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近傍構造に基づく関数の概形把握を利用した効率的な非線形最適化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26350443
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
研究機関広島修道大学

研究代表者

高濱 節子  広島修道大学, 商学部, 教授 (60186989)

研究分担者 海生 直人  広島修道大学, 経済科学部, 教授 (80148741)
廣光 清次郎  広島修道大学, 経済科学部, 研究員 (90043827)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード非線形最適化 / 直接探索法 / 関数形状推定 / 差分進化 / 粒子群最適化 / パラメータ学習 / 近接グラフ / 回転不変性 / メタヒューリスティクス / 集団的最適化 / ペナルティ関数法 / 制約付き最適化 / メタヒューリスティックス / 変数依存性 / 大域探索 / 局所探索 / 教師なし学習 / 低精度近似モデル
研究成果の概要

集団に基づく最適化法に対して,探索効率と頑健性を向上させるために(1)アルゴリズムパラメータの適応制御法の提案, (2)変数間依存性が強い問題に対する新たな交叉の提案, (3)ペナルティ係数法の適用法の提案,を行い,有効性を示した.(1)では,①近接グラフを用いた山谷判定によるパラメータ制御法,②探索点を関数値によりグループ分けしグループ別のパラメータ適応制御法を提案した.(2)では,探索点集団による斜交座標を利用した最適化法の提案と変数間の相関に着目した新たな交叉を提案した.(3)では,古い解と新しい解の拡張目的関数が等しくなる等価ペナルティ係数値に基づくペナルティ係数の制御方法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

進化的アルゴリズムなどの集団による最適化法は,問題の解析的性質や探索空間の幾何的性質を要請しないため広範囲の問題に適応可能であるが,各問題が持つ個別の性質を有効に活用するという点では問題が残っている.本研究では,関数値のみを利用した目的関数の形状推定や探索点の分類に基づいてアルゴリズムパラメータを適応制御することにより,問題が持つ個別の性質に対応した効率的かつ頑健な探索性能をもつ最適化アルゴリズムを提案した.これにより,広範囲の非線形最適化問題を効率的に解くことが可能になり,様々な分野に応用可能となることが期待できる.

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 12件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 図書 (5件)

  • [雑誌論文] 対話型差分進化における一対比較に基づく鏡映点の利用2019

    • 著者名/発表者名
      阪井節子, 高濱徹行
    • 雑誌名

      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年春季研究発表会アブストラクト集

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The Velocity Updating Rule According to an Oblique Coordinate System with Mutation and Dynamic Scaling for Particle Swarm Optimization2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 23 号: 4 ページ: 618-627

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0498-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New Binomial Crossover Considering Correlation Among Decision Variables for Adaptive Differential Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of Joint 10th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grouping of Genes According to Correlation Coefficients and Grouping-Based Crossover for Adaptive Differential Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Takahama Tetsuyuki, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Extended Abstract of The 50th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 変数間依存性を解消する変換を導入したブレンド交叉の提案2018

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録”不確実性の下での意思決定理論とその応用:計画数学の展開”

      巻: 2078

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 差分進化における相関係数に基づく遺伝子のグループ化とグループ単位の交叉の提案2018

    • 著者名/発表者名
      高濱徹行, 阪井節子
    • 雑誌名

      情報処理学会研究報 "第120回数理モデル化と問題解決研究発表会"

      巻: 2018-MPS-120-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] An Adaptive Differential Evolution with Learning Parameters According to Groups Defined by the Rank of Objective Values2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proc. of the Eighth International Conference on Swarm Intelligence (ICSI2017)

      巻: 1 ページ: 411-419

    • DOI

      10.1007/978-3-319-61824-1_45

    • ISBN
      9783319618234, 9783319618241
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Adaptive Differential Evolution with Exploitation and Exploration by Extreme Individuals2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proc. of SICE Annual Conference 2017 (SICE2017)

      巻: 1 ページ: 1147-1152

    • DOI

      10.23919/sice.2017.8105438

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 適応型差分進化JADEにおける個体順位に基づくグループ別パラメータ制御2017

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 雑誌名

      確率的環境下における数理決定モデルの理論と応用, 数理解析研究所講究録

      巻: 2044 ページ: 159-170

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Particle Swarm Optimization with the Velocity Updating Rule According to an Oblique Coordinate System2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      巻: 1 ページ: 70-77

