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複雑な制約や構造を有する最適化問題に対する多点探索型手法の適用法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22500210
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 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

相吉 英太郎  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90137985)

研究分担者 安田 恵一郎  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (30220148)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010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Differential / Evolution / Particle / Swarm / Optimization / システム最適化 / ソフトコンピューティング / ヒューリスティックス / 多点探索法 / 計算アルゴリズム / Particle Swarm Optimization / Differential Evolution
研究概要

多点探索型最適化手法の代表例であるParticle Swarm Optimization(PSO)法とDifferential Evolution (DE)法や、カオス最適化手法の多点化手法を取り上げ、これらを複雑な制約や構造を有する様々な最適化問題へ適用可能にする変換手法などを開発した。たとえば、
(1)非線形制約条件付き問題に対するPSOに親和性のあるペナルティ法、
(2)順列変数最適化問題にPSOやDEを適用するための変換手法、
(3)等式制約条件付き0-1組合せ最適化問題にPSOを適用するための変換解法、
(4) 半正定値行列最適化問題に対するPSOの適用法、
(5)多目的最適化問題の非劣解の被覆性に優れたDE法、
(6)ゲーム問題の複数のNash均衡解の中の最良解をPSOで求めるための変換手法、などである。また、PSOやDEの性能の解析や改良も試みて、安定性解析に基づくPSO法の最良バラメータ設定法、PSOにDEを冠したハイブリッド化手法、パラメータの自己調整機能付きDE法などを提案した。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (38件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 局所的降下方向ベクトルを用いたDifferential Evolutionの多目的最適化問題への拡張2012

    • 著者名/発表者名
      上山大地,田村健一,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: Vol. 132 ページ: 1156-1361

    • NAID

      10030937355

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 制約条件付き0-1組合せ最適化問題に対するPSOを用いた進化型解法2012

    • 著者名/発表者名
      小川直明,相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 号: 7 ページ: 1136-1143

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.132.1136

    • NAID

      10030778385

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PSOとDEによるハイブリッド手法の計算特性2012

    • 著者名/発表者名
      村中健一,相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 号: 7 ページ: 1128-1135

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.132.1128

    • NAID

      10030778374

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 満足化トレードオフ法とSOMを用いた放射性廃棄物地層処分における緩衝材最適設計2012

    • 著者名/発表者名
      岡本卓,相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 号: 7 ページ: 1116-1127

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.132.1116

    • NAID

      10030778353

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 制約条件付き0-1組合せ最適化問題に対するPSOを用いた進化型解法2012

    • 著者名/発表者名
      小川直明、相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 ページ: 1136-1143

    • NAID

      10030778385

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 局所的降下方向ベクトルを用いたDifferential Evolutionの多目的最適化問題への拡張2012

    • 著者名/発表者名
      上山大地、田村健一、安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 132 ページ: 1356-1361

    • NAID

      10030937355

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 統合的最適化に基づくサーフェイスモーータのステータ・ムーバ磁極の最適設計2011

    • 著者名/発表者名
      土屋淳一,小菅崇裕,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: Vol. 131 ページ: 1362-1363

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PSOを用いた進化型アントコロニー法2011

    • 著者名/発表者名
      森井宣人,相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 131 号: 5 ページ: 1038-1042

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.131.1038

    • NAID

      10030526243

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 乱数係数をもつParticle Swarm Optimizationの力学系に対する統計的安定性解析2011

    • 著者名/発表者名
      小熊祐司,相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 131 号: 5 ページ: 1020-1030

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.131.1020

    • NAID

      10030526213

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 統合的最適化に基づくサーフェスモータのステータ・ムーバ磁極の最適設計2011

    • 著者名/発表者名
      土屋淳一,小菅崇裕,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 131 号: 11 ページ: 1362-1363

    • DOI

      10.1541/ieejias.131.1362

    • NAID

      10030531447

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大域的持続探索のための非同期世代交代型Particle Swarm Optimization2011

    • 著者名/発表者名
      石井良尚, 岡本卓, 相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門誌

      巻: 46 ページ: 626-634

    • NAID

      10027804524

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大域的持続探索のための非同期世代交代 型Particle Awarm Optimization2010

