwitter-LDAを拡張する.第1に,一般語とトピック語との比率をユーザごとに推定することで,より高精度にツイートの生成過程をモデル化する.第2に,ユーザの購買行動をモデル化したTopic Tracking Model(TTM)の機構をモデルに加えることで,Twitterにおけるユーザの興味と話題の時間発展をオンラインで学習可能とする.Latent Dirichlet Allocation (LDA) is a topic model which has been applied to various fields. It has been also applied to user profiling or event summarization on Twitter. In the application of LDA to tweet collection, it generally treats aggregated all tweets of a user as a single document. On the other hand, Twitter-LDA which assumes a single tweet consists of a single topic has been proposed and showed that it is superior to the former way in topic semantic coherence. However, Twitter-LDA has a problem that it is not capable of online inference. In this paper, we extend Twitter-LDA in the following two points. First, we model the generation process of tweets more accurately by estimating the ratio between topic words and general words for each user. Second, we enable it to estimate temporal dynamics of user interests and topic trends in online based on Topic Tracking Model (TTM) which models consumer purchase behaviors.
著者
石川 孝
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.6, no.2, pp.156-163, 2013-08-21

TwitterやFacebookなどのソーシャルメディアでは情報発信が一時的に急増する情報共鳴現象が起こっており,そのメカニズムの解明はソーシャルメディアにおけるユーザ行動の特性を明らかにする手がかりになると考えられる.本論文は,従来研究で明らかにされたTwitterにおける情報共鳴現象の特徴からユーザ行動についての仮説を導き,Twitter上の情報伝播モデルを構成してそのエージェントベースシミュレーションによって,情報共鳴が起こるメカニズムについての仮説を検証する.シミュレーションの結果は,この情報共鳴現象が情報伝播によるユーザの関心の変化に起因するソーシャルネットワーク構造の変化によって起こることを示唆する.In social media such as Twitter and Facebook, there exist information resonance phenomena in which information dissemination increases temporarily and it is expected that the investigation of the phenomena will provide the clue for understanding of the property of user behavior in social media. This paper describes the hypotheses for the user behavior from the findings about information resonance phenomena that have revealed in the previous work and verification of the hypotheses for the mechanism of information resonance in social media by applying Agent-based Simulation methodology. The results of the simulation suggest that the information resonance phenomenon is considered to be caused by the change of the online social network that is caused by the change of users' interest through information propagation.
著者
桑田 修平 前田 康成 松嶋 敏泰 平澤 茂一
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.6, no.1, pp.20-30, 2013-03-12

推薦問題を扱うためのより一般化されたマルコフ決定過程モデルに対して,ベイズ基準のもとで最適な推薦ルールを履歴データから求める方法を提案する.推薦問題に関する研究において,これまで,ある商品を推薦した結果どの商品が買われたのか(推薦結果)や,さらには,一定期間内に行った複数の推薦結果が考慮されることはほとんどなかった.これに対して,マルコフ決定過程モデルを用いることで上記2点を初めて考慮した手法が提案されている.提案法は,その従来研究のモデルを一般化した点に新規性がある.また,もう1つの新規性として,推薦ルールを求めるためのプロセスを統計的決定問題として厳密に定式化した点がある.従来のモデルを一般化することで,マルコフ決定過程モデルを用いた推薦手法の適用領域が拡大され,かつ,推薦する目的に対して最適な推薦が行えるようになった.人工データを用いた評価実験により,提案する推薦手法の有効性を確認した.
著者
井庭 崇 中鉢欣秀 松澤 芳昭 海保 研 武藤佳恭
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.44, no.14, pp.20-30, 2003-11-15
被引用文献数
5

