新時代の最適化モデルに基づく意思決定支援プラットフォームの研究と開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26242027
• 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, 工学院, 教授 (90174036)
• 研究分担者: 中田 和秀 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00312984) ; 水谷 友彦 静岡大学, 工学部, 講師 (00553984) ; 北原 知就 九州大学, 経済学研究院, 准教授 (10551260) ; 鮭川 矩義 東京理科大学, 工学部情報工学科, 助教 (20757710) ; 松井 知己 東京工業大学, 工学院, 教授 (30270888) ; 後藤 順哉 中央大学, 理工学部, 教授 (40334031) ; 高野 祐一 筑波大学, システム情報系, 准教授 (40602959)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 経営工学 / 最適化 / アルゴリズム / モデル化

研究実績の概要

本年度は、（１）意思決定問題の整理と最適化によるモデル化、（２）対称錐整数計画問題、およびそれに関連する最適化問題に対するアルゴリズムの開発と実装に関する研究、（３）現実の最適化問題を解くための意思決定支援プラットフォームの開発に向けた研究を行った。それぞれの詳細は以下の通りである。
（１）水野・鮏川・高野・北原は、極小な最大流をもとめる問題を整数計画問題としてモデル化し、コンテナターミナルにおける蔵置問題を整理して最適化問題としてモデル化した。高野・中田・松井・後藤は、多重共線性を排除するための整数2次最適化問題とコヒレントリスクに基づくロジットモデルの変数選択について研究した。
（２）水野・北原・鮏川は、線形計画問題を解く単体法の反復回数に関する研究を発展させ、射影アルゴリズムの開発を進めた。水野・北原は、部分的なカバーリング整数計画問題を解く近似アルゴリズムを開発し、その近似比を求めた。中田は、患者予約スケジューリング問題をクラスタリングと数理計画を用いて解く方法を研究した。水谷は、凸計画に基づくスペクトラル・クラスタリングに関する研究を行った。松井は、ハブネットワーク問題とラベリング問題に対する近似アルゴリズムを開発した。後藤・高野は、平均分散モデルとロバスト最適化の関係を明らかにし、混合整数計画問題によるロジットモデルの変数選択に関する研究を行った。小島は、組合せ２次計画問題の錘緩和に関する研究を行った。
（３）実務上の制約をみたす大規模なスケジューリング問題、アンサンブルDEAを使ったスタイリスト推薦、部分再起型ニューラルネットワークを用いたファッションチェーンにおける既存顧客の離脱予測、準モンテカルロ法を用いた平均回帰金利の基づく多期間ポートフォリオ最適化に関するアルゴリズムを開発し、それらを実装し、性能評価を行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Universite Paris-Sud/Universite Paris 13(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Universite Paris-Sud/Universite Paris 13
• [国際共同研究] UBC（ブリティッシュコロンビア大学）(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: UBC（ブリティッシュコロンビア大学）
• [国際共同研究] シンガポール国立大学(シンガポール)
  • 国名: シンガポール
  • 外国機関名: シンガポール国立大学
• [国際共同研究] 大連理工大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 大連理工大学
• [国際共同研究] フロリダ大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: フロリダ大学
• [雑誌論文] Approximation algorithms for the covering-type k-violation linear program (2019)
  • 著者名/発表者名: Yotaro Takazawa, Shinji Mizuno, and Tomonari Kitahara
  • 雑誌名: Optimization Letters 巻: 採録決定済 ページ: 採録決定済
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ensemble LDAを用いた既存および新規顧客へのスタイリスト推薦 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高正妍，田澤浩二，チョウイ，大原靖之，山野上勇人，桑原惇，片山翔太，中田和秀
  • 雑誌名: オペレーションズ・リサーチ 巻: 64 ページ: 95-101
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 部分再帰型ニューラルネットワークを用いたヘアサロンチェーンにおける顧客の離脱予測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福永峻，田村悠，根市和旗，市瀬将也，小槙瑠理子，花村鴻太郎，戸田開人，片山翔太，中田和秀
  • 雑誌名: オペレーションズ・リサーチ 巻: 64 ページ: 87-94
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Steepest-edge rule and its number of simplex iterations for a nondegenerate LP (2019)
  • 著者名/発表者名: 田野昌也、宮代隆平、北原知就
  • 雑誌名: Operations Research Letters 巻: 47 ページ: 151-156
  • DOI: 10.1016/j.orl.2019.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Simple Projection Algorithm for Linear Programming Problems (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomonari Kitahara, Noriyoshi Sukegawa
  • 雑誌名: Algorithmica 巻: 81 ページ: 167-178
