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超大規模な最適化問題に対する行列補完を用いた準ニュートン法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17760068
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 工学基礎
研究機関京都大学

研究代表者

山下 信雄  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (30293898)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード最適化問題 / 大規模 / 準ニュートン法 / 正定値行列補完 / 疎行列 / 数理計画問題 / コーダダルグラフ / スパース構造 / 超1次収束
研究概要

正定値行列補完を用いた準ニュートン法(MCQN法)は,目的関数のヘッセ行列において0とならない成分を既存の準ニュートン法で更新し,0となる成分を正定値行列補完で構成することによって,正定値行列となる疎な近似ヘッセ行列を生成するする手法である.これまでに,既存の準ニュートン法としてDFP法を用いた場合,MCQN法が超1次収束することが示されていた.本年度は,国科学院のDai教授と共に,DFP法よりもより実用度が高いBFGS法と組み合わせたMCQN法が超1次収束することを証明した.また,アルゴリズムに含まれるパラメータを自動的に更新する手法を複数考案した.さらに,疎構造を工夫することによって,理論的には超1次収束性を保証することができないが,計算時間,必要メモリーを減少させる手法を開発した.さらに,数値実験を通してその有効性を確認した.一方,制約つき最小化問題に対する逐次2次計画法にMCQN法を組み込む手法を開発したが,逐次2次計画法では,部分問題で2次計画法を解かなければならないため,不等式で表された制約条件を含むときにはMCQN法を用いると計算効率が非常に悪くなり,既存の手法よりもよい結果が得られなかった.内点法とMCQN法を組み合わせることが今後の課題である.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 2005 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Sparse quasi-Newton updates with positive definite matrix completion2008

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Yamashita
    • 雑誌名

      Mathematical Progaramming

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The traffic equilibrium problem with nonadditive costs and its monotone mixed complementarity problem2008

    • 著者名/発表者名
      R.P. Agdeppa, N. Yamashita and M. Fukushima
    • 雑誌名

      Transportation research B

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スペースデブリ観測レーダの操作計画に対する最長路アプローチ2007

    • 著者名/発表者名
      池端祐介, 山下信雄
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 20

      ページ: 205-215

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the level-boundedness of the natural residual function for variational inequality problems2005

    • 著者名/発表者名
      N.Yamashita, M.Fukushima
    • 雑誌名

      Pacific Journal of Optimization 1

      ページ: 625-630

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Robust Nash equilibria and second-order cone complementarity problems2005

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi, N.Yamashita, M.Fukushima
    • 雑誌名

      Journal of Nonlinear and Convex Analysis 6

      ページ: 625-630

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A combined smoothing and regularization method for monotone second-order cone complementarity problems2005

    • 著者名/発表者名
      S.Hayashi, N.Yamashita, M.Fukushima
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Optimization 15

      ページ: 593-615

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] スペースデブリ観測レーダの操作計画問題に対する最長路アプローチ

    • 著者名/発表者名
      池端祐介, 山下信雄
    • 雑誌名

      システム制御情報論文誌 (掲載予定)

    • NAID

      10019707519

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Sparse quasi-Newton updates with positive definite matrix completion

    • 著者名/発表者名
      N.Yamashita
    • 雑誌名

      Mathemtatical Programming (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The traffic equilibrium problem with nonadditive costs and its monotone mixed comeplementarity problem formulation

    • 著者名/発表者名
      R.P.Agdeppa, N.Yamashita, M.Fukushima
    • 雑誌名

      Transportation research B (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 大規模な制約なし最小化問題に対するコーダル部分グラフを用いたスパート準ニュートン法2007

    • 著者名/発表者名
      黒川 典俊, 山下 信雄
    • 学会等名
      システム制御情報学会
    • 発表場所
      パルスプラザ京都
    • 年月日
      2007-05-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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