本論文では,エージェントベースアプローチによって,社会・経済のモデルを作成するためのフレームワークを提案する.このフレームワークによって,「複雑系」(構成要素の振舞いのルールが状況によって動的に変化するシステム)のモデルを記述し,シミュレートすることが可能となる.提案フレームワークは,概念モデル・フレームワークとシミュレーションモデル・フレームワークの2つで構成され,モデル化からシミュレーションまでの一貫した支援を行う.提案フレームワークの特徴は,エージェント間の相互作用を,財(および情報)のやりとりとして明示化する点にある.また,エージェントの行動を,エージェントとは別のモデル要素として外部化し,オブジェクトコンポジションによって付加する点にも特徴がある.本論文は,社会・経済システムをオブジェクト指向でモデル化するための1つのパターンを提示するだけでなく,モデルを作成・実行する環境もあわせて提供することで,シミュレーションを行う仕組みも実現する.In this paper, we propose a framework of agent-based models for economies and societies.This framework allows us to describe and simulate the complex system where the rules of the behavior for each elements change dynamically through out the simulation.The proposed framework is based on a set of two models.One is for building the conceptual models and the other for executing the simulation.Two models together are able to process consistently from modeling to execution.One of characteristics in the proposed framework is that interactions between agents are clearly declared as the exchange of goods (with information).Also, a behavior is defined as a different object from each agents in the model to realize flexible design by using the object-composition technique.This paper not only provides a pattern of modeling the socio-economic system by using object-oriented methodology, but also is able to analyze the state of the system using simulation by providing the environment to build the model and execute the simulation.
著者
Akisato Kimura Masashi Sugiyama Takuho Nakano Hirokazu Kameoka Hitoshi Sakano Eisaku Maeda Katsuhiko Ishiguro
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.6, no.1, pp.128-135, 2013-03-12

Canonical correlation analysis (CCA) is a powerful tool for analyzing multi-dimensional paired data. However, CCA tends to perform poorly when the number of paired samples is limited, which is often the case in practice. To cope with this problem, we propose a semi-supervised variant of CCA named SemiCCA that allows us to incorporate additional unpaired samples for mitigating overfitting. Advantages of the proposed method over previously proposed methods are its computational efficiency and intuitive operationality: it smoothly bridges the generalized eigenvalue problems of CCA and principal component analysis (PCA), and thus its solution can be computed efficiently just by solving a single eigenvalue problem as the original CCA.
著者
田中 恵海 高橋 謙輔 鳥海 不二夫 菅原 俊治
出版者
情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.3, no.1, pp.98-108, 2010-01-26
被引用文献数
2

本研究では,日本の中学校の一学級を対象とし,教師のいじめ対策行動の効果を検討するためのエージェントシミュレーションモデルを,ソシオン理論とハイダーの認知的均衡理論に基づいて作成し,教師のいじめ対策行動の効果を検討した.いじめは昨今の学級形成の重要な問題となっているが,その対策は十分確立できていない.教師による学級内のいじめ対策方法を確立するためにはその効果を確認する必要があるが,そのためには長期にわたる観測を行う必要があるため,難しい.本研究では,教師および生徒をエージェントとし,エージェント間の対人関係形成の変異をコンピュータによるエージェントシミュレーションで再現し,その効果を推定する.本研究では対策行動として「班行動,出席停止,予防活動」の3つをモデル化し,それぞれに対していじめ被害者および加害者の割合,全生徒間の好感度平均,教師に対する全生徒の好感度平均から各いじめ対策行動の効果と影響を検討した.本実験から,学級におけるいじめ対策行動として最も適切である学級運営手法は「予防活動」であるとの示唆を得た.We investigated the effect of a number of anti-bullying methods by teachers using the multi-agent simulation. Although bullying is a serious problem in school nowadays, the effective anti-bullying method is not established well. In addition, it requires the long-term observation to evaluate the effect of antibullying measures, so this is hardly possible. In this paper, we assumed a teacher and a student as agents and their inter-personal relationships are modelled according to the socion theory and Heider's balance theory. Then we observed the effects of a number of anti-bullying methods on the inter-personal relationships using our multi-agent simulation. We implemented three antibullying methods: group activities, suspension from school, prevention activity, and examined their influences on the relationships with each anti-bullying method. Our experiment suggested that prevention activity is the most effective method to avoid bullying at school.
著者
須子 統太 松嶋 敏泰 平澤 茂一
出版者
情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.1, no.1, pp.17-26, 2008-09-26

