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錐最適化技術の実社会における利活用を加速させる基礎理論の整備と深化

研究課題

研究課題/領域番号 15H02966
研究種目

基盤研究(B)

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・安全システム
研究機関筑波大学

研究代表者

吉瀬 章子  筑波大学, システム情報系, 教授 (50234472)

研究分担者 久野 誉人  筑波大学, システム情報系, 教授 (00205113)
八森 正泰  筑波大学, システム情報系, 准教授 (00344862)
フン・ドック トゥアン  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20633465)
繁野 麻衣子  筑波大学, システム情報系, 教授 (40272687)
高野 祐一  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40602959)
小林 佑輔  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40581591)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード錐最適化 / 半正定値最適化 / 二重非負値最適化 / 共正値最適化 / 線形計画問題 / 二重非負値錐 / 共正値錐 / 線形計画法 / 勾配法 / 半正定値錐 / 半正定値計画問題 / 半正定値基
研究成果の概要

本研究では,錐最適化手法の実社会への応用を加速させるために,克服すべき3つの重要な課題である,【課題1】自己双対性を持たない錐上の最適化における双対手法の開発,【課題2】分枝限定法の適用において計算効率性を左右するホットスタート技術の開発,【課題3】組合せ最適化問題に対する凸錐緩和において重要な低ランク解の導出,に対して,それぞれ独自性の高い解決策を提案した.基礎理論の構築と計算実験による検証を反復することで,錐最適化手法の実社会における利活用の促進に寄与する成果を導き,国際学術誌を通して成果を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

人工知能や機械学習などが広く社会に浸透し始めている今日,それらの技術と深いかかわりをもつ数理最適化に関しても多くの注目が集まっている.組合せ最適化など困難とされる問題に新たな緩和手法を与え,21世紀を代表する最適化モデルとも言われる錐最適化問題に対して,緩和手法で重要な役割をもつ二重非負値行列の判定アルゴリズムの高速化や,協調フィルタリングモデルに対する行列ランク最小化問題に対する改良モデルの提案,半正定値錐の計算効率性に優れた新たな凸多面錐近似など,独自性の高い新しい研究成果を示すことができたことは,学術的にも社会的にも大きな意義があると考える.

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] LP-based tractable subcones of the semidefinite plus nonnegative cone2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Akihiro、Yoshise Akiko
    • 雑誌名

      Annals of Operations Research

      巻: 265 号: 1 ページ: 155-182

    • DOI

      10.1007/s10479-017-2720-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bounds for two static optimization problems on routing and spectrum allocation of anycasting2018

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Miyagawa, Yosuke Watanabe, Maiko Shigeno, Kiyo Ishii, Atsuko Takehusa and Akiko Yoshise
    • 雑誌名

      Optical Switching and Networking

      巻: 31 ページ: 144-161

    • DOI

      10.1016/j.osn.2018.10.008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimization-based analysis of last-mile one-way mobility sharing2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yamada, Masashi Kimura, Naoki Takahashi and Akiko Yoshise
    • 雑誌名

      Discussion Paper Series

      巻: 1353 ページ: 1-35

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 半正定値基底を用いた錐最適化問題の近似について2018

    • 著者名/発表者名
      成島大吾,田中彰浩,吉瀬章子
    • 雑誌名

      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会アブストラクト集

      巻: 2018 ページ: 168-169

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ワンウェイ型ラストマイルモビリティシェアリングのオペレーション最適化及び新規戦略の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山田匡規,木村雅志,高橋直希,吉瀬章子
    • 雑誌名

      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会アブストラクト集

      巻: 2018 ページ: 88-89

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Nuclear ノルムを用いた行列ランク最小化手法の 協調フィルタリングへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      横尾知孝, 田中彰浩, 吉瀬 章子
    • 雑誌名

      統計数理研究所共同研究リポート「最適化:モデリングとアルゴリズム」

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] SD基を用いた錐最適化問題の近似について2017

    • 著者名/発表者名
      成島大悟, 田中彰浩, 吉瀬 章子
    • 雑誌名

      統計数理研究所共同研究リポート「最適化:モデリングとアルゴリズム」

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Routing and wavelength/sub-wavelength path assignment to maximizing accommodated traffic demands on optical networks2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, K. Ishii, T. Sato, A. Takefusa, T. Kudoh, M. Shigeno, and A. Yoshise
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 10 号: 3 ページ: JAMDSM0038-JAMDSM0038

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2016jamdsm0038

    • NAID

      130005161647

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Creation of Service Science Curriculum for Customer-Oriented Business Innovation2016

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Takagi, Yukihiko Okada, Akiko Yoshise, Maiko Shigeno
    • 雑誌名

      (Chapter) Global Perspectives on Service Science: Japan, Part of the series Service Science: Research and Innovations in the Service Economy

      巻: - ページ: 313-336

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-3594-9_20

    • ISBN
      9781493935925, 9781493935949
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feature subset selection for logistic regression via mixed integer optimization2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, Y. Takano, R. Miyashito, and A. Yoshise
    • 雑誌名

      Computational Optimization and Applications

      巻: 64(3) 号: 3 ページ: 865-880

    • DOI

      10.1007/s10589-016-9832-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Routing and wavelength/sub-wavelength path assignment to maximizing accommodated traffic demands on optical networks2016

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Watanabe, Toshiki Sato, Kiyo Ishii, Tomohiro Kudoh, Maiko Shigeno and Akiko Yoshise
    • 雑誌名

