状態空間モデルに基づく時系列解析ソフトウェアの開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13558025
• 研究機関: 文部科学省統計数理研究所
• 研究代表者: 北川 源四郎 統計数理研究所, 所長 (20000218)
• 研究分担者: 佐藤 整尚 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助教授 (60280525) ; 樋口 知之 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (70202273) ; 田村 義保 統計数理研究所, 統計計算開発センター, 教授 (60150033) ; 川崎 能典 統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (70249910)
• キーワード: 超多変量時系列 / 多変量ARモデル / 状態空間モデル / 知識発見 / 逐次計算アルゴリズム / 一般化情報量規準 / パワー寄与率 / 予測

研究概要

前年度に引きつづき、ソフトウェア開発、時系列モデリングの方法および諸科学分野における研究を行った。具体的には以下のとおり。
1.試作した時系列ソフトウェアの検討
試作したWeb版の時系列ソフトウェアの検討を行った。追加すべきモデルや機能、改良すべき計算法やモデル選択法、インターフェイスの使い勝手などを検討し、最終版作成へ向けた改良や関連する研究を行った。
2.モデルの推定法および選択法の研究
ソフトウェアに採用するモデルが高度化、複雑化していることから、複雑なモデルの推定にも適用できるベイズ推定法、逐次モンテカルロ法などの推定法の研究を行うとともに、正則化法によって推定されたモデルの評価規準に関する研究を行った。
3.諸科学分野への応用
金融経済、地球科学、遺伝子データ解析を中心とする諸科学分野への応用を推進するなかで、時系列解析ソフトウェアに組みこむべき新しいモデルの開発、モデルの推定やモデルにもとづく解析を効率的に実施するためのアルゴリズムや並列計算法の研究も行った。金融経済分野においては、金融政策評価、インフレ予測、生産関数の推定、季節調整の諸問題に関する研究を行った。地球科学分野では火山噴火データにおける信号分離、人工衛星データからの知識発見と地球磁気圏モデルの構成などを行った。このほかDNAアレイデータの解析法に関する研究や食生活実態調査データの解析なども行った。

研究成果

• [文献書誌] Kitagawa, G.: "Signal extraction and knowledge discovery based on statistical modeling"Proceedings of 14^<th> International Conference, Algorithmic Learning Theory. 3-14 (2003)
• [文献書誌] Konishi, S., Kitagawa, G.: "Asymptotic theory for information criteria in model selection -functional approach"Journal of Statistical Planning and Inference. 114. 45-61 (2003)
• [文献書誌] Matsumoto, N., Kitagawa, G., Roeloffs, E.A.: "Hydrological response to earthquakes in the Haibara well, central Japan-I. Groundwater level changes revealed using state space decomposition of atmospheric pressure, rainfall and tidal responses"Geophysical Journal International. 155. 885-898 (2003)
• [文献書誌] 早川史子, 大石邦枝, 野呂裕子, 前田昭子, 南幸, 田村義保: "女子学生初夏・初冬の飲み物の飲用実態と意識"日本食生活学会誌. Vol.13 No.4. 264-270 (2003)
• [文献書誌] 三家礼子, 藤巻吾朗, 田村義保, 野呂影勇: "体型による適合クッションの推定-ファジィ推論モデルと重回帰モデルによる検討"人間工学. Vol.39No.6. 275-281 (2003)
• [文献書誌] Kamiyama, M., Higuchi, T.: "Adjustment of non-uniform sampling locations in spatial datasets with dynamic programming and non-linear filtering"IEEE Signal Processing Magazine, Special Issue on Signal Processing for Mining Information. May(印刷中). (2004)
• [文献書誌] Imoto, S., Higuchi, T., Goto, T., Tashiro, K., Kuhara, S., Miyano, S.: "Combining microarrays and biological knowledge for estimating gene networks via Bayesian networks"Journal of Bioinformatics and Computational Biology. Vol.2 No.2(印刷中). (2004)
• [文献書誌] Sato, T., Higuchi, T., Kitagawa, G.: "Statistical inference using stochastic swiching models for the discrimination of unobserved display promotion from POS Data"Marketing Letters. (印刷中). (2004)
• [文献書誌] Kawasaki, Y., Ando, T.: "On Penalized Likelihood Estimation of Yield Curves"Proceedings of Science of Modeling : The 30th Anniversary of the Information Criterion(AIC). 382-383 (2003)
• [文献書誌] Kawasaki, Y., Tachiki, S., Udaka, H., Hirono, T.: "A characterization of long-short trading strategies based on cointegration"Proceedings of IEEE International Conference on Computational Intelligence for Financial Engineering. 411-416 (2003)