情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20241038
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 水野 眞治 東京工業大学, 社会理工学研究科, 教授 (90174036)
• 研究分担者: 小島 政和 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 名誉教授 (90092551) ; 比嘉 邦彦 東京工業大学, イノベーションマネジメント研究科, 教授 (50282877) ; 二宮 祥一 東京工業大学, イノベーションマネジメント研究科, 教授 (70313377) ; 尾形 わかは 東京工業大学, イノベーションマネジメント研究科, 准教授 (90275313) ; 中川 秀敏 一橋大学, 国際企業戦略研究科, 准教授 (30361760) ; 中田 和秀 東京工業大学, 社会理工学研究科, 准教授 (00312984) ; 中野 張 東京工業大学, イノベーションマネジメント研究科, 准教授 (00452409) ; 北原 知就 東京工業大学, 社会理工学研究科, 助教 (10551260) ; 高野 祐一 東京工業大学, 社会理工学研究科, 助教 (40602959)
• 研究期間 (年度): 2008-04-08 – 2013-03-31
• キーワード: ファイナンス / 最適化 / 数値解析 / 情報ネットワーク

研究概要

本研究では、数理ファイナンス／金融工学に関連する最適化技術、応用統計学、確率解析等の数値計算の最先端技術の開発を行うことを目標とする。平成24年度の主な研究実績は次の通りである。
（１）コヒーレントなリスクメジャーや確率制御問題に対する近似スキームを研究・開発した。また、実務上重要である解約リスクやデフォルトリスクに関する様々な知見を得た。さらに、乱数マートンモデルを改良することにより、社債スプレッドの実証分析を行なった。それらの研究の礎となる確率微分方程式の楠岡近似を実現するソフトウェアライブラリについてまとめた。
（２）近年盛んに研究されているCVaRをリスク尺度として用い、保険料を決定する最適化モデルや非凸型取引コストの下でのポートフォリオ選択問題に対する効率的な解法を開発し、そのアルゴリズムを実装した。
（３）非退化な状況下でのシンプレックス法の反復回数の上界の計算など、単体法の計算量についての新しい評価法を考案した。また、様々な形式の線形計画問題に対する多面体の性質を導いた。
（４）数値技術ライブラリを構築する際に重要となるICTシステムの暗号の信用性や国内外のクラウドソーシングの現状とその利用事例についてまとめた。
以上の研究成果を合計２８本の論文（うち査読つき１８本）で発表を行った。そして、学会やワークショップで計３７件（うち招待講演１３件）の発表を行い、上記の研究成果を内外に周知した。これまでの研究の集大成として、11月には科研費シンポジウム「情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発」を開催し１３件の講演を企画した。７７人の参加者があり、本研究テーマに関する最新技術の情報共有並びに意見交換が活発に行われた。２月には情報・サービスイノベーション分野の公開シンポジウムを開催し、８件の講演を企画した。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] An Upper Bound for the Number of Different Solutions Generated by the Primal Simplex Method with Any Selection Rule of Entering Variables (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonari Kitahara, Shinji Mizuno
  • 雑誌名: Asia-Pacific Journal of Operational Reserch 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1142/S0217595913400125
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the generalized English scheme for double round robin tournaments in sports scheduling (2013)
  • 著者名/発表者名: Zeng Lishun, Shinji Mizuno
  • 雑誌名: Asia-Pacific Journal of Operational Reserch 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1142/S0217595913400083
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the number of solutions generated by the simplex method for LP (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonari Kitahara, Shinji Mizuno
  • 雑誌名: Advances in Optimization and Control with Applications (Springer Book for the OCA5 Conference) 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] A bound for the number of diferent basic solutions generated by the simplex method (2013)
  • 著者名/発表者名: 北原 知就, 水野 眞治
  • 雑誌名: Mathematical Programming 巻: 137 ページ: 579-586
  • DOI: 10.1007/s10107-011-0482-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Diameter of a Polytope and the Simplex Method (2013)
  • 著者名/発表者名: 北原知就，水野眞治
  • 雑誌名: 統計数理研究所共同研究リポート 巻: 306 ページ: 56-58
• [雑誌論文] Enclosing Ellipsoids and Elliptic Cylynders of Semialgebraic Sets and Their Application to Error Bounds in Polynomial Optimization (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kojima, M. Yamashita
  • 雑誌名: Mathematical Programming 巻: 138(1-2) ページ: 333-364