統計解析を行う際,得られたデータの中に外れ値が含まれることが多々ある.外れ値は少量であっても解析結果に大きく影響を与えることがあるため,従来から外れ値を含むデータに対する統計解析手法が数多く研究されている.従来,Boxらにより線形回帰モデルに対し混合分布を用いて外れ値の発生をモデル化する研究が行われている.同様のモデルに対し様々な研究が行われているが,いずれも外れ値の検出やパラメータの推定を目的としている.そこで本研究では,外れ値データの発生を含む回帰モデルに対する予測法について扱う.まず,このモデルに対しベイズ基準のもとで最適な予測法を示す.しかし,この方法はデータ数に対し指数的に計算量が増大してしまう.そこで,EMアルゴリズムを用いて計算量を削減した近似アルゴリズムを提案し,シミュレーションにより有効性を検証する.Outliers are often included in statistical data. A statistical analysis result is influenced from outliers. Therefore, there are many researches for a statistical analysis of data with outliers. Box modeled outliers using mixture distribution. There are many researches that aim parameter estimation or outlier detection about this model. In this paper, we treat prediction problem about this model. First, we present an optimal prediction method with reference to the Bayes criterion in this model. The computational complexity of this method grows exponentially with data size. Next, we propose an approximation algorithm reducing the computational complexity using EM algorithm, and evaluate this algorithm through some simulations.
著者
矢萩 一樹 宮崎 浩一
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.46, no.10, pp.158-171, 2005-06-15
被引用文献数
1

オプションの市場価格が理論価格より割高である場合には,オプションを売却してデルタヘッジを行えば理論上は確実に収益があがるはずであるが,実際には損失が発生することがある.本研究では,そのメカニズムを解明するために,デルタヘッジの効率性に着目したシミュレーションモデルを提案した後,実データに基づいて本モデルを利用した検証を行う.デルタヘッジを行う際に使用するデルタの算出には,実現したボラティリティ,各時点のインプライド・ボラティリティ,GARCH ボラティリティの3 種類を用いることで,これらのボラティリティがデルタヘッジに与える効率性の違いを比較した.また,分析をより現実的なものとするため,デルタヘッジにおける株式の売買コストを考慮したうえで,ヘッジ頻度を変えた分析からデルタヘッジの効率性とヘッジコストとのトレードオフを確認した.実験結果から,各時点のインプライド・ボラティリティおよびGARCH ボラティリティを直接利用するだけでは,デルタヘッジの効率性はきわめて低いことが分かった.ただし,現実のボラティリティをある程度正しく予測することができたならば,取引回数を10 回程度以上行うことで理論どおりに収益をあげることができるのが確認できた.また,ヘッジコストとヘッジの効率性に関するトレードオフは存在し,ヘッジ間隔が長くなるにつれて売買コストが低下する影響が強く現れる結果となった.When the market price of an option is higher than the theoretical price of it, theoretically, we can make profit with 100% certainty by selling the expensive option and activating the delta-hedging strategy. However, in reality, we sometimes lose in the option trade. In this research, we clarify why such a counter intuitive situation occurs based on our simulation model focusing on the efficiency in the delta hedging. We examine the hedging efficiency depending on the delta in the delta-hedging by utilizing the three kind of volatilities such as actual volatility in the period, implied volatility in each delta-hedging timing and GARCH volatility. Making our analysis to be more realistic, we introduce the trading cost of the underlying equity in the delta-hedging and examine the trade-off between the hedging cost and the hedging efficiency by comparing the results in the different hedging frequencies. The results indicate that the performances of the delta-hedging based on the delta derived by the implied volatility in each delta-hedging timing and the GARCH volatility are very poor. However, when we can foretell the actual volatility of the underlying equity in the hedging period with reasonable precision, as the theory indicates, we can almost surely make profit by activating the same kind of the trade independently more than 10 times. Regarding as the trade-off between the hedging cost and the hedging efficiency, we found that the effect of the hedging cost surpasses that of the hedging efficiency when the hedging frequency decreases.
著者
金 美和 廣安 知之 三木 光範
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.46, no.17, pp.102-113, 2005-12-15
被引用文献数
2

