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揺動散逸定理に基づく時系列データの非線形解析技術の統合化システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 10554001
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関東京大学

研究代表者

岡部 靖憲  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30028211)

研究分担者 中野 裕治 (中野 祐治)  滋賀大学, 経済学部, 教授 (60024981)
岡野 豊明  日本ユニシス株式会社, 応用ソフトウエア部, 部長(研究職)
柳川 尭  九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (80029488)
堀田 武彦  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (90222281)
合原 一幸  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40167218)
伏見 正則  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70008639)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
2000年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1999年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1998年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワードKM_2O-ランジュヴァン方程式 / 退化・非退化の流れ / 弱定常性と揺動散逸定理 / KM_2O-ランジュヴァン行列 / 強定常性 / 局所的な非線型情報解析 / 局所的な非線形予測理論 / 局所的な非線形フィルタリング理論 / KM_2O-ランジュヴァン方程式論 / 計量ベクトル空間内の退化・非退化の流れ / 強定常過程 / 局所的な非線型フィルタリング理論 / 多次元非線形情報解析 / 強因果性と弱因果性 / 多次元非線形因果解析 / 多次元非線形モデル解析 / 多次元非線形予測解析 / エルニーニョ現象 / 動径基底関数系による近似定理 / ホワイトノイズ添加流 / 局所的な非線形情報解析
研究概要

計量ベクトル空間内の流れに対するKM_2O-ランジュヴァン方程式論を構築し,流れの定常性を揺動散逸定理の形で完全に特徴づける特徴付け定理,定常流の構成定理と延長定理,非負定符号関数の延長定理を示した.さらに,退化した流れを扱うために,ウェイト変換の理論と離散時間局所的確率過程に対する非線形情報解析を展開した.
それらの結果を用いて,マサニ・ウイーナーの研究以後永年懸案であった一次元強定常過程に対する非線形予測問題を解決した.さらに,多次元の局所的な確率過程に対する非線形情報解析を展開し,退化した流れに対するKM_2O-ランジュヴァン方程式論における線形予測理論を用いて,多次元の局所的な確率過程に対する非線形予測問題と非線形フィルタリング問題を解決した.
多次元の局所的な確率過程に対する非線形情報解析の別の応用として,従来調べてきた因果性の概念より弱い意味の因果性の概念を導入し,そわを調べた.具体的には,二つの局所的な確率過程X=(X(n);0【less than or equal】n【less than or equal】N)とY=(Y(n);0【less than or equal】n【less than or equal】N)が与えられたとき,あるM_0(0【less than or equal】M_0【less than or equal】N)とあるボレル可測関数f_nが存在して,Y(n)=f_n(X(n),X(n-1),…,X(0),Y(n-1),Y(n-2),…,Y(0))(M_0【less than or equal】n【less than or equal】N)が成り立つとき,XからYへの弱い因果関係が成り立つと言う.さらに,二つの時系列x,yが与えられたとき,xからyへの弱因果性の有無を判定するTest(CS)の基準を設け,地球大気気温の増加と関係があるとされるエルニーニョ現象に関わる様々な時系列の間の因果関係(強因果性と弱因果性)を調べ,1999年エジンバラで開催されたICIAM99で発表した.
カオス的時系列解析で用いられている動径基底関数系による近似定理を用いて,上記の非線形情報空間の別の生成系を構成した.
さらに,定常性・因果性・決定性・カオス性を判定するソフト,ダイナミクスを導くモデルソフトと予測ソフトを統合するソフトを開発した.これによって,KM_2O-ランジュヴァン方程式論による因果解析・決定解析・モデリシグ解析・予測解析の複雑系時系列データへの適用が幅広く行われるようになった.

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Y.Okabe and M.Matsuura: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (III) : extension theorem"Hokkaido Mathematical Journal. 29巻. 65-78 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Okabe and A.Kaneko: "On a non-linear prediction analysis for multi-dimensional stochastic processes with its applications to data analysis"Hokkaido Mathematical Journal. 29巻. 601-657 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Masuda and Y.Okabe: "Time series analysis with wavelet coefficients"Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. 18巻. 131-160 (2000)

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  • [文献書誌] M.Matsuura and Y.Okabe: "On a non-linear prediction problem for one-dimensional stochastic processes"to appear in Japanese Journal of Mathematics. (2001)

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  • [文献書誌] Y.Okabe: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (II) : construction theorem"to appear in the special volume in honor of the 70th birthday of Professor Takeyuki Hida. (2001)

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  • [文献書誌] Y.Okabe and M.Matsuura: "On the theory KM_2O-Langevin equations for stasionary flows (III) : extension theorem"Hokkaido Mathematical Journal. Vol.29. (2000)

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  • [文献書誌] Y.Okabe and A.Kaneko: "On a non-linear prediction analysis for mulei-dimensional stochastic processes with its applications to data analysis"Hokkaido Mathematical Journal. Vol.29. (2000)

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  • [文献書誌] N.Masuda and Y.Okabe: "Time series analysis with wavelet coefficients"Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics. (2001)

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  • [文献書誌] M.Matsuura and Y.Okabe: "On a non-linear prediction problem fro one-dimensional stochastic processes"Japanese Journal of Mathematics. (to appear). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Okabe: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (II) : construction theorem"the special volume in honor of the 70th birthday of Profeccor Takeyuki Hida. (to appear). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Okabe and M.Matsuura: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (III) : extension theorem"Hokkaido Mathematical Journal. 29巻. 65-78 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe and A.Kaneko: "On a non-linear prediction analysis for multi-dimensional stochastic processes with its applications to data analysis"Hokkaido Mathematical Journal. 29巻. 601-657 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Masuda and Y.Okabe: "Time series analysis with wavelet coefficients"to appear in Journal Japan Industrial and Applied Mathematical. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Matsuura and Y.Okabe: "On a non-linear prediction problem for one-dimensional stochastic processes"to appear in Japanese Journal of Mathematics. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe : "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (II) : construction theorem"to appear in the special volume in honor of the 70th birthday of Professor Takeyuki Hida. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe and T.Yamane: "The theory of KM_2O-Langevin equations and its applications to data analysis(III) : Deterministic analysis"Nagoya Mathematical Journal. 152巻. 175-201 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kanamaru,T.Horita and Y.Okabe: "Stochastic resonance in the Hodgkin-Huxley network"Journal of the Physical Society of Japan. 67巻12号. 4058-4063 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (I) : characterization theorem"Journal of the Mathematical Society of Japan. 51巻4号. 817-841 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 関本勝也,岡部靖憲,緒方純俊: "隣接する地域間における大気汚染物質の相互因果解析"計測自動制御学会論文集. 35巻12号. 1524-1529 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (II) : construction theorem"The special volume in honor of the 70th birthday of Professor Takeyuki Hida. (掲載予定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe and M.Matsura: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows (III) : extension theorem"Hokkaido Mathematical Journal. (掲載予定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe and T.Yamane: "The theory of KM_2O-Langevin equations and its applications to data analysis(III): Deterministic analysis" Nagoya Mathematical Journal. 152巻. 175-201 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kanamaru,T.Horita and Y.Okabe: "Stochastic resonance in the Hodgkin-Huxley network" Journal of the Physical Society of Japan. 67巻12号. 4058-4063 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe: "On the theory of KM_2O-Langevin equations for stationary flows(I): characterization theorem" Journal of the Mathematical Society of Japan. 52巻(掲載予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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