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Particle Swarm Optimization with Mutation Operations Controlled by Landscape Modality Estimation using Hill-Valley Detection2016

    • 著者名/発表者名
      TetsuyukiTakahama, Setsuko Sakai, Jun-ichi Kuashida, Akira Hara
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 21 号: 4 ページ: 423-433

    • DOI

      10.1007/s10015-016-0299-0

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Adaptive Differential Evolution with Adaptive Archive Selection and Hill-Valley Detection2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2016 IEEE Congress on Evolutionary Computation

      巻: 1 ページ: 48-55

    • DOI

      10.1109/cec.2016.7743777

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レーティングシステムを利用した差分進化によるコンピュータオセロプレイヤーの学習2016

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録1990

      巻: 1990 ページ: 136-145

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improving an adaptive differential evolution using hill-valley detection2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      International Journal of Hybrid Intelligent Systems

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3233/his-160220

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Emerging Collective Intelligence in Othello Players Evolved by Differential Evolution2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2015 IEEE Conference on Computational Intelligence and Games

      巻: 1 ページ: 214-221

    • DOI

      10.1109/cig.2015.7317954

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improving Particle Swarm Optimization by Estimating Landscape Modality Using a Proximity Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of the First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improving an Adaptive Differential Evolution Using Hill-Valley Detection2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th International Conference on Soft Computing and Pattern Recognition

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Learning Game Players by an Evolutionary Approach Using Pairwise Comparison without Prior Knowledge2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Intelligent Informatics and BioMedical Sciences 2015

      巻: 1 ページ: 121-127

    • DOI

      10.1109/iciibms.2015.7439514

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] パラメータの相関を考慮した適応型差分進化アルゴリズムJADEの改良2015

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 雑誌名

      数理解析研究所講究録1939

      巻: 1939

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selecting Strategies in Particle Swarm Optimization by Sampling-Based Landscape Modality Detection2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 World Congress in Computer Science Computer Engineering and Applied Computing

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 比較推定法におけるGradient Boostingの利用に関する一考察2014

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1912

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selecting Strategies in Particle Swarm Optimization by Sampling-Based Landscape Modality Detection using Inner Products2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proc. of SICE Annual Conference 2014

      巻: 1 ページ: 1561-1566

    • DOI

      10.1109/sice.2014.6935286

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Adaptive Differential Evolution Considering Correlation of Two Algorithm Parameters2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 雑誌名

      Proc. of the Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems

      巻: 1 ページ: 618-623

    • DOI

      10.1109/scis-isis.2014.7044698

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 対話型差分進化における一対比較に基づく鏡映点の利用2019

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 差分進化における相関係数に基づく遺伝子のグループ化とグループ単位の交叉の提案2018

    • 著者名/発表者名
      高濱徹行,阪井節子
    • 学会等名
      第120回数理モデル化と問題解決研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Grouping of Genes According to Correlation Coefficients and Grouping-Based Crossover for Adaptive Differential Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 学会等名
      ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集団的降下法に対するペナルティ係数の適応的調整法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究(公開型) 不確実性の下での意思決定の数理とその周辺
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A New Binomial Crossover Considering Correlation Among Decision Variables for Adaptive Differential Evolution2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama, Setsuko Sakai
    • 学会等名
      2018 Joint 10th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 斜交座標系に基づく回転不変なブレンド交叉の提案2017

    • 著者名/発表者名
      高濱徹行, 阪井節子
    • 学会等名
      情報処理学会 数理モデル化と問題解決研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An Adaptive Differential Evolution with Learning Parameters According to Groups Defined by the Rank of Objective Values2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The Eighth International Conference on Swarm Intelligence
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Adaptive Differential Evolution with Exploitation and Exploration by Extreme Individuals2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Saka
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Particle Swarm Optimization with the Velocity Updating Rule According to an Oblique Coordinate System2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 変数間依存性を解消する変換を導入したブレンド交叉の提案2017

    • 著者名/発表者名
      阪井節子, 高濱徹行
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所RIMS共同研究(公開型)「不確実性の下での意思決定理論とその応用 :計画数学の展開」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An Adaptive Differential Evolution with Adaptive Archive Selection and Hill-Valley Detection2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The 2016 IEEE Congress on Evolutionary Computation
    • 発表場所
      Vancouver (Canada)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 適応型差分進化JADE における個体順位に基づくグループ別パラメータ制御2016