  • DOI: 10.1007/s10107-012-0515-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] e-businessとreal-businessのビジネス形態別コスト比較分析に関する考察－定量的実証研究－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 錦織 聡一, 比嘉 邦彦
  • 雑誌名: 日本テレワーク学会誌 巻: 11(1) ページ: 66-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] 日本におけるマイクロタスク型クラウドソーシング市場の現状調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井川 甲作, 比嘉 邦彦
  • 雑誌名: 日本テレワーク学会誌 巻: 11(1) ページ: 15-23
• [雑誌論文] クラウド時代のスマート経営（６）オープン・リソース・ソサエティ（ORS）における組織・人材の未来 (2013)
  • 著者名/発表者名: 比嘉 邦彦, 小豆川 裕子
  • 雑誌名: 経営情報学会誌 巻: 21(4) ページ: 311-316
• [雑誌論文] On Surrender and Default Risks (2013)
  • 著者名/発表者名: Olivie Le Courtois, Hidetoshi Nakagawa
  • 雑誌名: Mathematical Finance 巻: 23(1) ページ: 143-168
  • DOI: 10.1111/j.1467-9965.2011.00487.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Characterization of Random Times for Specifying Information Delay (2013)
  • 著者名/発表者名: Takanori Adachi, Ryozo Miura, Hidetoshi Nakagawa
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Science 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positive definite matrix approximation with condition number constraint (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Mirai, Nakata Kazuhide
  • 雑誌名: Optimization Letters 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s11590-013-0632-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Number of Solutions Generated by the Dual Simplex Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomonari Kitahara, Shinji Mizuno
  • 雑誌名: Operations Research Letters 巻: 40 ページ: 172-174
  • DOI: 10.1016/j.orl.2012.01.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the separation in 2-period double round robin tournaments with minimum breaks (2012)
  • 著者名/発表者名: Zeng Lishun, Shinji Mizuno
  • 雑誌名: Computers & Operations Research 巻: 39 ページ: 1692-1700
  • DOI: 10.1016/j.cor.2011.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Number of Solutions Generated by Dantzig's Simplex Method for LP with Bounded Variables (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomonari Kitahara, Tomomi Matsui and Shinji Mizuno
  • 雑誌名: Pacific Journal of Optimization 巻: 8(2) ページ: 447-455
  • 査読あり
• [雑誌論文] 単体法の計算量の新評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北原 知就, 水野 眞治
  • 雑誌名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会和文論文誌 巻: 55 ページ: 66-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] “SFSDP”: a Sparse Version of Full Semidefinite Programming Relaxation for Sensor Network Localization Problem (2012)
  • 著者名/発表者名: Sunyoung Kim, Masakazu Kojima, Hayato Waki and Makoto Yamashita
  • 雑誌名: ACM Transactions on Mathematical Software 巻: 38(4) ページ: article no.27
  • DOI: 10.1145/2331130.2331135
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Proposal Of A Text-Based Adaptable Task Management System (2012)
  • 著者名/発表者名: Kousaku Igawa, Kunihiko Higa, and Nao Kawahara
  • 雑誌名: The Proceedings of International Conference of Information Science and Computer Applications (ICISCA) 2012 巻: - ページ: 304-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新規ベンダーによるオフショア開発のコスト分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林 海, 比嘉 邦彦
  • 雑誌名: 日本テレワーク学会2012年度研究発表大会予稿集 巻: - ページ: 12-17
