数値的最適化法のアルゴリズム

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02640195
• Research Institution: The Institute of Statistical Mathematics
• Principal Investigator: 田辺 國士 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (50000203)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石黒 真木夫 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助教授 (10000217) ; 土谷 隆 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (00188575)
• Keywords: 最適化 / 数値計算アルゴリズム / 微分幾何学 / ニュ-トン法 / 数理計画 / 内点法

Research Abstract

1984年にカ-マ-カ-がシンプレックス法とは全く異なる線形計画の新解法を提案してセンセ-ションを巻起こして以来、これに触発されて内点法のアプロ-チによる様々な新解法が現れている。方法論的には、最近の動向はbarrier function法の復活であると一般には考えられているが、むしろNewton法への回帰であると見る考えからこの研究を進めている。Newton法が定めるベクトル場を解析すると自然に最適化問題の微分幾何学的構造に導かれる。「LagrangeとNewtonに帰ろう」という立場から、不等式制約条件下の最適化問題にも特殊な可微分構造を導入して、従来解析的に取り扱われてきた最適化の理論を微分幾何学的立場から再構成し、それを基に新しいアルゴリズムを開発しつつある。具体的には
1.甘利氏によって提案されている「情報幾何」に射影幾何学的構造を加味した微分幾何学の構成
2.新しい微分幾何学に基づく最適化問題の双対理論の再構成
3.微分幾何学の立場からカ-マ-カ-法、伊理・今井法、山下法、Centered Newton法等の既存の解法の解析と関連性の解明
4.数値的最適化の新しいアルゴリズムの開発
5.アルゴリズムを実装化するために必要な数値線形代数等の数値計算法の研究
6.実用化にむけてのプログラムの作成、数値実験を行なっている。

Research Products

• [Publications] Takashi TUCHIYA,Kunio TANABE: "Local Convergence Properties of New Methods in Linear Programming." Journal of the Operations Research Society of Japan. 33. 22-45 (1990)
• [Publications] Takashi TUCHIYA: "Global Convergence Property of the Affine Scaling Methods for the Primal Degenerate Linear Programming Problems." to Appear in Mathematics of Operations Research.
• [Publications] Takashi TUCHIYA: "Global Convergence of the Affine Scaling Methods for Degenerate Linear Programming Problems." to appear in Mathematical Programming Series B.
• [Publications] 広中 平祐編,田辺 國士(共著): "現代数理科学辞典" 大阪書籍, (1991)