複雑ネットワークにおける非線形輸送モデルの統計物理学的特性

• 研究課題/領域番号: 24540395
• 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: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 高安 美佐子 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (20296776)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 複雑ネットワーク / 非線形輸送システム / 流域サイズ / 相転移現象 / 凝集現象 / 分岐過程 / 頑強性 / 物流ネットワーク / パーコレーション相転移 / 臨界点 / ネットワーク生存率

研究成果の概要

約百万社の企業の取引関係のビッグデータを解析し、取引関係のネットワーク構造が典型的な複雑ネットワークになっていることを踏まえて、そのネットワーク上でのお金やものの輸送を記述するモデルを構築した。まず、取引金額のデータがある取引ペアに関して流量とそれぞれの企業の大きさの統計的な関係を分析し、重力型とよばれる非線形な相互作用関係を確認した。次に、この非線形輸送の関係をシステム全体のネットワーク構造に適用し、ネットワークの構造から任意の地点の流量を推定する方法を確立した。また、ネットワーク構造の脆弱性に関してもパーコレーションモデルから新たな知見を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Extraction of conjugate main-steam structures from a complex network flow (2015)
  • 著者名/発表者名: Koutarou Tamura, Hideki Takayasu, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Empirical Analysis of Firm-Dynamics on Japanese Interfirm trade Network (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayato Goto, Hideki Takayasu, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference on Social Modeling and Simulation, plus Econophysics Colloquium 2014 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Network Robustness for a Japanese Business Relation Network by Percolation Simulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamoto, Hideki Takayasu, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference on Social Modeling and Simulation, plus Econophysics Colloquium 2014 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simulation of Gross Domestic Product in International Trade Networkds: Linear Gravity Transportation Model (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Deguchi, Hideki Takayasu, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference on Social Modeling and Simulation, plus Econophysics Colloquium 2014 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Emotional Changes in Japanese Blog Space Resulting from the 3.11 Earthquake (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukie Sano, Hideki Takayasu, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference on Social Modeling and Simulation, plus Econophysics Colloquium 2014 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Precise Calculation of a Bond Percolation Transition and Survival Rates of Nodes in a Complex Network (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamoto, Hideki Takayasu, Henrik J Jensen, Misako Takayasu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10(4) 号: 4 ページ: 0119979-0119979
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0119979
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rumor Diffusion and Convergence during the 3.11 Earthquake: A Twitter Case Study (2015)
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu, Kazuya Sato, Yukie Sano, Kenta Yamada, Wataru Miura, Hideki Takayasu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10(4) 号: 4 ページ: 0121443-0121443
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121443
  • NAID: 120007130281
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hubs and Authorities in the World Trade Network Using a Weighted HITS Algorithm (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Deguchi, Katsuhide Takahashi, Hideki Takayasu, Misako Takayasu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9(7) 号: 7 ページ: 0100338-0100338
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0100338
  • 査読あり
• [雑誌論文] 外国為替市場のシミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 由良 嘉啓，高安 美佐子
  • 雑誌名: シミュレーション 巻: Vol.33 No.4 ページ: 8-11
• [雑誌論文] 企業間取引ネットワーク上でのお金の流れのモデル化とシミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 田村 光太郎，高安 美佐子
  • 雑誌名: シミュレーション 巻: Vol.33 No.4 ページ: 16-22
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] サイバー空間中での口コミブームのシミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田 健太，高安 秀樹，高安 美佐子