    • 著者名/発表者名
      石井良尚,岡本卓,相吉英太郎
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: Vol.46 ページ: 626-634

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多点型離散化時変慣性系モデルを用いた大域的最適化2010

    • 著者名/発表者名
      岡本卓,相吉英太郎,浜田憲一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: Vol. 46 ページ: 642-650

    • NAID

      10027445641

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 滑降シンプレックス法を取り入れたDifferential Evolution2010

    • 著者名/発表者名
      上山大地,田村健一,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: Vol. 130 ページ: 1271-1272

    • NAID

      10026865758

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Particle Swarm Optimization Based on the Repetitive Search Guideline Electrical Engineering in Japan2010

    • 著者名/発表者名
      S. Hiraoka, T. Okamoto and E. Aiyoshi
    • 巻
      Vol.173
    • ページ
      42-54
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Particle Swarm Optimization Based on the Repetitive Search guideline2010

    • 著者名/発表者名
      S.Hiraoka, T.Okamoto, E.Aiyoshi
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 173 ページ: 42-54

    • NAID

      210000172032

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 滑降シンプレックス法を取り入れたDifferential Evolution2010

    • 著者名/発表者名
      上山大地, 田村健一, 安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会電子・情報・システム部門誌

      巻: 130 ページ: 1271-1272

    • NAID

      10026865758

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多点型離散化時変慣性系モデルを用いた大域的最適化2010

    • 著者名/発表者名
      岡本卓, 相吉英太郎, 浜田憲一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 46 ページ: 642-650

    • NAID

      10027445641

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 最適化問題の「ゲーム化」とそれに基づく多点型最適化手法の解釈2013

    • 著者名/発表者名
      岡本卓,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会第48回システム工学部会研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-06
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 最適化問題の「ゲーム化」とそれに基づく多点型最適化手法の解釈2013

    • 著者名/発表者名
      岡本卓、相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会第48回システム工学部会研究会
    • 発表場所
      東京工業大学田町キャンパス(港区)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Differential Evolution力学系の初期値解表現に基づく探索点分布解析2012

    • 著者名/発表者名
      小熊祐司,相吉英太郎
    • 学会等名
      電気学会 システム研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Lagrange関数を用いた制約条件付き最適 化問題の大域的最適化手法2012

    • 著者名/発表者名
      小林孝人,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学 術講演会2012
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-22
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Natured-Inspiredメタヒューリスティック手法の解析と評価2012

    • 著者名/発表者名
      村中健一,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2012
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-11-22
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 遺伝プログラミングによるPSOに対するアルゴリズム調整器の提案とその調整則の学習2012

    • 著者名/発表者名
      金政実,相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 産業応用のための最適化ベンチマーク問題への期待2012

    • 著者名/発表者名
      相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] エリート結合型多点準ニュートン法2012

    • 著者名/発表者名
      関口智矢,相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 0-1組合せ最適化問題に対する連続緩和によるヒューリスティック解法2012

    • 著者名/発表者名
      友永真太郎,相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] パラメータの自己調整機能を有するDifferential Evolutionの提案2012

    • 著者名/発表者名
      軽部満国,田村健一,安田恵一郎
    • 学会等名
      電気学会 産業計測制御研究会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] パラメータの自己調整機能を有するDifferential Evolutionの提案2012

    • 著者名/発表者名
      軽部満国、田村健一、安田恵一郎
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 産業応用のための最適化ベンチマーク問題への期待2012

    • 著者名/発表者名
      相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前大学文京キャンパス(弘前市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝的プログラミングによるPSOに対するアルゴリズム調整器の提案とその調整則の学習2012

    • 著者名/発表者名
      金政実、相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前大学文京キャンパス(弘前市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 0-1組合せ最適化問題に対する連続緩和によるヒューリスティック解法2012

    • 著者名/発表者名
      友永真太郎、相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前大学文京キャンパス(弘前市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エリート結合型多点準ニュートン法2012

    • 著者名/発表者名
      関口智矢、相吉英太郎
    • 学会等名
      平成24年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      弘前大学文京キャンパス(弘前市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nature-Inspiredメタヒューリスティック手法の解析と評価2012

    • 著者名/発表者名
      村中健一、相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2012
    • 発表場所
      ウィルあいち(愛知県女性総合センター)(名古屋市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Lagrange関数を用いた制約条件付最適化問題の大域的最適化手法2012