本論文では,多目的遺伝的アルゴリズムにおいて,目的関数空間と設計変数空間の両方に解の多様性を維持するメカニズムであるDual-Archive scheme(DA scheme)を提案している.意思決定者がパレート最適解集合の中から選考解を選択する際には,目的関数空間の情報だけでなく設計変数空間の情報も必要とする.そのため目的関数空間だけでなく設計変数空間にも多様性を維持することが重要である.DA scheme は一般的な多目的遺伝的アルゴリズムに適用可能であるため,容易に利用することができる.DA scheme は,目的関数空間に多様な解を維持するアーカイブと,設計変数空間に多様な解を維持するアーカイブという2 つのアーカイブを持っている.DA scheme をSPEA2 とNSGA-II に適用し,テスト関数により効果を確認した.その結果,DA scheme を組み込んだSPEA2 は通常のSPEA2 に劣らない解探索性能を示すと同時に,通常のSPEA2 と比べて設計変数空間に多様な解を得ることができることが分かった.これはNSGA-II に関しても同様の傾向が得られた.これらの結果からDA scheme は目的関数空間だけでなく設計変数空間にも多様な解を得ることのできる効果的な手法であるといえる.In this paper, Dual-Archive scheme (DA scheme) for Multi objective Genetic Algorithms is proposed. The DA scheme is the mechanism to maintain the diversity of the solutions of Multi objective Genetic Algorithms in both objective space and design variable space. When decision makers choose the solution from the Pareto solutions, they use not only the objective value information but also the design variable value information. Therefore, it is very important to maintain the diversity of solutions not only in the objective space but also in the design variable space. Since DA scheme can be applied to general Multi objective Genetic Algorithms, it is easy to use. DA scheme has two archives: one of them maintains the diversity of solutions in objective space and the other maintains the diversity in design variable space. The effectiveness of DA scheme is examined through the test functions where DA scheme is applied to SPEA2 and NSGA-II. The results showed that SPEA2 with DA scheme has the same searching ability as SPEA2 and SPEA2 with DA scheme found the solutions that have higher diversity in the design variable space compared with those of SPEA2. The tendency of the results of NSGA-II is almost the same. From these results, DA scheme is very effective scheme to derive the Pareto solutions that have the diversity not only in the objective space but also in the design variable space.
著者
鈴木 智也
出版者
情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.2, no.1, pp.70-78, 2009-02-20

自然界や社会に存在するネットワークには,スモールワールド現象を示すものが数多く存在する.スモールワールド現象とは,各ノードが局所的にクラスタ化している割には他の遠いノードと短いステップでアクセス可能という特徴を持ち,情報伝達のしやすさに関係している.この性質は Watts らによって,クラスタ係数と平均最短経路長により定義されている.平均最短経路長はダイクストラの方法を用いればネットワークの種類を問わず算出できるが,クラスタ係数においては有向グラフの場合,前処理なしでは計算できない.そこで本研究では,情報伝達の仕方を考慮することで前処理の方法を検討し,有向グラフでも適切にクラスタ係数を計算する手法を提案する.その妥当性を検証するために,Watts らが提案した Small-world ネットワークモデルを重み付き有向グラフに拡張し,本提案手法を適用した.さらに,今まで調査されてきた線虫の神経網などの実ネットワークについて本提案手法を適用したところ,従来よりも顕著にスモールワールド現象が確認された.To analyze a structure of natural or social networks, the small-world network structure is often discussed. In the small-world network, each node can be more highly clustered than the random network, and can access other nodes through fewer edges than the regular network. It is well known that the small-world network can effectively communicate and share information, and is defined by two measures: the cluster coefficient and the shortest path length. The shortest path length can be calculated by Dijkstra's algorithm, which can be applied to directed and/or weighted graphs. However, the cluster coefficient cannot be applied to directed networks. In this report, we propose a method to estimate the cluster coefficient for directed and weighted networks on the basis of how to propagate information sent by parent nodes. Then, we confirm the validity of the proposed method with the numerical network models which we proposed by extending the Watts-Strogatz model to directed and weighted type. Moreover, we apply the proposed method to real directed networks discussed by previous studies, and can confirm the small-world phenomena of real networks more clearly from the viewpoint of directed and weighted networks.
著者
鈴木 智也
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.2, no.1, pp.70-78, 2009-02-20