    • 著者名/発表者名
      阪井節子, 高濱徹行
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所「確率的環境下における数理モデルの理論と応用 」研究集会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning Game Players by an Evolutionary Approach Using Pairwise Comparison without Prior Knowledge2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Informatics and BioMedical Sciences 2015
    • 発表場所
      沖縄県恩納村 沖縄科学技術大学院大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving an Adaptive Differential Evolution Using Hill-Valley Detection2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Soft Computing and Pattern Recognition
    • 発表場所
      福岡市 九州大学大橋キャンパス
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーティングシステムを利用した差分進化によるコンピュータオセロプレイヤーの学習2015

    • 著者名/発表者名
      阪井節子, 高濱徹行
    • 学会等名
      平成27年度RIMS 研究集会 不確実・不確定性の下での数理意思決定モデルとその周辺
    • 発表場所
      京都市 京都大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Improving Particle Swarm Optimization by Estimating Landscape Modality Using a Proximity Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics
    • 発表場所
      京都市 京都大学
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emerging Collective Intelligence in Othello Players Evolved by Differential Evolution2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The 2015 IEEE Conference on Computational Intelligence and Games
    • 発表場所
      中華民国 台南市
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーティングシステムを利用したコンピュータオセロプレイヤーの進化2015

    • 著者名/発表者名
      高濱節子
    • 学会等名
      一般社団法人日本生産管理学会中国・四国支部平成27年度支部研究会
    • 発表場所
      広島市 サテライトキャンパス広島
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An Adaptive Differential Evolution Considering Correlation of Two Algorithm Parameters2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      Joint 7th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 15th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS2014)
    • 発表場所
      北九州市,北九州国際会議場
    • 年月日
      2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] パラメータの相関を考慮した適応型差分進化アルゴリズムJADE の改良2014

    • 著者名/発表者名
      阪井節子,高濱徹行
    • 学会等名
      平成26 年度RIMS 研究集会「不確実性の下での数理モデルとその周辺」
    • 発表場所
      京都市 京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Selecting Strategies in Particle Swarm Optimization by Sampling-Based Landscape Modality Detection using Inner Products2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2014
    • 発表場所
      札幌市 北海道大学
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Selecting Strategies in Particle Swarm Optimization by Sampling-Based Landscape Modality Detection2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuyuki Takahama and Setsuko Sakai
    • 学会等名
      The 2014 World Congress in Computer Science Computer Engineering and Applied Computing
    • 発表場所
      米国 ラスベガス
    • 年月日
      2014-07-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] A Study on an Equivalent Penalty Coefficient Value for Adaptive Control of the Penalty Coefficient in Constrained Optimization by Differential Evolution, in K. Morioka and A. Kadoya (eds.) Advanced Studies in Economic Sciences: Information Systems, Economics and OR2019

    • 著者名/発表者名
      Setsuko Sakai, Tetsuyuki Takahama
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Kyushu University Press
    • ISBN
      9784798502588
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] A Study on Selecting an Oblique Coordinate System for Rotation-Invariant Blend Crossover in a Real-Coded Genetic Algorithm", in A.Kadoya and H.Teramoto (eds.) Recent Studies in Economic Sciences: Information Systems, Project Managements, Economics, OR and Mathematics2017

    • 著者名/発表者名
      S.Sakai and T.Takahama
    • 出版者
      Kyushu University Press
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] A Comparative Study on Grouping Methods for an Adaptive Differential Evolution, in M.Kitahara and H.Teramoto (eds.) Challenging Researches in Economic Sciences: Legal Informatics, Environmental Economics, Economics, OR and Mathematics2017

    • 著者名/発表者名
      Setsuko Sakai and Tetsuyuki Takahama
    • 出版者
      Kyushu University Press
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] A Comparative Study on Detecting Ridge Structure for Population-Based Optimization Algorithms, in M.Kitahara and K.Teramoto (eds.) Contemporary Works in Economic Sciences2016

    • 著者名/発表者名
      Setsuko Sakai and Tetsuyuki Takahama
    • 出版者
      Kyushu University Press
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] A Study on Adaptive Parameter Control for Interactive Differential Evolution Using Pairwise Comparison in M.Kitahara and K.Okamura (eds.) New Solutions in Legal Informatics, Economic Sciences and Mathematics2015

    • 著者名/発表者名
      Setsuko Sakai and Tetsuyuki Takahama
    • 出版者
      Kyushu University Press
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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