  • DOI: 10.1007/s00453-018-0436-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Approximation Algorithm for Cycle-Star Hub Network Design Problems and Cycle-Metric Labeling Problems (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuko Kuroki,Tomomi Matsui
  • 雑誌名: Journal of Graph Algorithms and Applications 巻: 23 ページ: 93-110
  • DOI: 10.7155/jgaa.00485
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Feature Subset Selection for Ordered Logit Model via Tangent-Plane-based Approximation (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizuho Naganuma, Yuichi Takano, and Ryuhei Miyashiro
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on Information and Systems 巻: 採録決定済 ページ: 採録決定済
  • DOI: 10.1587/transinf.2018EDP7188
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Investigating consumers’ store-choice behavior via hierarchical variable selection (2019)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Sato, Yuichi Takano, and Takanobu Nakahara
  • 雑誌名: Advances in Data Analysis and Classification 巻: 採録決定済 ページ: 採録決定済
  • DOI: 10.1007/s11634-018-0327-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Resource Flow Based Multistage Dynamic Scheduling Method for the State-Dependent Work (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuaki Ishii, Yuichi Takano, and Masaaki Muraki
  • 雑誌名: Advances in Intelligent Systems and Computing 巻: 873 ページ: 300-316
  • DOI: 10.1007/978-3-030-01470-4_16
• [雑誌論文] LDPC符号に対するタブー探索法に基づく勾配降下ビット反転復号法 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋良介, 高野祐一
  • 雑誌名: 情報科学研究 巻: 採録決定済 ページ: 採録決定済
• [雑誌論文] An enhanced primal-simplex based Tardos' algorithm for linear optimization. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinji Mizuno, Noriyoshi Sukegawa, and Antoine Deza
  • 雑誌名: Journal of the Operations Research Society of Japan 巻: 61 ページ: 186-196
  • DOI: 10.15807/jorsj.61.186
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Mixed Integer Programming Approach for the Minimum Maximal Flow (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuan Lu, Shinji Mizuno, and Jianming Shi
  • 雑誌名: Journal of the Operations Research Society of Japan 巻: 61 ページ: 261-271
  • DOI: 10.15807/jorsj.61.261
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Solving the patient appointment scheduling problem in outpatient chemotherapy clinics using clustering and mathematical programming (2018)
  • 著者名/発表者名: Mahmoud Heshmat, Kazuhide Nakata, Amr Eltawil
  • 雑誌名: Computers & Industrial Engineering 巻: 124 ページ: 347-358
  • DOI: 10.1016/j.cie.2018.07.033
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Convex Programming Based Spectral Clustering (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Mizutani
  • 雑誌名: arXiv:1805.04246 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 凸計画に基づくスペクトラル・クラスタリング (2018)
  • 著者名/発表者名: 水谷 友彦
  • 雑誌名: 最適化：モデリングとアルゴリズム 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Robust Empirical Optimization is Almost the Same as Mean-Variance Optimization (2018)
  • 著者名/発表者名: Gotoh,J., Kim,M.J., and Lim,A.E.B.
