シミュレーションと観測を融合する新しいバッチ型アルゴリズムによる知識発見原理

• 研究課題/領域番号: 25870803
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 統計科学; 知能情報学
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 中村 和幸 明治大学, 総合数理学部, 専任准教授 (40462171)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: データ同化 / ベイズ推定

研究成果の概要

数値シミュレーションと観測データを融合する手法であるデータ同化について，新しいバッチ型のデータ同化アルゴリズムの構築とその有効性の検証を行った．アルゴリズムについては，繰り返し計算を用いた計算手法が有効である可能性を見出した．さらにその有効性について，いくつかの試験用のモデルを通じた数値計算による検証を行った．検証により，有効性が確認されるとともに，数値シミュレーションに含まれる誤差を表現する確率分布を変えることで，データ同化のためのより適切な数理的枠組構築ができることを確認した．

研究成果

• [雑誌論文] Estimating cellular parameters through optimization procedures: elementary principles and applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, A., A. Celani, H. Nagao, T. Stasevich and K. Nakamura
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: -- ページ: 1-9
  • DOI: 10.3389/fphys.2015.00060
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 統計的時系列解析３：非線形・非ガウス状態空間モデル (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸
  • 雑誌名: 応用数理 巻: 24(3) ページ: 33-38
• [雑誌論文] 統計的時系列解析４：グラフィカルモデルとデータ同化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸
  • 雑誌名: 応用数理 巻: 24(4) ページ: 29-35
• [学会発表] Fast and stable estimation of macroscopic parameters in particle systems by data assimilation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Nakamura and Yutaka Kono
  • 学会等名: The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2015-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] 静的・動的システムにおける不確かさの定量化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸
  • 学会等名: 第22回信頼性設計技術WS & 第35回最適設計研究会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] 粒子法流体解析における誤差統計モデルについて (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸
  • 学会等名: 2015年度統計関連学会連合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 非圧縮流体の粒子法解析におけるデータ同化と誤差モデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸，清水脩輔
  • 学会等名: 第63回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2014-09-26 – 2014-09-28
• [学会発表] 統計数理から見たデータ同化の理論・アルゴリズムとその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸
  • 学会等名: 気象学におけるビッグデータ同化の数理ワークショップ
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
  • 招待講演
• [学会発表] Review on data assimilation methodology (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Nakamura
  • 学会等名: Seventeenth International Conference on Intelligent System Applications to Power Systems
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス（東京都千代田区）
• [学会発表] Time series analysis and data assimilation for natural and economic hazards (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Nakamura, Yoshito Ohya, Takanori Shiga
  • 学会等名: Joint Meeting of the IASC Satellite Conference for the 59th ISI WSC and the 8th Conference of the Asian Regional Section of the IASC
  • 発表場所: Yonsei大学（韓国・ソウル）
• [学会発表] データ同化 - データを活かしたシミュレーションと予測の方法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村和幸
  • 学会等名: 土木学会研究討論会
  • 発表場所: 日本大学生産工学部津田沼キャンパス（千葉県）
  • 招待講演
• [学会発表] Data Assimilation and Bayesian Statistical Analysis: Tools for Understanding Uncertain Natural and Social Phenomena (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Nakamura
  • 学会等名: 2013 Northeast Asian Symposium
  • 発表場所: Wangjiang Hotel（中国・成都）
• [図書] 現象数理学の冒険 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三村昌泰，杉原厚吉，青木健一，中村和幸，高安秀樹，砂田利一，萩原一郎
  • 総ページ数: 220
  • 出版者: 明治大学出版会
• [図書] 新版 信頼性ハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木和幸，横川慎二，長塚豪己，山本渉，嶋崎真仁，河村敏彦，貝瀬徹，中村和幸，横山真弘，梅崎重雄，佐藤吉信，松岡猛，二川清，木村光宏，弓削哲史，田村信幸，早川有，土肥正，眞田克，鈴木浩一，益田昭彦，武内信雄 他
  • 総ページ数: 915
  • 出版者: 日科技連