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多目的最適化手法とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14580498
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学
研究機関広島修道大学

研究代表者

高濱 節子  広島修道大学, 商学部, 教授 (60186989)

研究分担者 児玉 正憲  広島修道大学, 経済科学部, 教授 (20028989)
廣光 清次郎  広島修道大学, 経済科学部, 教授 (90043827)
海生 直人  広島修道大学, 経済科学部, 教授 (80148741)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード多目的最適化 / 制約付き最適化問題 / 構造学習 / α制約法 / 遺伝的アルゴリズム / 退化 / 共進化 / パーティクル・スウォーム・オプティマイザ / RBF / 情報量基準 / 非線形最適化手法 / ニューラルネットワーク
研究概要

本研究では,多目的非線形最適化に対するさらに探索効率のよい数値解法を提案し、その有効性を示すことを目的とし、先行研究と同様に特に微分可能性の保証されない非線形最適化問題に対する有効な最適化手法の提案を合わせて行ってゆくことを目的とした。3ヶ年の研究は大きく分けて以下の3つに分類される。
研究1:一般的な制約付き単一目的非線形最適化問題に対する最適化手法に関する研究,
研究2:最適モデル構造の同定を行う構造学習に関する研究,
研究3:制約なし多目的非線形最適化問題による構造学習の研究。
研究1では,各解候補xが制約条件を満足している度合いを表す制約満足度関数μ(x)を導入し,目的関数f(x)の最小化と制約満足度関数μ(x)の最大化を行う2目的最適化問題の最適化において直接探索法を用いる際に,目的関数値と制約満足度の組(f(x),μ(x))の組の集合上での辞書式順序であるαレベル比較を定義し、通常の大小関係の代わりにαレベル比較を用いて最適化を行うα制約法を用いている。具体的には,Nelder & MeadによるSimplex法,遺伝的アルゴリズム(GA),パーティクルスウォームオプティマイザ(PSO)にα制約法をそれぞれ適用したαSimplex法,αGA,aPSOを提案し,その有効性を示している。
研究2では,遺伝的アルゴリズムに退化現象を考慮することによって,モデル中に含まれる冗長なパラメータや不要なパラメータを効率よく削除し,簡潔なモデル構造を記述できる構造学習法を提案している。具体的には,バイナリコーディングを用いた遺伝的アルゴリズムMGGA,リアルコーディングを用いたGA^dを提案し、RBFファジィ制御規則、ニューラルネットワーク等の最適構造の同定を行い,その有効性を示している。
研究3では、情報量基準(AIC)と近似誤差の2つを目的関数とした制約なし2目的最適化問題を加重平均法により1目的問題に変換し、退化現象を導入したGA^dを用いて最適化を行っている。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (32件) 図書 (2件) 文献書誌 (9件)

  • [雑誌論文] Constrained Optimization by the a Constrained Particle Swarm Optimizer2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics Vol.9, No.3 (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by the α Constrained Particle Swarm Optimizer2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics Vol.9,No.3(発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 遺伝的退化アルゴリズムGA^dによるファジィルールの構造学習における対加速度の自動調整に関する検討2004

    • 著者名/発表者名
      高濱 徹行
    • 雑誌名

      日本知能情報ファジィ学会誌 Vol.16, No.1

      ページ: 33-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by αConstrained Genetic Algorithm (αGA)2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Information in Japan Vol.35, No.5

      ページ: 11-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Optimization by Genetic Algorithm with Degeneration (GA^d)2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.35, No.5

      ページ: 34-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by Combining the a Constrained Method with Particle Swarm Optimization2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of Joint 2nd International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 5th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS2004) 2 (CD-ROM Proceedings)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Learning of Neural Networks by Coevolutionary Genetic Algorithm with Degeneration2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of 2003 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics(SMC2004) (CD-ROM Proceedings)

      ページ: 3507-3512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study on Adaptive Control of Degeneration Speed in Structural Learning of Fuzzy Rules by Genetic Algorithms with Degeneration GA^d2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics (in Japanese) Vol.16, No.1

      ページ: 33-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by a Constrained Genetic Algorithm (αGA)2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.35, No.5

      ページ: 11-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by Combining the α Constrained Method with Particle Swarm Optimization2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of Joint 2nd International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 5th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS2004) (CD-ROM Proceedings)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Learning of Neural Networks by Coevolutionary Genetic Algorithm with Degeneration2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of 2004 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2004) (CD-ROM Proceedings)

      ページ: 3507-3512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Optimization of Neural Networks by Genetic Algorithm with Degeneration (GA^d)2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Neural Information Processing : Research and Development (J.C.Rajapakse and L.Wang (eds.)) (Springer Verlag)

      ページ: 256-277

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Optimization by Genetic Algorithm with Degeneration (GA^d)2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.35,No.5

      ページ: 32-43

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by α Constrained Genetic Algorithm (αGA)2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.35,No.5

      ページ: 11-22

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by Combining the α Constrained Method with Particle Swarm Optimization2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of Joint 2nd International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 5th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS&ISIS2004) (CD-ROM Proceedings)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Learning of Neural Networks by Coevolutionary Genetic Algorithm with Degeneration2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proc.of 2004 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2004) (CD-ROM Proceedings)