  • 雑誌名: Operations Research Letters 巻: 46 ページ: 448-452
  • DOI: 10.1016/j.orl.2018.05.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Peer-to-Peer Lending: Classification in Loan Application Process (2018)
  • 著者名/発表者名: Wei, X., Gotoh, J. and S. Uryasev
  • 雑誌名: Risks 巻: 6-129 ページ: 1-17
  • DOI: 10.3390/risks6040129
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mixed integer quadratic optimization formulations for eliminating multicollinearity based on variance inflation factor (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura Ryuta、Kobayashi Ken、Takano Yuichi、Miyashiro Ryuhei、Nakata Kazuhide、Matsui Tomomi
  • 雑誌名: Journal of Global Optimization 巻: 73 ページ: 431-446
  • DOI: 10.1007/s10898-018-0713-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Equivalences and differences in conic relaxations of combinatorial quadratic optimization problems (2018)
  • 著者名/発表者名: Naoki Ito, Sunyoung Kim, Masakazu Kojima, Akiko Takeda, Kim-Chuan Toh
  • 雑誌名: Journal of Global Optimization 巻: 72 ページ: 619-653
  • DOI: 10.1007/s10898-018-0676-4
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 効率的な集合上の最適化問題に対するMIPスキーム (2019)
  • 著者名/発表者名: 呂 寛、水野眞治、施建明
  • 学会等名: 日本ＯＲ学会2019年春季研究発表会，千葉工業大学、千葉
• [学会発表] スイッチンググラフ問題の独立集合問題への帰着 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高澤 陽太朗，水野 眞治
  • 学会等名: 日本ＯＲ学会2019年春季研究発表会，千葉工業大学、千葉
• [学会発表] 大規模な物流倉庫のピッキング最適化に対する効率的な局所探索法の提案 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福永峻, 桜田亮太, 平田雄太, 中田和秀
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2019年春季研究発表会
• [学会発表] 階層マルチラベルニューラルネットワークを用いた特許文書におけるFIの予測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 市瀬将也, 今村剛, 中田和秀, 田中善敏
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2019年春季研究発表会
• [学会発表] On distance computation of marked point process (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshito Hirata, Noriyoshi Sukegawa
  • 学会等名: LIPN Seminar, Universite Paris 13
  • 招待講演
• [学会発表] ノイズのない場合のk-疎復元に対するlp関数を用いた定式化とADMM の適用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 後藤順哉，福田琢巳
  • 学会等名: 日本OR学会2019年度春季研究発表会
• [学会発表] コヒレントリスク指標に基づくポートフォリオの線形制御政策最適化 (2019)
  • 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 2019年春季研究発表会
• [学会発表] 交差確認規準による回帰式の最良変数選択 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高野祐一, 宮代隆平
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2019年春季研究発表会
• [学会発表] The Simplex Method for LP and the Length of a Path, (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinji Mizuno
  • 学会等名: Optimization and Discrete Geometry : Theory and Practice, Tel Aviv University, Israel,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Solving Minimal Maximum Flow as a Mixed Integer Program (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuan Lu, Shinji Mizuno, and Jianming Shi
  • 学会等名: INFORMS International Conference, Taipei International Convention Center, Taipei
  • 国際学会
• [学会発表] Approximation Algorithms for the Covering-Type Linear Programming with Violations (2018)
  • 著者名/発表者名: Yotaro Takazawa and Shinji Mizuno
  • 学会等名: INFORMS International Conference, Taipei International Convention Center, Taipei
  • 国際学会
• [学会発表] Approximation algorithms for covering problems (2018)
  • 著者名/発表者名: Yotaro Takazawa and Shinji Mizuno
  • 学会等名: First Conference on Discrete Optimization and Machine Learning, RIKEN Center for Advanced Intelligence Project, Tokyo,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 効率的な集合上の最適化問題に対する混合整数計画 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呂 寛、水野眞治、施建明
  • 学会等名: 高度情報化社会に向けた数理最適化の新潮流, 京都数理解析研究所 共同研究
• [学会発表] 段取り作業と納期を考慮した大規模なFJSSPに対する実用的な解法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 橋本 進，水野 眞治，土田 繁
  • 学会等名: スケジューリング・シンポジウム 2018，小樽商科大学，小樽，北海道
• [学会発表] 段取り作業を考慮したスケジューリング問題に対する効率的解法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 橋本 進，水野 眞治，土田 繁
  • 学会等名: 日本ＯＲ学会2018年秋季研究発表会，名古屋市立大学，名古屋
