2017 Fiscal Year Research-status Report
近傍構造に基づく関数の概形把握を利用した効率的な非線形最適化に関する研究
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26350443
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| Research Institution | Hiroshima Shudo University |
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Principal Investigator |
高濱 節子 広島修道大学, 商学部, 教授 (60186989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
海生 直人 広島修道大学, 経済科学部, 教授 (80148741)
廣光 清次郎 広島修道大学, 経済科学部, 研究員 (90043827)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 非線形最適化 / メタヒューリスティックス / 差分進化 / 粒子群最適化 / 回転不変性 / 変数依存性 / 大域探索 / 局所探索 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，非線形最適化問題に対して，目的関数の解析的性質等を要請しない探索効率が高く汎用的な最適化手法を開発することを目的としている．平成29年度は研究目的に沿って，差分進化(DE)と粒子群最適化(PSO)を用い以下の研究を行った．①グループ別パラメータ制御：JADEに対して，集団を関数順位に基づき上位，下位，その他の3集団に分割し，上位集団は収束を進めるために小さなFと大きなCRを適用し，下位集団は多様性を保持するために大きなFと小さなCRを適用する制御方法を提案した．13個のテスト問題において，提案手法がJADEよりも非常に優れた性能を有することを示した．②グループ別パラメータの適応制御：①と同様に，集団を関数順位に基づきグループ化し，グループ毎にパラメータを適応制御する方法を提案した．この制御法をDEに適用し，13個のテスト問題において，JADEよりも優れた性能を持つことを示すことができた．さらに，上位グループでは収束を加速するように，下位グループでは多様性を維持するように，パラメータが適応制御されることを示した．③斜交座標を用いたPSOの改良：変数依存性が強い問題に対する探索性能を向上させるために，集団により斜交座標系を生成し，これを用い摂動させた差分ベクトルをPSOの速度更新規則に組み入れたObliquePSOを提案した．さらに，大域変異と局所変異の2つの突然変異を提案した．13個のテスト問題及びそれらの回転問題において，提案した突然変異を取り入れたObliquePSOが標準PSOよりも大抵優れており，非常に優れた安定性をもつことを示すことができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は，特に，関数値の順位に基づき集団をグループ化し，グループ毎にパラメータの制御について検討し，有効な方法を提案している．具体的には，上位集団は収束を加速する，下位集団は多様性を維持するパラメータ制御法を提案した．また，変数依存性が強い問題に対する探索性能を向上するために，集団のagentによる斜交座標系を提案し，PSOの速度更新規則に組み入れたObliquePSOを提案した．提案している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，概ね当初の計画通り研究が進捗しており，今後も引き続き申請時の研究計画に沿って研究を進める予定である．
具体的には，
①変数依存性が強い問題に対する探索性能の向上を図るために，回転不変性を有する交叉，更新操作の開発について，引き続き検討する予定である．
②グループ別パラメータ制御によるJADEの改良について，引き続き検討する予定である．
③制約付き最適化に用いるためのε制約法の改良として，制約条件の緩和水準を表すεレベルの動的な調整方法を検討する予定である．
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| Causes of Carryover |
今年度は，当初参加を予定していた学会，研究会へ公務の関係で日程の調整がつかず参加できなかった．その結果，当初想定していたよりも，旅費及び参加費の執行が行えなかったたため，次年度使用額が発生した．次年度は，国際学会，国内学会及び研究会に積極的に参加し，研究成果の報告及び今後に向けた情報収集，論文投稿を行う予定である．
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Research Products
(10 results)
