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2015 年度 実績報告書

メタヒューリスティクスの構造解析に基づく汎用設計論の構築とアルゴリズム設計

研究課題

研究課題/領域番号 25330291
研究機関首都大学東京

研究代表者

安田 恵一郎  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30220148)

研究分担者 相吉 英太郎  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90137985)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード最適化 / メタヒューリスティクス / 近接最適性原理 / 連続型最適化 / 離散型最適化 / アルゴリズム
研究実績の概要

1.適応化のフレームワークの構築と適応型メタヒューリスティクスの開発
メタヒューリスティクスの適応能力に関する課題解決に資するため,「適応化のフレームワーク」の構築や,適応型メタヒューリスティクスの開発を行った。研究成果はのように要約できる。(1)メタヒューリスティクスの適応能力の向上を実現し得る「汎用的なフレームワーク」として,新たに適応化のフレームワークを提案・構築した。(2)提案した適応化のフレームワークに基づいて,Cuckoo Searchの適応化を実現する一方で,潜在的な素質としての適応能力を有する新たな手法を構築し,その適応化をも実現した。(3)構築した2つの適応型メタヒューリスティクスを典型的なベンチマーク問題に適用し,数値実験の詳細な評価・考察により,提案する適応化のフレームワークと構築した適応型メタヒューリスティクスの有用性を確認した。
2.問題構造の推定機構を有する組合せ最適化手法の開発
従来のメタヒューリスティクスに存在しない推定機構をも新たな構成要素とすることで,「問題構造の推定機構」を有するシステムとしてのメタヒューリスティクスを構築し,典型的なベンチマーク問題を用いた数値実験により,構築した手法の有用性を多角的に検証した。本研究の成果は次のように要約できる。(1)最適化手法が独自に具備する要素以外の新たな構成要素である「問題構造の推定機構」を有する,新たな「システムとしてのメタヒューリスティクス」を提案・構築した。(2)問題構造の特性に基づく新たな探索戦略として,①単純であるほど探索領域を狭める集中化を促進,②複雑であるほど探索領域を広げる多様化を促進,となるような探索戦略を有する探索機構を提案し,新たな組合せ最適化手法を構築した。(3)比較対象として代表的な手法であるTabu Searchを取り上げ,提案手法の性能を数値実験により詳細に検証・評価し,提案手法の有用性を明らかにした。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 改良型応答曲面法を用いたサポートベクターマシンの最適ハイパーパラメータ決定法2016

    • 著者名/発表者名
      関根嵩之, 相吉英太郎
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 29 ページ: 105-113

    • DOI

      10.5687/iscie.29.105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concept of Feedback-Controlled Differential Evolution and Its Realization2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tamura, K. Makise, and K. Yasuda
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 10 ページ: 423-437

    • DOI

      10.1002/tee.22102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cuckoo Searchのパラメータ解析と適応化に関する基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷渉,田村健一, 土屋淳一,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: 135 ページ: 721-722

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.135.721

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 探索機能分担に基づく多目的Artificial Bee Colony Algorithmの基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      森田聖惇,高村秋平,田村健一,土屋淳一,安田恵一郎
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: 135 ページ: 1598-1599

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.135.1598

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 回転不変性を考慮した超球交叉によるDifferential Evolutionの改良2015

    • 著者名/発表者名
      金政 実, 相吉英太郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 51 ページ: 503-511

    • DOI

      10.9746/sicetr.51.503

    • 査読あり
  • [学会発表] Search Dynamics Analysis and Adaptive Parameter Adjustment of Cuckoo Search2015

    • 著者名/発表者名
      W. Kumagai, K. Tamura, and K. Yasuda
    • 学会等名
      2015 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2015-10-09 – 2015-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-point Search Combinatorial Optimization Method Based on Neighborhood Search Using Evaluation of Big Valley Structure2015

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, H. Ochiai, K. Tamura, and K. Yasuda
    • 学会等名
      2015 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2015-10-09 – 2015-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameter Analysis and Adaption of Cuckoo Search2015

    • 著者名/発表者名
      W. Kumagai, K. Tamura, and K. Yasuda
    • 学会等名
      平成27年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学 文教キャンパス ,長崎県長崎市
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-29
  • [学会発表] A Study on Multi-point Search Combinatorial Optimization Method Based on Big Valley Structure2015

    • 著者名/発表者名
      M. Morita, H. Ochiai, K. Tamura and K. Yasuda
    • 学会等名
      平成27年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学 文教キャンパス ,長崎県長崎市
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-29
  • [学会発表] Artificial Bee Colony Algorithmの解析に基づく多目的最適化手法の一検討2015

    • 著者名/発表者名
      森田聖惇,田村健一,安田恵一郎
    • 学会等名
      平成27年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      長崎大学 文教キャンパス ,長崎県長崎市
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-29

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公開日: 2017-01-06  

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