      ページ: 3507-3512

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 退化現象を導入した遺伝的アルゴリズムGA^dによる構造最適化2003

    • 著者名/発表者名
      高濱 徹行
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 Vol.J85-D-I, No.3

      ページ: 140-149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Learning Structure of RBF-Fuzzy Rule Bases by Degeneration2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of 2003 International Conference on Fuzzy Information Processing(FIP2003) Vol.2

      ページ: 611-616

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] α制約遺伝的アルゴリズムαGAによる制約付き最適化2003

    • 著者名/発表者名
      高濱 徹行
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 Vol.J86-D-I, No.4

      ページ: 198-207

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Learning Fuzzy Control Rules by a-constrained Simplex Method2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.34, No.6

      ページ: 80-90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Learning Structure of RBF-Fuzzy Rule Bases Based on Information Criteria and Degeneration2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of 2003 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2003) (CD-ROM Proceedings)

      ページ: 2581-2586

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Optimization by Genetic Alogorithm with degeneration (GA^d)2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      The Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (in Japanese) Vol.J86-D-I, No.3

      ページ: 140-149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Learning Structure of RBF-Fuzzy Rule Bases by Degeneration2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of 2003 International Conference on Fuzzy Information Processing (FIP2003) Vol.2

      ページ: 611-616

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Constrained Optimization by a Constrained Genetic Algorithm (αGA)2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      The Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (in Japanese) Vol.J86-D-I, No.4

      ページ: 198-207

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Learning of RBF-Fuzzy Rule Bases Based on Information Criteria and Degeneration2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of 2003 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2003) (CD-ROM Proceedings)

      ページ: 2581-2586

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Learning by Genetic Algorithm with Damaged Genes2002

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of the IASTED International Conference on Artificial and Computational Intelligence (ACI 2002)

      ページ: 161-166

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Optimization of Neural Network by Genetic Algorithm with Damaged Genes2002

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Conference on Neural Information Processing (ICONIP'02) Vol.3

      ページ: 1211-1215

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] MGGA : Genetic Algorithm with Mutant Genes2002

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.33, No.14

      ページ: 23-33

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 制約付き非線形最適化手法の一提案-α制約遺伝的アルゴリズム- 最2002

    • 著者名/発表者名
      阪井 節子
    • 雑誌名

      適化の数理とアルゴリズム,数理解析研究所講究録 1297

      ページ: 28-37

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Learning by Genetic Algorithm with Damaged Genes2002

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of the LASTED International Conference on Artficial and Computational Intelligence (ACI 2002)

      ページ: 161-166

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural Optimization of Neural Network by Genetic Algorithm with Damaged Genes2002

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Conference on Neural Information Processing(ICONIP'02) Vol.3

      ページ: 1211-1215

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Propose of the Optimization Method for Constrained Nonlinear Optimization Problems --- α Constrained Genetic Algorithm---2002

    • 著者名/発表者名
      Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Kokyuroku 1297, search Institute for Mathematical Sciences (in Japanese)

      ページ: 28-137

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Structural Optimization of Neural Networks by Genetic Algorithm with Degeneration (GA^d), In "Neural Information Processing : Research and Development" (J.C.Rajapakse and L.Wang (eds.))2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Neural Information Processing : Research and Development (edited by J.C.Rajapakse, L.Wang)「Structural Optimization of Neural Networks by Genetic Algorithm with Degeneration (GA^d)」の章を分担執筆2004

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 高濱徹行: "α制約遺伝的アルゴリズムαGAによる制約付き最適化"電子情報通信学会論文誌. Vol.J86-D-I,No.4. 198-207 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuyuki Takahama: "Learning Fuzzy Control Rules by α-constrained Simplex Method"Systems and Computers in Japan. Vol.34,No.6. 80-90 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高濱徹行: "遺伝的退化アルゴリズムGA^dによるファジィルールの構造学習における退化速度の自動調整に関する検討"日本知能情報ファジィ学会誌. Vol.16,No.1. 33-43 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuyuki Takahama: "Structural Learning of RBF-Fuzzy Rule Bases Based on Information Criteria and Degeneration"Proceedings of 2003 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. 2581-2586 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高濱徹行: "退化現象を導入した遺伝的アルゴリズムGA^dによる構造最適化"電子情報通信学会論文誌. Vol.J86-D-I, No.3. 140-149 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuyuki Takahama: "Structural Learning byGeneticAlgorithm withDamaged Genes"Proc. of the IASTED International Conference on Arti ficial and Computational Intelligence (ACI 2002). 161-166 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuyuki Takahama: "Structural Optimization of Neural Network by Genetic Algorithm with Damaged Genes"Proc. of the 9th International Conference on Neural Information Processing (ICONLP' 02). Vol.3. 1211-1215 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuyuki Takahama: "Learning Structure of RBF-Fuzzy Rule Bases by Degeneration"Proc. of 2003 International Conference on Fuzzy Information Processing (FIP2003). Vol.2. 611-616 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 阪井節子: "制約付き非線形最適化手法の一提案----α制約遺伝的アルゴリズム----"数理解析研究所講究録「最適化の数理とアルゴリズム」. 1297. 28-37 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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