  • 雑誌名: シミュレーション 巻: Vol.33 No.4 ページ: 31-36
• [雑誌論文] Financial Brownian particle in the layered order book fluid and fluctuation-dissipation relations (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Yura, Hideki Takayasu, Didier Sornette, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 112 号: 9 ページ: 98703-98703
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.098703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generalised Central Limit Theorems for Growth Rate (2014)
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 雑誌名: Journal of Statistical Physics 巻: 155 号: 1 ページ: 47-71
  • DOI: 10.1007/s10955-014-0956-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid Detection of the Switcking Point in a Financial Market Structure Using the Particle Filter (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Yura, Hideki Takayasu, Kazuyuki Nakamura, Misako Takayasu
  • 雑誌名: Journal of Statistical Computation and Simulation 巻: (印刷中) 号: 10 ページ: 2073-2090
  • DOI: 10.1080/00949655.2013.781603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of coagulation of nodes in an evolving complex network (2012)
  • 著者名/発表者名: Wataru Miura, Hideki Takayasu, and Misako Takayasu
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108 号: 16 ページ: 168701-168701
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.168701
  • NAID: 120006582180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biased diffusion on the Japanese inter-firm trading network: estimateion of sales from the network structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayafumi Watanabe, Hideki Takayasu, and Misako Takayasu
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 14 号: 4 ページ: 43034-43034
  • DOI: 10.1088/1367-2630/14/4/043034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of flux between interacting nodes on huge inter-firm networks (2012)
  • 著者名/発表者名: Koutarou Tamura, Wataru Miura, Misako Takayasu, Hideki Takayasu, Satoshi Kitajima, and Hayato Goto
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics: Conference Series 巻: 16 ページ: 93-104
  • DOI: 10.1142/s2010194512007805
  • 査読あり
• [雑誌論文] The origin of asymmetric behavior of money flow in the business firm network (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Miura, H. Takayasu, and M. T. Takayasu
  • 雑誌名: The European Physics Journal Special Topics 巻: 212 号: 1 ページ: 65-75
  • DOI: 10.1140/epjst/e2012-01654-7
  • 査読あり
• [学会発表] 企業ネットワークの数理とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高安 美佐子
  • 学会等名: 国際高等研究所 研究プロジェクト 2014年度 第2回研究会
  • 発表場所: 国際高等研究所(京都府)
  • 年月日: 2014-12-26
  • 招待講演
• [学会発表] ソーシャルメディアの利活用事例について (2014)
  • 著者名/発表者名: 高安 美佐子
  • 学会等名: 政府統計におけるビックデータの活用等に係る勉強会(経産省大臣官房調査統計グル―プ）
  • 発表場所: 経済産業省（東京都）
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 東日本大震災時におけるTwitter 内でのデマの拡散と収束 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高安 美佐子
  • 学会等名: 日本学術振興会「放射線の影響とクライシスコミュニケーション」に関する先導的研究開発委員会
  • 発表場所: 株式会社堀場製作所東京支店(東京都）
  • 年月日: 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 社会・経済の現象の数理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高安 美佐子
  • 学会等名: 第35回数理の翼夏期セミナー
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県）
  • 年月日: 2014-08-20
  • 招待講演
• [学会発表] 経済・社会に観測される非平衡現象 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高安 美佐子
  • 学会等名: 2014年度日本物理学会化学セミナー「非平衡の世界一凝集系、地震、経済、生命まで」
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京都）
  • 年月日: 2014-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] Statistical Physics of Financial Markets (2014)
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: 4th Ph.D. Summer School -Conference on "Mathematical Modeling on Complex Systems"
  • 発表場所: Cultural Foundation "Kritiki Estia", Athens, Greece
  • 年月日: 2014-07-14
  • 招待講演
