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2013 年度 実施状況報告書

災害予兆発見時における災害終息状況予測

研究課題

研究課題/領域番号 24310121
研究機関九州工業大学

研究代表者

廣瀬 英雄  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (60275401)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードリスク予測 / 微分方程式 / SIR / マトリクス分解法 / PoP / 最適試験法 / 寿命推定法 / アンサンブル法
研究概要

感染症などのリスク解析として、24年度には打ち切りデータを用いた統計的予測法、SIR法や微分方程式などの構造を持った数学モデルによる予測法などについて、予測精度の比較検討を行なった。25年度は、想定を超えるような現象に対応するため、これまでに開拓した方法に加えて、他の方法を併用する方法論を展開した。具体的には、従来の時系列解析法(ARIMA、ANNなど)を比較対象とし、新しい予測手法の試みとして推薦システムの一つであるマトリクス分解法を加えた。また、それらを総合的に判断し予測する方法(アンサンブル法)を提案した。この方法をPoP(Prediction on Predictions)と呼ぶ。このPoPを用いた予測結果については、(招待講演を含む)国際会議等で複数回発表を行なった。
この研究は、感染症の研究を伸ばす意味合いから、厚生労働科学研究委託費(新興・再興感染症)への参画も果たす役割につながっている。
一方で、電気絶縁体の熱劣化のよる寿命推定法や最適試験法について、IEC規格提案を目標として新しい数学モデルを提案し試験法を提示した。この分野では寿命の確率分布を生成する微分方程式をはじめて提示し、それにアレニウスの法則を組み合わせることで、最適な寿命試験やそれとほぼ同等な準最適試験法を、モンテカルロシミュレーションを用いて導いた。
以上の内容についての発表は20件以上にのぼっている。また、確率統計の基礎的な理論の啓蒙の意味合いから、「実例で学ぶ確率・統計」を出版した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

PoP(Prediction on Predictions)方法を新たに提案し、SARSの事例を用いて提案法の有用性を確認した。
また、電気絶縁体の熱劣化のよる寿命推定法や最適試験法について新しい数学モデルを提案し試験法を提示した。
成果は国際会議(招待講演)で発表できるレベルにまで到達した。
また、基礎的な部分に関する本を出版できた。更に、「数学セミナー」には解説記事掲載が決まっている。

今後の研究の推進方策

機械学習分野のマトリクス分解法を応用した、1)季節性の感染病の流行予測、2)降雨予測、などを引き続き展開する。
今後は、想定を超えるような現象に対応できるような予測法の精度を更に高めるため、PoP法にさまざまな予測法を追加することで予測の信頼性をあげることにつとめる。

次年度の研究費の使用計画

国際会議出席回数が予定を下回ったことなどにより当該助成金に年度内残額が生じた。
前年度に引き続き、多くの国際会議出席を計画しているため、その費用に充てる計画である。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 2件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] EMタイプIRTによる不完全マトリクスの完全化とその応用2014

    • 著者名/発表者名
      作村,徳永,廣瀬
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌, 数理モデル化と応用

      巻: 7 ページ: 17-26

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Score allotment optimization method with application to comparison of ability evaluation in testing between classical test theory and item response theory2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, T. Sakumura, T. Kuwahata
    • 雑誌名

      Information

      巻: 17 ページ: 391-410

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Foundation of Mathematical Deterioration Models for the Thermal Stress2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, T. Sakumura
    • 雑誌名

      IEEE Trans., Dielectrics and Electrical Insulation

      巻: 21 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimum and Semi-optimum Life Test Plans of Electrical Insulation for Thermal Stress2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, T. Sakumura, and N. Tabuchi
    • 雑誌名

      IEEE Trans., Dielectrics and Electrical Insulation

      巻: 21 ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pandemic Simulations by MADE: A combination of Multi-agent and Differential Equations, with Novel Influenza A(H1N1)2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose
    • 雑誌名

      Information

      巻: 16 ページ: 5365-5390

    • 査読あり
  • [学会発表] Prediction on Predictions by Ensemble Method2014

    • 著者名/発表者名
      Hirose and Y. Koyanagi
    • 学会等名
      The 2014 IAENG International Conference on Operations Research
    • 発表場所
      The Royal Garden Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      20140312-20140314
  • [学会発表] Optimum Life Test Plans of Electrical Insulation for Thermal Stress2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, T. Sakumura, N. Tabuchi, and T. Kiyosue
    • 学会等名
      The 2014 IAENG International Conference on Electrical Engineering
    • 発表場所
      The Royal Garden Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      20140312-20140314
  • [学会発表] Prediction on Predictions with Application to Infectious Disease Spread Analysis2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose
    • 学会等名
      The 2nd BMIRC International Symposium on Frontiers in Computational Systems Biology and Bioengineering
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20140129-20140130
  • [学会発表] Bias Correction of Tradeoff Curve in the Bump Hunting Using the Tree-GA2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Aizawa, Hideo Hirose
    • 学会等名
      The 2nd BMIRC International Symposium on Frontiers in Computational Systems Biology and Bioengineering
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20140129-20140130
  • [学会発表] An Avian Influenza Mathematical Model2014

    • 著者名/発表者名
      Supri bin Amir, Hideo Hirose
    • 学会等名
      The 2nd BMIRC International Symposium on Frontiers in Computational Systems Biology and Bioengineering
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20140129-20140130
  • [学会発表] A Neural Network Model for Forecasting Precipitation Extreme2013

