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2004 年度 実績報告書

複雑系現象の異常検出とモデル導出の時系列解析と導出したモデルの確率過程論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14340030
研究機関東京大学

研究代表者

岡部 靖憲  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (30028211)

研究分担者 柳川 堯  久留米大学, バイオ統計センター, 教授 (80029488)
室田 一雄  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (50134466)
井上 昭彦  北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50168431)
堀田 武彦  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (90222281)
松浦 真也  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助手 (70334258)
キーワードKM_2O-ランジュヴン方程式 / 揺動散逸定理 / 定常解析 / 異常解析 / 決定解析 / 深部低周波地震 / 大脳皮質脳波 / 分離性
研究概要

離散時間の確率過程に対するKM_2O-ランジュヴァン方程式論と非線形情報空間に付随する任意の生成系を用いて,二つの離散時間の確率過程に対する非線形推定を求める公式を求めた.それを具体的な信号過程と観測過程からなる非線形なシステムに応用し,Kalman-Bucyの研究以後未解決であった非線形推定問題を非線形推定子を求めるアルゴリズムを求める形で解決した.
離散時間の確率過程の非線形情報空間に対する生成系として,ハールウエーブレットを用いた生成系を構成し,黒点・株価等の時系列に対する定常解析・異常解析・予測解析を行った.特に,黒点の時系列に対しては,多項式型の生成系とは異なり,定常性を通過し,将来の谷と山の動きを長期にわたって良く予測できる事が分かった.
時系列データの異常性を定常性の破れと定義し,KM_2O-ランジュヴァン方程式論に基づく時系列データの定常性の検証Test(S)と離散時間の確率過程の非線形情報空間に付随する多項式型の生成系を用いて,時系列データの異常性の兆候を検出する異常性の検出Tst(ABN)を提唱した.特に,株価の異常性を示す恐慌(ブラックマンディ・アジア危機・ITバブル)に適用し,Test(ABN)が有効であることを実証した論文を発表した.さらに,Test(ABN)を地震波の時系列データに対して適用し,P波とS波が到達する前兆を検出できる論文を投稿中である.
Test(ABN)とTest(D)を地震波,オーロラ,磁気嵐と脳波の時系列に適用したとき,深部低周波地震波のS波が到着してからの定常な時間域,オーロラ・磁気嵐が発生した後の定常な時間域と大脳皮質からとった脳波の時系列(ECoG)の到る所に「分離性」という全く新しい性質を発見した.この性質は通常の地震の時系列と頭皮からとった脳波の時系列(EEG)ではどこにも現れない.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Chaos and KM_2O-Langevin equations, to appear in Special Issue of the Bulletin of Informatics and Cybernetics in honor of Professor Takashi Yanagawa2005

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Okabe, Masaya Matsuura
    • 雑誌名

      Bulletin of Informatics and Cybernetics Vol.37(To appear)

  • [雑誌論文] On a non-linear filtering problems for discrete time stochastic processes2005

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Okabe, Masaya Matsuura
    • 雑誌名

      J.Math.Soc.Japan (To appear)

  • [雑誌論文] Noise-induced enhancement of fluctuation and spurious synchronization in uncoupled type-I intermittent chaotic systems2005

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Suetani, Takehiko Horita, Shin Mizutani
    • 雑誌名

      Physical Revue (To appear)

  • [雑誌論文] Fundamental properties of M-convex and L-convex functions in continuous variables2004

    • 著者名/発表者名
      K.Murota, A.Shioura
    • 雑誌名

      IEICE Transactions of Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E87-A No.5

      ページ: 1042-1052

  • [雑誌論文] Prediction of fractional Brownian motion with Hurst index than 1/22004

    • 著者名/発表者名
      V.Anh, Akihiko Inoue
    • 雑誌名

      Bull.Austral.Math.Soc. Vol.70

      ページ: 321-328

  • [雑誌論文] The sectional curvature of AR model manifolds2003

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, F., Komaki, F.
    • 雑誌名

      Tensor Vol.64

      ページ: 131-143

  • [図書] 環境と健康:リスク評価のデータサイエンス,職業がんの疫学(岸玲子監修)2004

    • 著者名/発表者名
      柳川 堯
    • 総ページ数
      133-145
    • 出版者
      篠原出版新社

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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