• [学会発表] Similarity between colloidal random walks and financial random walks (2014)
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: ΣΦ International Conference on Statistical Physics 2014
  • 発表場所: Sheraton Resort, Rhodes, Greece
  • 年月日: 2014-07-10
  • 招待講演
• [学会発表] Estimation of viscosity and Knudsen number of markets from order-book data (2014)
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: International Conference on Econophysics (2014) &Asia-Pacific Econophysics Conference (2014)
  • 発表場所: 華東理工大学,上海,中国
  • 年月日: 2014-06-02
  • 招待講演
• [学会発表] Transition from power law to monopoly in complex business firm network (2012)
  • 著者名/発表者名: 高安美佐子
  • 学会等名: Complexity and Risk
  • 発表場所: Imperial College London
  • 招待講演
• [学会発表] The dynamics of the Japanese financial markets and the Bank of Japan's interventions: Real data case studies
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: The 20th Annual Riskminds Conference
  • 発表場所: Hotel Okura, Amsterdam, Netherland
  • 招待講演
• [学会発表] Network Properties of Business Firms in Japan: From Structure to Transport
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: ESHIA Winter Workshop in Singapore
  • 発表場所: Nanyang Technological University,Singapore
  • 招待講演
• [学会発表] Modeling of Japanese business transactions; Evaluation of systemic risks, and stress tests
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: AESCS2013 The 8th International Workshop on Agent-based Approach in Economic and Social Complex Systems
  • 発表場所: Shibaura Institute of Technology, Tokyo
• [学会発表] 日本企業間取引ネットワークを用いた日本経済のストレステストの提案
  • 著者名/発表者名: 高安美佐子
  • 学会等名: 統数研共同研究集会「経済物理学とその周辺」平成25年度第一回研究会
  • 発表場所: キャノングローバル研究所,東京
• [学会発表] Estimation of flows in Business to Business transaction network
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: Econphysics Colloquium 2013 & Asia Pacific Econophysicss Conference 2013
  • 発表場所: Postech, Pohang, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis and modeling of one million Japanese firms’ transactions: Evaluation of systemic risks, and stress tests
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: CORDIS FP7-ICT FET Proactive: “Dynamics and Coevolution in Multi-Level Strategic INteraction GAmes",CONGAS Delft Joint WP Meeting
  • 発表場所: Delft University of Technology, Delft, Netherland
  • 招待講演
• [学会発表] 社会・経済活動のマルチ階層シミュレーションにむけて
  • 著者名/発表者名: 高安美佐子
  • 学会等名: スーパーコンピュータによる社会シミュレーションとその将来
  • 発表場所: 理化学研究所計算科学研究機構,神戸
  • 招待講演
• [学会発表] Quick detection of financial market instability
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: Workshop on Complexity and Systemic Stability
  • 発表場所: Imperial College London, U.K.
  • 招待講演
• [学会発表] Review of study on business firm networks in Japan:Transport on complex networks
  • 著者名/発表者名: Misako Takayasu
  • 学会等名: Seminar talk at Prof. Aste's laboratory, University College London
  • 発表場所: University College London, U.K.
  • 招待講演
• [図書] 学生・技術者のためのビックデータ解析入門 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高安 美佐子/編著，田村 光太郎・三浦 航/著
  • 総ページ数: 255
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] ソーシャルメディアの経済物理学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高安美佐子
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: 日本評論社
• [図書] 計算科学6 計算と社会 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉原正顯、高安美佐子、和泉潔、佐々木顕、杉山雄規
  • 総ページ数: 61
  • 出版者: 岩波書店
• [備考] 東京工業大学 総合理工学研究科 知能システム科学専攻 高安美佐子研究室
  • URL: http://www.smp.dis.titech.ac.jp/index.html
• [備考] 東京工業大学 帝国データバンク先端データ解析共同研究講座
  • URL: http://www.tdb.dis.titech.ac.jp/index.html
• [備考] 東京工業大学 高安美佐子研究室 ホームページ
  • URL: http://www.smp.dis.titech.ac.jp/index.html
• [備考] 東京工業大学 高安美佐子研究室ホームページ
  • URL: http://www.smp.dis.titech.ac.jp/
• [産業財産権] 時系列データの変化点検出法及びプログラム、未来の時系列データ値の確立密度分布予測方法及びプログラム (2012)
  • 発明者名: 高安美佐子、由良嘉啓、中村和幸
  • 権利者名: 高安美佐子、由良嘉啓、中村和幸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-09-07
  • 外国