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非凸な目的関数を持つ離散最適化問題に特化した整数計画アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 17K01246
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関東京農工大学

研究代表者

宮代 隆平  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50376860)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードOR / 整数計画法 / 数理計画法 / アルゴリズム / 最適化 / 数理計画
研究成果の概要

数式で表された最適化問題の中には,式が非線形で,かつ変数の取りうる値が整数値しか許されないような離散最適化問題と呼ばれる種類の問題がある.この種の問題は近年,機械学習などの分野でよく表れ,現実的にも重要な問題とされている.
本研究では,非凸な目的関数を持つ離散最適化問題をより高速に解くためのアルゴリズムを,整数計画法と呼ばれる手法を応用して開発した.その結果として,特に機械学習・統計学の分野で重要とされる特徴選択を扱う問題に対し,従来の研究より高速かつ高精度に解を求めることに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的に解きたい問題には,複数のものからいくつかのものを選択する際に,最もよい選び方を決めたいという形式のものが多い.ただしこの種の問題は,現在の解き方では高性能なコンピュータを用いても計算に多大な時間がかかるものが大部分である.本研究では,そのような問題のうち特定の形式の問題について,より高速に解くための方法を開発した.研究成果を応用することにより,例えば機械学習という分野で扱われる「特徴選択」と呼ばれるような問題がより高速に解けるようになることが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Best subset selection via cross-validation criterion2020

    • 著者名/発表者名
      Takano Yuichi, Miyashiro Ryuhei
    • 雑誌名

      TOP

      巻: - 号: 2 ページ: 475-488

    • DOI

      10.1007/s11750-020-00538-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feature Subset Selection for Ordered Logit Model via Tangent-Plane-Based Approximation2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuho Naganuma, Yuichi Takano, and Ryuhei Miyashiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D 号: 5 ページ: 1046-1053

    • DOI

      10.1587/transinf.2018EDP7188

    • NAID

      130007641148

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Steepest-edge rule and its number of simplex iterations for a nondegenerate LP2019

    • 著者名/発表者名
      田野昌也、宮代隆平、北原知就
    • 雑誌名

      Operations Research Letters

      巻: 47 号: 3 ページ: 151-156

    • DOI

      10.1016/j.orl.2019.02.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feature subset selection for the multinomial logit model via mixed-integer optimization2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kamiya, Ryuhei Miyashiro, Yuichi Takano
    • 雑誌名

      Proceedings of Machine Learning Research

      巻: 89 ページ: 1254-1263

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mixed integer quadratic optimization formulations for eliminating multicollinearity based on variance inflation factor2019

    • 著者名/発表者名
      R. Tamura, K. Kobayashi, Y. Takano, R. Miyashiro, K. Nakata, T. Matsui
    • 雑誌名

      Journal of Global Optimization

      巻: 73 号: 2 ページ: 431-446

    • DOI

      10.1007/s10898-018-0713-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A layered network formulation for the safe walking route design problem2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, R. Miyashiro, Y. Miyamoto
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 12 号: 3 ページ: JAMDSM0065-JAMDSM0065

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2018jamdsm0065

    • NAID

      130007401937

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 混合整数二次錐計画法による情報量規準最小化手法の高速化2018

    • 著者名/発表者名
      神谷俊介,高野祐一,宮代隆平
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録

      巻: 2069 ページ: 42-49

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多重共線性を考慮した回帰式の変数選択問題の定式化2018

    • 著者名/発表者名
      田村隆太,小林健,高野祐一,宮代隆平,中田和秀,松井知己
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 63 ページ: 128-133

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] BEST SUBSET SELECTION FOR ELIMINATING MULTICOLLINEARITY2017

    • 著者名/発表者名
      R. Tamura, K. Kobayashi, Y. Takano, R. Miyashiro, K. Nakata, T. Matsui
    • 雑誌名

      日本オペレーションズ・リサーチ学会論文誌

      巻: 60 号: 3 ページ: 321-336

    • DOI

      10.15807/jorsj.60.321

    • NAID

      130005874223

    • ISSN
      0453-4514, 2188-8299
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Feature subset selection for the multinomial logit model via mixed-integer optimization2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kamiya, Ryuhei Miyashiro, Yuichi Takano
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Artificial Intelligence and Statistics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Best subset selection via cross-validation criterion2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Takano, Ryuhei Miyashiro
    • 学会等名
      International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis--International Conference on Optimization: Techniques and Applications
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 整数最適化アプローチへの入門2019

    • 著者名/発表者名
      宮代隆平
    • 学会等名
      電子情報通信学会2019年総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 交差確認規準による回帰式の最良変数選択2019

    • 著者名/発表者名
      高野祐一,宮代隆平
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] On the number of simplex iterations of the steepest-edge for a nondegenerate LP2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tano, R. Miyashiro, T. Kitahara
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Mathematical Programming
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent advances in mixed-integer optimization approaches to feature subset selection2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takano, R. Miyashiro
    • 学会等名
      INFORMS Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外部近似法による多項ロジットモデルの最良部分集合選択2018

    • 著者名/発表者名
      神谷俊介,宮代隆平,高野祐一
    • 学会等名
      最適化とその応用:未来を担う若手研究者の集い2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 退化していない線形計画問題におけるsteepest-edge規則の反復回数2018

    • 著者名/発表者名
      田野昌也,宮代隆平,北原知就
    • 学会等名
      最適化とその応用:未来を担う若手研究者の集い2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 数理最適化法による順序ロジットモデルの変数選択2018

    • 著者名/発表者名
      永沼瑞穂,高野祐一,宮代隆平
    • 学会等名
      最適化とその応用:未来を担う若手研究者の集い2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多項ロジットモデルの最良部分集合選択2018

    • 著者名/発表者名
      神谷俊介,宮代隆平,高野祐一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会60周年記念事業 本部SSOR2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mixed-integer quadratic optimization formulations for eliminating multicollinearity based on variance inflation factor2017

    • 著者名/発表者名
      R. Tamura, K. Kobayashi, Y. Takano, R. Miyashiro, K. Nakata, T. Matsui
    • 学会等名
      INFORMS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solution Methods of Safe Walking Route Design Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyamoto, R. Miyashiro, K. Tanaka
    • 学会等名
      INFORMS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relaxation of tree assumption in safe walking route design problem2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, R. Miyashiro, Y. Miyamoto
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 特徴選択に対する整数計画アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      宮代隆平
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会「離散アルゴリズムの応用と理論」研究部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合整数二次錐計画法を用いた情報量規準最小化手法の高速化2017

    • 著者名/発表者名
      神谷俊介,高野祐一,宮代隆平
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会「数理最適化の発展:モデル化とアルゴリズム」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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