• [雑誌論文] 分散環境下におけるコミュニケーション支援と知識蓄積：Group Memory Support Systemの提案と効果測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 比嘉 邦彦, 山崎 善洋
  • 雑誌名: 日本テレワーク学会2012年度研究発表大会予稿集 巻: - ページ: 36-41
• [雑誌論文] 遠隔非同期環境下でのグループ学習支援－Group Memory Support System（GMSS）の効果測定－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井 良樹, 古俣 升雄, 比嘉 邦彦
  • 雑誌名: 日本テレワーク学会2012年度研究発表大会予稿集 巻: - ページ: 42-45
• [雑誌論文] ICTによるワーカーのソーシャル・キャピタル構築への影響に関する実証研究-追跡および関連調査とその分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 比嘉 邦彦, 大塚 絵理, 金丸 利文, 渡邉 尚洋
  • 雑誌名: 日本テレワーク学会2012年度研究発表大会予稿集 巻: - ページ: 52-57
• [雑誌論文] Parallel solver for semidefinite programming problem having sparse Schur complement matrix (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuki Fujisawa, Mituhiro Fukuda, Kazuhiro Kobayashi, Kazuhide Nakata, Maho Nakata and Makoto Yamashita
  • 雑誌名: ACM transactions Mathematical Software 巻: 39(1) ページ: article no.6
  • DOI: 10.1145/2382585.2382591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a facial reduction algorithm and an inexact primal-dual path-following method for doubly nonnegative relaxation for mixed binary nonconvex quadratic optimization problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Mirai Tanaka, Kazuhide Nakata and Hayato Waki
  • 雑誌名: Pacific Journal of Optimization 巻: 8(4) ページ: 699-724
  • 査読あり
• [雑誌論文] On approximating law-invariant comonotonic coherent risk measures (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano
  • 雑誌名: Astin Bulletin 巻: 42 ページ: 343-353
  • 査読あり
• [雑誌論文] An approximation scheme for optimal stochastic control problems (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano
  • 雑誌名: 数理解析研究所講究録 巻: 1818 ページ: 148-157
• [雑誌論文] リスク評価にCVaRを用いた保険料決定の最適化モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴崎 佑翔, 南條 慶輔, 高野 祐一, 水野 眞治
  • 雑誌名: 東京工業大学 経営工学専攻 Technical Report 巻: 2012-7 ページ: 1-8
• [雑誌論文] A Sequential Competitive Bidding Strategy Considering Inaccurate Cost Estimates (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takano, N. Ishii and M. Muraki
  • 雑誌名: 東京工業大学 経営工学専攻 Technical Report 巻: 2012-4 ページ: 1-19
• [学会発表] On the Number of Solutions Generated by the Simplex Method for LP (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Mizuno, T. Kitahara
  • 学会等名: The Second Workshop on Optimization and Risk Management
  • 発表場所: Hong Kong Polytechnic University（Hong Kong）
  • 年月日: 20121004-20121005
  • 招待講演
• [学会発表] On the higher-order weak approximation of SDEs (2012)
  • 著者名/発表者名: Syoiti Ninomiya
  • 学会等名: The third workshop on numerical methods for solving the filtering problem and high order methods for solving parabolic PDEs
  • 発表場所: Imperial College London（UK）
  • 年月日: 20120914-20120928
  • 招待講演
• [学会発表] A new semi-closed form solutions to some financial problems: a note on Bayer-Friz-Loeffen’s work (with Yusuka Kubo) (2012)
  • 著者名/発表者名: Syoiti Ninomiya
  • 学会等名: Rough Paths and PDEs
  • 発表場所: Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach（Germany）
  • 年月日: 20120819-20120825
  • 招待講演
• [学会発表] QMC and Higher order methods for SDEs (2012)
  • 著者名/発表者名: Syoiti Ninomiya
  • 学会等名: Workshop for Quasi-Monte Carlo and Pseudo Random Number Generation
  • 発表場所: University of Tokyo（Tokyo）
  • 年月日: 20120612-20120613