      Special Issue on Advanced Production Scheduling

      巻: 印刷中

    • NAID

      120007129346

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Routing and wavelength/sub-wavelength path assignment to maximizing accommodated traffic demands on optical networks2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Watanabe, Toshiki Sato, Kiyo Ishii, Tomohiro Kudoh, Maiko Shigeno and Akiko Yoshise
    • 雑誌名

      International Symposium on Scheduling 2015

      巻: 無 ページ: 202-207

    • NAID

      120007129346

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tractable subcones and LP-based algorithms for testing copositivity2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Tanaka and Akiko Yoshise
    • 雑誌名

      Discussion Paper Series

      巻: 1338 ページ: 1-25

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Polyhedral approximations of the semidefinite cone and their applications2018

    • 著者名/発表者名
      Yuzhu Wang, Akihiro Tanaka and Akiko Yoshise
    • 学会等名
      The Sixth Asian Conference on Nonlinear Analysis and Optimization
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Acceleration of the Lagrangian-DNN method for a class of QOPs2018

    • 著者名/発表者名
      Yuzhu Wang and Akiko Yoshise
    • 学会等名
      International Symposium on Mathematical Programming
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 半正定値基底を用いた錐最適化問題の近似について2018

    • 著者名/発表者名
      成島大吾,田中彰浩,吉瀬章子
    • 学会等名
      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ワンウェイ型ラストマイルモビリティシェアリングのオペレーション最適化及び新規戦略の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山田匡規,木村雅志,高橋直希,吉瀬章子
    • 学会等名
      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Inner and Outer Approximations of the Semidefinite Cone Using SD Bases and their Applications to Some NP-Hard Problems2017

    • 著者名/発表者名
      Daigo Narushima, Akihiro Tanaka, and Akiko Yoshise
    • 学会等名
      SIAM Optimization 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 交通ネットワーク上における水素ス テーションの最適配置モデル2017

    • 著者名/発表者名
      夛名賀寛, 髙原勇,川本雅之, 吉瀬章子
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会春季発表会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 半正定値基底を用いた錐最適化問題の近似について2017

    • 著者名/発表者名
      成島大悟, 吉瀬章子
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会春季発表会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] エラスティック光ネットワーク上のエニーキャスト通信に対するヒューリスティックアルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      宮川穏貴, 石井紀代, 竹房あつ子, 工藤知宏, 繁野麻衣子, 吉瀬章子
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会春季発表会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 時空間ネットワークを用いたモビリ ティの運行パターン比較2017

    • 著者名/発表者名
      木村雅志, 夛名賀寛, 川本雅之, 吉瀬章子
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会春季発表会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] SD基による錐最適化問題の近似について2016

    • 著者名/発表者名
      成島大悟
    • 学会等名
      研究集会「最適化:モデリングとアルゴリズム」
    • 発表場所
      政策科学研究大学院大学(東京)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nuclearノルムを用いた行列ランク最小化手法の協調フィルタリングへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      吉瀬章子
    • 学会等名
      研究集会「最適化:モデリングとアルゴリズム」
    • 発表場所
      政策科学研究大学院大学(東京)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Nuclearノルムを用いた行列ランク最小化手法の協調フィルタリングへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      横尾知孝
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2016年春季研究発表会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 (神奈川県)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 神栖市における津波避難シミュレーションに基づく避難時の移動手段の検討2016

    • 著者名/発表者名
      松下芽以
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2016年春季研究発表会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 半正定値基底とこれを用いて構成可能な共正値部分錐について2016

    • 著者名/発表者名
      田中彰浩
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2016年春季研究発表会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 茨城県南部における水素供給サービスを満足させテションの配置モデル2016

    • 著者名/発表者名
      夛名賀寛, 髙原勇,川本雅之, 吉瀬章子
    • 学会等名
      日本経営学会秋季発表会
    • 発表場所
      日本教育会館(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 筑波大学におけるサービス工学の取組 -イバライアンス・ビッグデータ・人工知能による価値創造2016

    • 著者名/発表者名
      吉瀬章子
    • 学会等名
      日本経営学会秋季発表会
    • 発表場所
      日本教育会館(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Inner and Outer Approximations of the Semidefinite Cone Using SD Bases and Their Applications to Some NP-hard Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Daigo Narushima, Akihiro Tanaka, Akiko Yoshise
    • 学会等名
      ICCOPT 2016 Tokyo
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rank Minimization Approach to Collaborative Filtering Based on the Nuclear Norm Minimization2016

    • 著者名/発表者名
      Yomonari Yokoo, Akihiro Tanaka, Akiko Yoshise
    • 学会等名
      ICCOPT 2016 Tokyo
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some Tractable Subcones for Testing Copositivity2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Tanaka, Akiko Yoshise
    • 学会等名
      ICCOPT 2016 Tokyo
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Some Tractable Subcones for Testing Copositivity2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Tanaka, Akiko Yoshise
    • 学会等名
      ICOTA 10
    • 発表場所
      Ulaanbaatar, Mongolia
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Some Tractable Subcones for Testing Copositivity2015

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yoshise
    • 学会等名
      CORS/INFORMS 2015
    • 発表場所
      Sheraton Hotel, Montreal (Canada)
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Some Tractable Subcones for Testing Copositivity2015

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yoshise
    • 学会等名
      Paths, Pivots and Practice: The Power of Optimization
    • 発表場所
      HEC Montreal (Canada)
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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