    • 著者名/発表者名
      小林孝人、相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2012
    • 発表場所
      ウィルあいち(愛知県女性総合センター)(名古屋市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Differential Evolution力学系の初期値解表現に基づく探索点分布解析2012

    • 著者名/発表者名
      小熊祐司、相吉英太郎
    • 学会等名
      電気学会システム研究会
    • 発表場所
      近畿大学会館(大阪市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] PSOを用いた半正定値行列最適化問題の解法2011

    • 著者名/発表者名
      宮島弘之,相吉英太郎
    • 学会等名
      電気学会 システム研究会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      2011-12-03
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PSOを用いた半正定値行列最適化問題の解法2011

    • 著者名/発表者名
      宮島弘之、相吉英太郎
    • 学会等名
      電気学会システム研究会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2011-12-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Method for Solving Min-max Problems by Using a Modified Particle Swarm Optimization2011

    • 著者名/発表者名
      K. Masuda and E. Aiyoshi
    • 学会等名
      IEEE Int. Conf. on System, Man, and Cybernetics (SMC 2011)
    • 発表場所
      アンカレッジ(アメリカ)
    • 年月日
      2011-10-11
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] A Novel Method for Soving Min-max Problems by Using a Modified Partide Swarm Optimization2011

    • 著者名/発表者名
      K.Masuda, E.Aiyoshi
    • 学会等名
      IEEE Int.Conf.on Systems, Man, and Cybernetics (SMC 2011)
    • 発表場所
      アンカレッジ(アメリカ)
    • 年月日
      2011-10-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] PSOとDEによるハイブリッド手法の計算特性2011

    • 著者名/発表者名
      村中健一,相吉英太郎
    • 学会等名
      平成23年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PSOとDEによるハイブリッド手法の計算特性2011

    • 著者名/発表者名
      村中健一、相吉英太郎
    • 学会等名
      平成23年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 等式制約条件付き0-1組合せ最適化問題に対するPSOを用いた進化型解法2011

    • 著者名/発表者名
      小川直明,相吉英太郎
    • 学会等名
      平成23年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 等式制約条件付き0-1組合せ最適化問題に対するPSOを用いた進化型解法2011

    • 著者名/発表者名
      小川直明、相吉英太郎
    • 学会等名
      平成23年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 等式制約条件付き最適化問題に対するPSOに親和的なペナルティ法の提案2010

    • 著者名/発表者名
      石井良尚,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 遺伝的プログラミング用いた問題特化型Differential Evolutionの自動設計2010

    • 著者名/発表者名
      金政実,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 連続変数最適化問題に対するDifferential Evolution法による進化的大域解探索2010

    • 著者名/発表者名
      古澤敦郎,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PSOを用いた順列最適化問題の進化型解法とTSPへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      森井宣人,小熊祐司,相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] PSOを用いた順列最適化問題の進化型解法とTSPへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      森井宣人, 小熊祐司, 相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 連続変数最適化問題に対するDifferential Evolution法による進化的大域解探索法2010

    • 著者名/発表者名
      古澤敦郎, 相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的プログラミングを用いた問題特化型Differential Evolutionの自動設計2010

    • 著者名/発表者名
      金政実, 相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 等式制約条件付き最適化問題に対するPSOに親和的なペナルティ法の提案2010

    • 著者名/発表者名
      石井良尚, 相吉英太郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2010-11-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 組合せ最適化問題の解空間における上位構造に基づくメタヒューリスティックスの検討2010

    • 著者名/発表者名
      金澤貴彦,安田恵一郎
    • 学会等名
      平成22年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 最良Nash均衡解を求めるPSOを用いた計算法2010

    • 著者名/発表者名
      桐生智志,相吉英太郎
    • 学会等名
      平成22年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 最良Nash均衡解を求めるPSOを用いた計算法2010

    • 著者名/発表者名
      桐生智志, 相吉英太郎
    • 学会等名
      平成22年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 組合せ最適化問題の解空間における上位構造に基づくメタヒューリスティックスの検討2010

    • 著者名/発表者名
      金澤貴彦, 安田恵一郎
    • 学会等名
      平成22年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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