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2004 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 13558025
研究機関統計数理研究所

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 田村 義保  統計数理研究所, 統計計算開発センター, 教授 (60150033)
樋口 知之  統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (70202273)
佐藤 整尚  統計数理研究所, 予測制御研究系, 助教授 (60280525)
川崎 能典  統計数理研究所, 予測制御研究系, 助手 (70249910)
キーワード状態空間モデル / モンテカルロフィルタ / 自己組織型モデル / 並列計算 / 非定常時系列 / 時系列解析ソフトウェア / ベイズモデル / 非ガウス型フィルタ
研究概要

前年度までの研究および試作ソフトウェアの検討結果に基づき,状態空間モデルに基づく時系列解析ソフトウェアを開発するとともに,諸科学分野での応用研究をおこなった.具体的には以下のとおり.
1.モンテカルロフィルタと自己組織化の実用化
非線形・非ガウス型状態空間モデルの予測,フィルタおよび平滑化を行なうための,モンテカルロフィルタのプログラムを開発した.状態および観測値の条件付分布を定義する非線形関数およびノイズの分布を指定するだけで適用できる一般的なソフトウェアを開発した.また,自己組織化の方法によって,モデルがいくつかの未知パラメータを含む場合について,状態と未知パラメータを同時に推定する一般的な状態空間モデリングのプログラムを開発した.
2.Webソフトウェアの開発
非線形・非ガウス型状態空間表現およびモンテカルロ・フィルタを用いて,トレンド推定,確率的ボラティリティの推定,トレンドとボラティリティの同時推定,季節調整を特定的なモデリングを行なうためのWebソフトウェアを開発し公開した.これによって,モンテカルロ・フィルタや自己組織化のソフトウェアをユーザのPC等にインストールすることなく,Webブラウザ上で時系列解析を実現できるようになった.
さらに,推定された時系列モデルを用いて,一般化パワー寄与率分析を行なうためのWebソフトウェアを開発し公開した.
3.応用研究
状態空間モデリングをマーケティング,ゲノム解析,地球環境予測,地震波データ解析などへ応用し,飲食店売り上げ変動の要因分析,マイクロアレイデータの解析,火山噴火データからの情報抽出などに関する研究を行った.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Residual Bootstrapping and Median Filtering for Robust Estimation of Gene Networks from Microarray Data2005

    • 著者名/発表者名
      S.Imoto, T.Higuchi, S.Kim, E.Jeong, S.Miyano
    • 雑誌名

      Computational Methods in Systems Biology, Lecture Notes in Bioinformatics

      ページ: 140-160

  • [雑誌論文] Power contribution analysis for multivariate time series with correlated noise source2004

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa, G., Tanokura, Y.
    • 雑誌名

      Adv. & Appl. In Stat. 4・1

      ページ: 65-95

  • [雑誌論文] 時系列解析における数値的方法-計算統計学的な方法-2004

    • 著者名/発表者名
      北川源四郎
    • 雑誌名

      計算機統計学 15・2

      ページ: 159-170

  • [雑誌論文] A new approach to time-dependent inversion of geodetic data using Monte Carlo mixture Kalman filter2004

    • 著者名/発表者名
      J.Fukuda, T.Higuchi, S.Miyazaki, T.Kato
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International Vol.159

      ページ: 17-39

  • [雑誌論文] 動的計画法と非線形フィルタを用いた鉄道線路形状測定位置の補正2004

    • 著者名/発表者名
      神山雅子, 樋口知之
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌 J87-D-II・6

      ページ: 1199-1207

  • [雑誌論文] 状態空間モデルを用いた飲食店売上の要因分解2004

    • 著者名/発表者名
      山口類, 土屋映子, 樋口知之
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ誌 49・5

      ページ: 316-324

  • [図書] 時系列解析入門2005

    • 著者名/発表者名
      北川源四郎
    • 総ページ数
      262
    • 出版者
      岩波書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] データサイエンス・シリーズ,モデルヴァリデーション2005

    • 著者名/発表者名
      北川源四郎, 岸野洋久, 樋口知之, 山下智志, 川崎能典
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] 情報量規準, シリーズ 予測と発見の科学22004

    • 著者名/発表者名
      小西貞則, 北川源四郎
    • 総ページ数
      194
    • 出版者
      朝倉書店

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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