• [学会発表] On a reduction of the weighted induced bipartite subgraph problem to the weighted independent set problem (2018)
  • 著者名/発表者名: 高澤 陽太朗，水野 眞治
  • 学会等名: 日本ＯＲ学会2018年秋季研究発表会，名古屋市立大学，名古屋
• [学会発表] The Simplex Method for LP and a Path of the Polyhedron (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinji Mizuno
  • 学会等名: The 6th Asian Conference on Nonlinear Analysis and Optimization, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent Advances in Mixed-integer Optimization Approaches to Feature Subset Selection (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Takano and Ryuhei Miyashiro
  • 学会等名: INFORMS 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 部分再帰型ニューラルネットワークを用いたファッションチェーンにおける既存顧客の離脱予測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 市瀬将也,田村悠,根市和旗,小槙瑠理子,花村鴻太郎,福永峻,戸田開人,片山翔太,中田和秀
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2018年秋季研究発表会
• [学会発表] 準モンテカルロ法を用いた平均回帰金利に基づく多期間ポートフォリオ最適化 (2018)
  • 著者名/発表者名: チョウ イ,中田和秀,二宮祥一,張志鋒
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2018年秋季研究発表会
• [学会発表] A Variable Neighborhood Search Algorithm with New High-Weight-Constraints-Focused Structures for The Nurse Rostering Problem (2018)
  • 著者名/発表者名: M.Abdelgalil, Z.Yahia, T.Mizutani, K.Nakata, Amr B.Ertawil
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 2018年秋季研究発表会
• [学会発表] 凸計画に基づくスペクトラル・クラスタリング手法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 水谷 友彦
  • 学会等名: 科学研究費 基盤研究(A)「新時代の最適化モデルに基づく意思決定支援プラットフォームの研究と開発」による2018年度ワークショップ
• [学会発表] An extension of Chubanov’s algorithm to symmetric cone programming (2018)
  • 著者名/発表者名: 村松正和、ブルノ・フィゲラ・ロウレンソ、北原知就、土谷隆
  • 学会等名: An extension of Chubanov’s algorithm to symmetric cone programming
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] On the number of simplex iterations of the steepest-edge for a nondegenerate LP (2018)
  • 著者名/発表者名: 田野昌也、宮代隆平、北原知就
  • 学会等名: ISMP2018 (23rd International Symposium on Mathematical Programming)
  • 国際学会
• [学会発表] 線形計画問題に対するアルゴリズムをめぐる最近の話題について (2018)
  • 著者名/発表者名: 北原知就
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会九州支部 平成30年度第1回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Monte Carlo Methods for Calculating Shapley-Shubik Power Index in Weighted Majority Games (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuto Ushioda, Tomomi Matsui
  • 学会等名: Japan-Korea Joint Workshop on Algorithms and Computation
  • 国際学会
• [学会発表] Trading Transforms of Non-weighted Simple Games and Integer Weights of Weighted Simple Games (2018)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Kawana, Tomomi Matsui
  • 学会等名: International Workshop on Computational Social Choice
  • 国際学会
• [学会発表] 兵器割当問題のラグランジュ緩和法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 幹理, 松井知己
  • 学会等名: スケジューリング・シンポジウム
• [学会発表] 2種類のバスからなるバススケジューリング問題の多項式時間解法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西澤元, 松井 知己
  • 学会等名: スケジューリング・シンポジウム
• [学会発表] Out-of-sample analysis of distributionally robust optimization (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun-ya Gotoh, Michael J. Kim, Andrew E.B. Lim
  • 学会等名: ISMP (International Symposium on Mathematical Programming) 2018 Bordeaux
  • 国際学会
• [学会発表] 分布的ロバスト最適化の事後分析とパラメータ選択 (2018)
  • 著者名/発表者名: 後藤 順哉，Kim Michael Jong，Lim Andrew E.B.
  • 学会等名: 日本OR学会2018年度秋季研究発表会
• [学会発表] データ解析コンペティションへの招待 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高野祐一
  • 学会等名: 日本オペレーションズ・リサーチ学会 本部 SSOR 2018
  • 招待講演
• [学会発表] 混合整数最適化によるロジットモデルの変数選択 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高野祐一
  • 学会等名: 科研費「新時代の最適化モデルに基づく意思決定支援プラットフォームの研究と開発」2018年度ワークショップ
  • 招待講演
• [備考] 新時代の最適化モデルに基づく意思決定支援プラットフォームの開発と研究
  • URL: http://www.me.titech.ac.jp/~mizu_lab/KAKEN2014/index.html
• [備考] Jun-ya Gotoh's Homepage
  • URL: http://www.indsys.chuo-u.ac.jp/~jgoto/
• [学会・シンポジウム開催] 科研費「新時代の最適化モデルに基づく意思決定支援プラットフォームの研究と開発」2018年度ワークショップ (2018)