• [学会発表] An Upper bound for the Number of Different Solutions Generated by the Primal Simplex Method with Any Selection Rule of Entering Variables
  • 著者名/発表者名: S. Mizuno, T. Kitahara
  • 学会等名: The 21st International Symposium on Mathematical Programming（ISMP2012）
  • 発表場所: Berlin Institute of Technology（Germany）
• [学会発表] 非凸型取引コストの下でのCVaR最小化ポートフォリオ選択問題に対する効率的解法
  • 著者名/発表者名: 南條慶輔, 高野祐一，水野眞治
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2012年秋季研究発表会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県）
• [学会発表] On the Generalized Mirrored Scheme for Double Round Robin Tournaments in Sports Scheduling
  • 著者名/発表者名: Zeng Lishun, Shinji Mizuno
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2012年秋季研究発表会
  • 発表場所: ウインクあいち（愛知県）
• [学会発表] On the Number of Solutions Generated by the Simplex Method for LP
  • 著者名/発表者名: S. Mizuno, T. Kitahara
  • 学会等名: Optimization: Computation, Theory and Modeling : Workshop I - Large Scale Conic Optimization
  • 発表場所: National University of Singapore（Singapore）
  • 招待講演
• [学会発表] 任意のピボット規則を使用した単体法で生成される解の数
  • 著者名/発表者名: 水野眞治, 北原知就
  • 学会等名: 科研費シンポジウム「情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発」
  • 発表場所: 東京工業大学 理財工学研究センター（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] 多項式最適化問題の半正定値計画緩和
  • 著者名/発表者名: 小島 政和
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会「最適化の理論と応用」研究部会
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県）
  • 招待講演
• [学会発表] 0-1混合整数2次計画問題は非負象限上の無制約2次最適化問題に変換できるか？
  • 著者名/発表者名: 小島 政和
  • 学会等名: 科研費シンポジウム「情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発」
  • 発表場所: 東京工業大学 理財工学研究センター（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] 一般2次最適化問題と等価なCompletely Positive Programming ---0-1混合線形制約2次最適化問題への理論的応用---
  • 著者名/発表者名: 有馬 直彦, 小島 政和, Sunyoung Kim
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2013年春季研究発表会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] 日本最大級「Lances」に見る、クラウドソーシングサービスの今後の発展可能性について
  • 著者名/発表者名: 山口豪志
  • 学会等名: 情報・サービスイノベーション分野公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス キャンパスイノベーションセンター（東京都）
• [学会発表] 国内外クラウドソーシングの現状とその利用事例
  • 著者名/発表者名: 井川甲作
  • 学会等名: 情報・サービスイノベーション分野公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス キャンパスイノベーションセンター（東京都）
• [学会発表] ベンチャー企業におけるクラウドソーシングの活用事例とその効果
  • 著者名/発表者名: 吉村恭輔
  • 学会等名: 情報・サービスイノベーション分野公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス キャンパスイノベーションセンター（東京都）
• [学会発表] 確率微分方程式の楠岡近似を実現するソフトウェアライブラリ
  • 著者名/発表者名: 二宮 祥一
  • 学会等名: 科研費シンポジウム「情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発」
  • 発表場所: 東京工業大学 理財工学研究センター（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] ドイツeID(電子ID)システムが備えるプライバシ保護の仕組み
  • 著者名/発表者名: 山本暖
  • 学会等名: 情報・サービスイノベーション分野公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス キャンパスイノベーションセンター（東京都）
• [学会発表] 臨床疫学研究における秘密計算技術の適用
  • 著者名/発表者名: 菊池亮
  • 学会等名: 情報・サービスイノベーション分野公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス キャンパスイノベーションセンター（東京都）
• [学会発表] ICTシステムで活用される暗号をいかに信用するか？
  • 著者名/発表者名: 松尾真一郎
  • 学会等名: 情報・サービスイノベーション分野公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学 田町キャンパス キャンパスイノベーションセンター（東京都）
• [学会発表] Credit Risk Modeling with Delayed Information
  • 著者名/発表者名: Takanori Adachi, （co-author：Ryozo Miura, Hidetoshi Nakagawa）
  • 学会等名: Workshop on Probability and Statistics in Finance
  • 発表場所: University of California, Berkeley（USA）
