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凸錐上の線形計画法の深化と数理モデリングの新展開

研究課題

研究課題/領域番号 15H02968
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
研究機関政策研究大学院大学

研究代表者

土谷 隆  政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (00188575)

研究分担者 北原 知就  東京工業大学, 工学院, 助教 (10551260)
速水 謙  国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (20251358)
上野 玄太  統計数理研究所, モデリング研究系, 教授 (40370093)
小原 敦美  福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (90221168)
ロウレンソ ブルノ・フィゲラ  成蹊大学, 理工学部, 助教 (80778720)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード線形計画問題 / 半正定値計画問題 / 2次錐計画問題 / 面縮小法 / 悪条件性 / モデリング / Chubanov / 凸最適化 / 線形計画法 / 半正定値計画法 / 対称錐計画法 / 2次錐計画法 / グラフィカルモデル / 行列エントロピー / 共役勾配法
研究成果の概要

本研究では,凸錐上の線形計画問題のモデリング・数理・アルゴリズムについて研究を行った.特に,多面体構造を考慮した凸錐上の線形計画問題を解くための面縮小法を新たに開発し,Chubanov の新しい多項式時間解法の凸錐上の線形計画問題への拡張をはじめとする,凸錐上の線形計画問題を解くための新解法の開発を行い,さらに,内部反復前処理付きKrylov 部分空間法を用いて世界で初めて,線形方程式の反復解法のみを用いた線形計画問題のための内点法の実装によって,Netlib 問題を広汎にを解くことに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

線形計画問題は最適化の中心的問題として多くの分野で広く活用されてきた.近年その拡張として,凸錐上の線形計画問題,特に半正定値計画問題と2次錐計画問題が注目されている.これらの問題は,線形計画の変数の非負制約を,変数が半正定値対称行列錐や2次錐の直積などに属する,という条件に置き換えたもので,内点法による求解が可能となり,新たなモデリングの道具として期待されている.しかしながらそれらを自在に活用するためには問題の悪条件性, 解法の安定性,モデリング技術など,種々の問題を解決する必要がある.本研究は,凸錐上の線形計画法の技術を古典的線形計画法のレベルに引き上げる上で,着実な一歩を進めたものである.

報告書

(4件)
  • 2018 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

    (15件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Facial Reduction and Partial Polyhedrality2018

    • 著者名/発表者名
      Lourenco Bruno F.、Muramatsu Masakazu、Tsuchiya Takashi
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Optimization

      巻: 28 号: 3 ページ: 2304-2326

    • DOI

      10.1137/15m1051634

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An extension of Chubanov's polynomial-time linear programming algorithm to second-order cone programming2018

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Kitahara and Takashi Tsuchiya
    • 雑誌名

      Optimization Methods and Software

      巻: 33 号: 1 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1080/10556788.2017.1382495

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An extension of Chubanov’s algorithm to symmetric cones2017

    • 著者名/発表者名
      ブルノ・フィゲラ・ロウレンソ、北原知就、村松正和、土谷隆
    • 雑誌名

      Mathematical Programming

      巻: 印刷中 号: 1-2 ページ: 117-149

    • DOI

      10.1007/s10107-017-1207-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 正定対称行列の情報幾何(I)2016

    • 著者名/発表者名
      小原敦美、土谷隆
    • 雑誌名

      岩波データサイエンス

      巻: 2 ページ: 130-140

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 正定対称行列の情報幾何(II)2016

    • 著者名/発表者名
      小原敦美、土谷隆
    • 雑誌名

      岩波データサイエンス

      巻: 3 ページ: 137-149

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 正定対称行列の情報幾何(III)2016

    • 著者名/発表者名
      小原敦美、土谷隆
    • 雑誌名

      岩波データサイエンス

      巻: 4 ページ: 146-158

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] An oracle-based projection and rescaling algorithm for linear semi-infinite programming and its application to semidefinite programming2018

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Muramatsu, Tomonari Kitahara, Bruno Lourenco, Takayuki Okuno and Takashi Tsuchiya
    • 学会等名
      International Symposium on Mathematical Programming
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 半正定値計画問題の双対定理再訪 ―主問題・双対問題共に内点実行可能解を持たない半正定値計画問題には「ほとんど確実に」非ゼロ双対ギャップが存在する―2018

    • 著者名/発表者名
      ロウレンソ フィゲラ ブルノ,村松正和,土谷隆
    • 学会等名
      最適化:モデリングとアルゴリズム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 最小二乗法と線形計画法-モデリング・数理・アルゴリズムを巡るささやかな冒険-2017

    • 著者名/発表者名
      土谷 隆
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 最適化の基盤とフロンティア研究部会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An Extension of Chubanov’s Algorithm to Symmetric Cones2017

    • 著者名/発表者名
      Bruno F. Lourenco, Tomonari Kitahara, Masakazu Muramatsu and Takashi Tsuchiya
    • 学会等名
      SIAM Conference on Optimiation
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Partial Polyhedrality and Facial Reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Bruno Figueira Lourenco, Masakazu Muramatsu and Takashi Tsuchiya
    • 学会等名
      SIAM Conference on Optimization
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] An Extension of Chubanov’s Polyonmial-time Algorithm for Linear Programming to Second-order Cone Programming2017

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Kitahara and Takashi Tsuchiya
    • 学会等名
      SIAM Conference on Optimization
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Solving SDP Completely with an Interior-Point Oracle2016

    • 著者名/発表者名
      Bruno Figueira Lourenco, Masakazu Muramatsu, Takashi Tsuchiya
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Continuous Optimization
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都、港区)
    • 年月日
      2016-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Interior-Point Methods for LP using Krylov Subspace Methods Preconditioned by Inner Iterations2016

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Morikuni, Yiran Cui, Takashi Tsuchiya, Ken Hayami
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Continuous Optimization
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都、港区)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FRA-Poly: Partial Polyhedrality and Facial Reduction2016

    • 著者名/発表者名
      Bruno Figueira Lourenco, Masakazu Muramatsu, Takashi Tsuchiya
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Continuous Optimization
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都、港区)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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