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2011 年度 実績報告書

非決定性動学モデルにおける最適性と双対性の研究とその数理経済学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 09J05487
研究機関九州大学

研究代表者

吉良 知文  九州大学, 大学院・数理学研究院, 特別研究員(DC1)

キーワード非決定性動的計画法 / 非終端型閾値確率 / satisficing approach / 多様な評価系 / 運搬経路問題 / 配送計画問題 / 局所探索法 / 限量記号消去
研究概要

多段階の意思決定問題を効率よく解決する手法の一つが動的計画法である。その応用は多岐にわたり、経済学においてはマクロ経済動学の解析に必須のツールとなりつつあるが、扱いが比較的容易な確率的な状態推移の下での加法型期待値の最適化に限定されている。本研究は既存モデルを含むより一般的な非決定性動的計画問題について議論し、数理経済学に幅広いモデルを提供することを目指している。
最終年度である本年度は、1.藤田敏治准教授(九州工業大学)と共に、初年度から議論している「非終端型閾値確率問題」(将来のどの期に対してもそれまでに得られた利得の集積値が所与の目標区間に収まる確率を最大化)に対し、利得の集積値をさらに一般化することで、"satisficing approach"と呼ばれる現実社会における人々の行動原理に立脚した多様な多段意思決定問題を広く扱えることを示した。これらの問題に対し、計算量を定める要因を与え、厳密解が多項式時間および疑多項式時間で得られる問題のクラスを具体的に示しだ。2.現実に遭遇する最適化問題には(計算量の問題で)動的計画法で解けない動的計画問題が多数存在する。小売店への商品の配送、ゴミ収集車の運行経路など、複数の車両を用いて顧客に需要を運搬/収集するときの最適なルートを求める運搬経路問題もその一つである。厳しい制約条件を考慮するため,実行可能領域内で局所探索法と呼ばれる近似解法を効率良く行えないことも多い。そこで、岩根秀直研究員((株)富士通研究所)と共に、顧客間の先行順序制約、および車両が合流して分担作業をするための制約条件を考慮した問題に対して、シンプルな局所探索法を提案した。提案手法は「扱い易い異なる探索空間を用意し,そこから本来の実行可能領域への写像を定義する」方法に基づいている。本研究に対して日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「OR 横断若手の会」より学生優秀発表賞が与えられた。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 先行順序付き合流可能運搬経路問題に対する局所探索法2012

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1773 ページ: 77-86

  • [雑誌論文] 数式処理によるパラメトリック多項式最適化手法2012

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直・吉良知文・穴井宏和
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1773 ページ: 96-106

  • [雑誌論文] Threshold probability of non-terminal type in finite horizon Markov decision processes2012

    • 著者名/発表者名
      A.Kira, T.Ueno, T.Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: Vol.386 ページ: 461-472

    • DOI

      doi:10.1016/j.jmaa.2011.08.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] パラメトリック多項式最適化問題専用Cylindrical Algebraic Decompositionと動的計画法への適用2012

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直・吉良知文・穴井宏和
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1785(in press)

  • [雑誌論文] Construction of explicit optimal value functions by a symbolic-numeric cylindrical algebraic decomposition2011

    • 著者名/発表者名
      H.Iwane, A.Kira, H.Anai
    • 雑誌名

      Computer Algebra in Scientific Computing, Lecture Notes in Computer Science

      巻: vol.6885 ページ: 239-250

    • 査読あり
  • [学会発表] 動的計画法と限量記号消去法2011

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直文・吉良知文・穴井宏和
    • 学会等名
      RIMS研究集会「数式処理--その研究と目指すもの--」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2011-12-08
  • [学会発表] 先行順序付き合流可能運搬経路問題とその近似解法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会九州支部「九州地区における若手OR研究交流会」
    • 発表場所
      島原共同研修センター
    • 年月日
      2011-10-29
  • [学会発表] 有限マルコフ決定過程~流動性リスク最小化モデル~2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・藤田敏治・植野貴之
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「確率最適化モデルとその応用」
    • 発表場所
      千葉大学理学部
    • 年月日
      2011-10-16
  • [学会発表] 先行順序付き合流可能運搬経路問題に対する近似解法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「確率最適化モデルとその応用」
    • 発表場所
      千葉大学理学部
    • 年月日
      2011-10-15
  • [学会発表] Construction of explicit optimal value functions by a symbolic-numeric cylindrical algebraic decomposition2011

    • 著者名/発表者名
      H.Iwane, A.Kira, H.Anai
    • 学会等名
      the 13th International Workshop on Computer Algebra in Scientific Computing (CASC 2011)
    • 発表場所
      Kassel, Germany, September 5--9, 2011
    • 年月日
      2011-09-06
  • [学会発表] 先行順序付き合流可能運搬経路問題に対する局所探索法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      KSMAP琵琶湖合宿
    • 発表場所
      琵琶湖コンファレンスセンター
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] 優先度付き合流可能運搬経路問題に対する局所改善手法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      RIMS研究集会「最適化手法の深化と広がり」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2011-07-21
  • [学会発表] 数式処理によるパラメトリック多項式最適化手法2011

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直・穴井宏和・吉良知文
    • 学会等名
      RIMS研究集会「最適化手法の深化と広がり」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2011-07-21
  • [学会発表] Multi-stage decision processes with targets for every stage2011

    • 著者名/発表者名
      A.Kira
    • 学会等名
      19th Triennial Conference of the International Federation of Operational Research Societies (IFORS2011)
    • 発表場所
      Melbourne Convention Centre, Melbourne, Australia(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-15
  • [産業財産権] 巡回路決定についてのプログラム、方法及び装置2011

    • 発明者名
      岩根秀直・吉良知文
    • 権利者名
      富士通(株)
    • 産業財産権番号
      特許、特願2011-158552
    • 出願年月日
      2011-07-20

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公開日: 2013-06-26  

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