• [学会発表] Randomized Merton モデルおよびその改良に基づく社債スプレッドの実証分析
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口 智美, 中川 秀敏
  • 学会等名: 第37回 2012年度夏季JAFEE大会
  • 発表場所: 成城大学（東京都）
• [学会発表] Randomized Merton モデルおよびその改良に基づく社債スプレッドの実証分析
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口 智美, 中川 秀敏
  • 学会等名: 日本応用数理学会 2012年度年会
  • 発表場所: 稚内全日空ホテル（北海道）
• [学会発表] Credit Risk Modeling with Delayed Information
  • 著者名/発表者名: 足立 高徳, 三浦 良造, 中川秀敏
  • 学会等名: 日本応用数理学会 2012年度年会
  • 発表場所: 稚内全日空ホテル（北海道）
• [学会発表] Randomized Merton モデルおよびその改良に基づく社債スプレッドの実証分析
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口 智美, 中川 秀敏
  • 学会等名: 科研費シンポジウム「情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発」
  • 発表場所: 東京工業大学 理財工学研究センター（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] An approximation scheme for optimal stochastic control problems
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano
  • 学会等名: The statistical physics of inference and control theory
  • 発表場所: Carmen de la Victoria（Spain）
• [学会発表] An approximation scheme for optimal stochastic control problems
  • 著者名/発表者名: Y. Nakano
  • 学会等名: The 44th ISCIE international symposium on stochastic systems theory and its application
  • 発表場所: Kokushikan University（Tokyo）
• [学会発表] 確率制御問題の数値解法について
  • 著者名/発表者名: 中野 張
  • 学会等名: 金融工学・数理計量ファイナンスの諸問題2012
  • 発表場所: 大阪大学 中之島センター（大阪府）
  • 招待講演
• [学会発表] A proof by the simplex method for the diameter of a(0,1)-polytope
  • 著者名/発表者名: 北原 知就, 水野 眞治
  • 学会等名: The 21st International Symposium on Mathematical Programming（ISMP2012）
  • 発表場所: Berlin Institute of Technology（Germany）
• [学会発表] The Simplex Method and the Diameter of a 0-1 Polytope
  • 著者名/発表者名: 北原 知就, 水野 眞治
  • 学会等名: INFORMS 2012 Annual Meeting
  • 発表場所: Phoenix Convention Center（USA）
• [学会発表] 等式標準形に対するLP－ニュートン法
  • 著者名/発表者名: 北原 知就, 水野 眞治, 施 建明
  • 学会等名: 研究集会「最適化：モデリングとアルゴリズム」
  • 発表場所: 統計数理研究所（東京都）
• [学会発表] 確率計画法とその応用
  • 著者名/発表者名: 高野 祐一
  • 学会等名: 「電力システムと最適化」ワークショップ
  • 発表場所: 東京大学 生産技術研究所（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] カーネル法を利用した動的ポートフォリオ最適化
  • 著者名/発表者名: 高野 祐一, 後藤 順哉
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2013年春季研究発表会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] ノンパラメトリック項目反応理論のための数理最適化モデル
  • 著者名/発表者名: 角田 信太郎, 高野 祐一, 村木 正昭
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2013年春季研究発表会
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] 非線形制御ポリシーを用いた動的ポートフォリオ最適化
  • 著者名/発表者名: 高野 祐一, 後藤 順哉
  • 学会等名: 中之島ワークショップ「金融工学・数理計量ファイナンスの諸問題 2012」
  • 発表場所: 大阪大学 金融・保険教育研究センター（大阪府）
  • 招待講演
• [学会発表] Control Policy Optimization for Dynamic Asset Allocation
  • 著者名/発表者名: Y. Takano, J. Gotoh
  • 学会等名: INFORMS 2012 Annual Meeting
  • 発表場所: Phoenix Convention Center（USA）
• [学会発表] Control Policy Optimization for Dynamic Asset Allocation by Using Keernel Principal Component Analysis
  • 著者名/発表者名: Y. Takano, J. Gotoh
  • 学会等名: The 21st International Symposium on Mathematical Programming（ISMP2012）
  • 発表場所: Berlin Institute of Technology（Germany）
• [学会発表] 動的資産配分のためのカーネル法を利用した非線形制御ポリシー
  • 著者名/発表者名: 高野 祐一, 後藤 順哉
  • 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: 芝浦工業大学 SIT総合研究所 佃イノベーションスクエア（東京都）
  • 招待講演
• [備考] 情報化ネットワーク社会に向けた高度な専門的数理技術ライブラリの研究と開発
  • URL: http://quants.me.titech.ac.jp/index.html