    • 著者名/発表者名
      J. Sulaiman, H. Hirose
    • 学会等名
      IEICE研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20131118-20131118
  • [学会発表] Rainfall Intensity Forecasting using the Multiple-input Transfer Function with Application to Makassar Case from 2001 to 20102013

    • 著者名/発表者名
      H. Darwis, H. Hirose
    • 学会等名
      IEICE研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20131118-20131118
  • [学会発表] PoP: Prediction on Prediction2013

    • 著者名/発表者名
      廣瀬, 作村, 小柳
    • 学会等名
      IEICE研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20131118-20131118
  • [学会発表] メッカ巡礼後のMERS感染拡大予測2013

    • 著者名/発表者名
      徳貞, 徳永, 作村, 廣瀬
    • 学会等名
      IEICE研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20131118-20131118
  • [学会発表] A Mathematical Deterioration Model for the Thermal Stress2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, T. Sakumura
    • 学会等名
      IEICE研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20131118-20131118
  • [学会発表] 寿命分布に一般化パレート分布を仮定したときの温度劣化最適試験法2013

    • 著者名/発表者名
      清末, 作村, 廣瀬
    • 学会等名
      日本計算機統計学会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      20131115-20131116
  • [学会発表] Statistical Lifetime Estimation for Electrical Power Apparatus due to Electrical and Thermal Stresses2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose
    • 学会等名
      IEEE DEI Fukuoka Chapter Invited Lecture
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20131111-20131111
    • 招待講演
  • [学会発表] Some Methods to Predict Risks Earlier2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose
    • 学会等名
      Ishigaki International Conference on Modern Statistics Theories, Practices, and Education in the 21st Century
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      20131109-20131110
    • 招待講演
  • [学会発表] 温度劣化試験に関する最適試験法2013

    • 著者名/発表者名
      田淵, 作村, 廣瀬
    • 学会等名
      日本信頼性学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20131105-20131105
  • [学会発表] Forecasting monthly maximum 5-day precipitation using artificial neural networks with initial lags2013

    • 著者名/発表者名
      J. Sulaiman, H. Darwis, H. Hirose
    • 学会等名
      International Symposium on Computational Intelligence and Design
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      20131028-20131029
  • [学会発表] Prediction on Predictions, PoP2013

    • 著者名/発表者名
      小柳, 廣瀬
    • 学会等名
      九州・中国・四国地区における若手OR研究交流会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      20131026-20131027
  • [学会発表] ARIMA、ANN、推薦システムによる降雨予測の比較2013

    • 著者名/発表者名
      Herdianti, 徳永, 廣瀬
    • 学会等名
      九州・中国・四国地区における若手OR研究交流会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      20131026-20131027
  • [学会発表] 温度ストレスによる劣化モデル構築と寿命予測2013

    • 著者名/発表者名
      作村, 廣瀬
    • 学会等名
      九州・中国・四国地区における若手OR研究交流会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      20131026-20131027
  • [学会発表] Comparative Study for Rainfall Data Analysis by the Recommendation System and the ARIMA2013

    • 著者名/発表者名
      H. Darwis, H. Hirose
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年度年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130909-20130911
  • [学会発表] Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus Spread Prediction using Differential Equation Methods and Statistical Method2013

    • 著者名/発表者名
      T. Sakumura, H. Hirose
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年度年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130909-20130911
  • [学会発表] 温度劣化による寿命の考え方とその推定法2013

    • 著者名/発表者名
      作村, 廣瀬
    • 学会等名
      2013年度統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130908-20130911
  • [学会発表] アレニウス則に従う温度劣化最適試験法2013

    • 著者名/発表者名
      作村, 廣瀬
    • 学会等名
      第43回信頼性・保全性シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130702-20130703
  • [学会発表] Seasonal Rainfall Prediction Using the Matrix Decomposition Method2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, J. Sulaiman, M. Tokunaga
    • 学会等名
      14th IEEE/ACIS International Conference on Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking and Parallel/Distributed Computing
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      20130701-20130703
  • [学会発表] マトリクス分解法を用いたインフルエンザ流行の予測2013

    • 著者名/発表者名
      徳永, 廣瀬
    • 学会等名
      第21回春季信頼性シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130612-20130612
  • [学会発表] Tree-GAを用いたbump huntingにおけるトレードオフ曲線のバイアスについて2013

    • 著者名/発表者名
      愛澤, 廣瀬
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第27回大会
    • 発表場所
      弘前
    • 年月日
      20130516-20130517
  • [図書] 実例で学ぶ確率・統計2014

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 英雄
    • 総ページ数
      310
    • 出版者
      日本評論社
  • [図書] Studies in Computational Intelligence2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo Hirose, Junaida Binti Sulaiman, Masakazu Tokunaga
    • 総ページ数
      173-185
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Studies in Computational Intelligence2013

    • 著者名/発表者名
      H. Hirose, G. Koga
    • 総ページ数
      13-25
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Lecture Notes in Electrical Engineering2013

    • 著者名/発表者名
      F. Zaman, S. Sumi, H. Hirose
    • 総ページ数
      47-53
    • 出版者
      Springer
  • [図書] 日本統計学会公式認定統計検定1級対応テキスト「統計学」2013

    • 著者名/発表者名
      廣瀬(分担執筆)
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      東京図書
  • [備考] 廣瀬研究室

    • URL

      http://hirose.ces.kyutech.ac.jp

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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