自然界や社会に存在するネットワークには,スモールワールド現象を示すものが数多く存在する.スモールワールド現象とは,各ノードが局所的にクラスタ化している割には他の遠いノードと短いステップでアクセス可能という特徴を持ち,情報伝達のしやすさに関係している.この性質は Watts らによって,クラスタ係数と平均最短経路長により定義されている.平均最短経路長はダイクストラの方法を用いればネットワークの種類を問わず算出できるが,クラスタ係数においては有向グラフの場合,前処理なしでは計算できない.そこで本研究では,情報伝達の仕方を考慮することで前処理の方法を検討し,有向グラフでも適切にクラスタ係数を計算する手法を提案する.その妥当性を検証するために,Watts らが提案した Small-world ネットワークモデルを重み付き有向グラフに拡張し,本提案手法を適用した.さらに,今まで調査されてきた線虫の神経網などの実ネットワークについて本提案手法を適用したところ,従来よりも顕著にスモールワールド現象が確認された.
著者
小金山 美賀 長尾 年恭 城和貴
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.42, no.14, pp.124-133, 2001-12-15
被引用文献数
8

短期地震予知の手法として,近年,VAN 法という観測方法で採取された地電流データから地震前兆シグナルを検出し,短期的な地震予知を行う方法が注目されている.しかし,我が国では,地電流データ中の多くを占める電車ノイズの影響で,地電流データから地震前兆シグナルを検出することが困難になっている.そこで,我々は,ニューラルネットを利用して,地電流データから地震前兆シグナルを自動的に検出し,実用的かつ信頼性の高い短期地震予知を行う研究に着手している.本論文では,その第1 ステップとして,地震前兆シグナルを検出する際に問題となっている電車ノイズを除去するニューラルネットの構築法とその評価について報告する.The method of detecting seismic electric signals (SESs)in telluric current data (TCD) observed by the VAN method has attracted notice recently as a method for short-term earthquake prediction.However,since most of the TCD collected in Japan is affected by train noise,detecting SESs in TCD itself is considered as an extremely arduous job.The goal of this research is to obtain a practicable and reliable method for short-term earthquake prediction by detecting SESs in TCD using neural networks automatically.In this paper,we describe the method of constructing neural networks to reduce train noise from TCD,which is considered as the main problem for the effective use of the VAN method in Japan,and validate the method by experiment.
著者
松林 達史 山田 武士 藤村 滋 藤村 考
出版者
情報処理学会
雑誌
情報処理学会論文誌数理モデル化と応用(TOM) (ISSN:18827780)
巻号頁・発行日
vol.1, no.1, pp.88-101, 2008-09-26
被引用文献数
1

本研究では,ラベル付きグラフ可視化のための,ラベルどうしが重ならない効率的な可視化座標計算の手法を提案する.従来のラベル付きグラフ可視化の座標計算アルゴリズムはForce-directed法やバネモデルといった,ノードを"点"として扱う座標計算を行うために,文字列や,異なるサイズのラベルを扱う場合,ラベルどうしが重なってしまうという問題が生じる.ラベルの重なりを回避する手法はいくつか提案されているが,いずれの手法も可視化計算を行った後に,再び座標計算処理を必要とする.これ等の手法では大規模なグラフ可視化では計算量が莫大となり,さらに元の可視化結果を破壊してしまうという問題が生じる.そこで,各ノードの斥力項として,ラベルサイズに依存した固有楕円ポテンシャルを与え,さらに,点対称ポテンシャルと固有楕円ポテンシャルの関数の重ね合わせる手法を提案する.提案法により,メンタルマップを保ちつつ,かつ,局所的なラベルの重なりを回避できることを示した.We present a new graph layout algorithm for a graph with node labels. The proposed algorithm can generate a graph layout efficiently avoiding overlapping of node labels. Most of the conventional algorithms such as force-directed and spring methods compute node positions by treating nodes as "points", and thus may cause node overlapping when strings or labels with various sizes are added to the nodes. Most of the conventional approaches to solve this problem require an initial graph layout creation phase without considering label sizes and a separate layout adjustment phase for overlap removal as its post processing. These methods are not suitable for a large-scale graph layout, because their computational costs are high and they may even destroy the initial graph layout. The proposed algorithm gives an individually different ellipsoidal potential to each node depending on its label size as well as a common point-symmetric potential, and the combination of these two potentials defines the repulsion force. This enables an efficient graph layout that can avoid local node overlaps while maintaining the mental map.