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2015 年度 実施状況報告書

意思決定最適化理論における不等式双対化法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26400207
研究機関秋田県立大学

研究代表者

木村 寛  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10315616)

研究分担者 岩本 誠一  九州大学, 経済学研究院, 名誉教授 (90037284)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード意思決定最適化問題 / 不等式双対化
研究実績の概要

平成27年度は意思決定最適化問題における多段配分過程および2次計画問題に対して、双対問題導出のための双対化手法の証明および、主過程や双対過程における最適点と最適値の関係について証明し、主に以下の2点の成果が得られた。(i) 多段決定過程における主問題において、双対問題導出の手法として昨年度の研究から得られた結果を拡張し、動的法およびフェンシェル法の双対化手法を証明した。この動的双対化の手法は意思決定問題における主双対の双対化として適用できるだけでなく、制約なし最適化問題を制約付き最適化問題として、またその逆も同値変換可能な特徴も持つ。すなわち、本研究で取り扱う多段決定過程の意思決定問題のみならず、一般化の最適化問題に応用できる手法である。フェンシェル法は昨年度の本研究の成果である意思決定最適化問題における主過程と双対過程における双対関係について、共役関数を導入した主関数と双対関数の間の主双対不等式の導出をもとに開発したものである。これらの結果は論文として出版することができた。(ii) 定数を与えた意思決定最適化問題を考え、特に目的関数が2次評価で与えられる主過程に対してその最適解を構成する最適点と最適値の関係について研究した。すなわち、最小化および最大化それぞれの主過程において最適値が最適点の第1次成分で定まることを証明した。また双対過程における最適点と最適値の関係についても同様に成り立つことを示し、さらにこれらは評価関数を一般化しても成り立つことを示した。これらの結果は論文として出版することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

意思決定最適化問題における双対化法の開発の研究において、平成27年度は動的法およびフェンシェル法を開発し証明することができた。また多段配分過程における主過程と双対過程の間に主双対不等式の関係を示し、双対定理などの定理を証明することができた。これら双対化の手法や双対関係の定理は、多段配分問題などにおける双対理論を構築する新たな提案手法であり、意思決定最適化問題の双対化の理論を構築する一部分を担うものと考えている。また特に目的関数が2次評価で与えられる最小化および最大化の主過程における問題の最適解を構成する最適点と最適値の関係の結果は、意思決定問題の双対過程の最適性を捉える結果として今後発展できる可能性をもつ。さらにこの結果は評価関数を一般化しても成り立つことから、意思決定最適化における最適値評価の一手法として発展の余地があると考えている。以上これらの得られた成果は本研究の目的から判断しておおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

これまでの研究はおおむね順調に進展しており、多段配分過程問題などにおける主過程と双対過程の間に動的法やフェンシェル法という新たな双対化の手法を証明し提案することができた。また主過程における最適点と最適値の関係も明らかにし、主過程と双対過程の間に主双対不等式を示すことができた。これらの双対化の結果を踏まえ平成28年度は引き続き双対化の手法の開発を継続し、特に不等式法の開発に着手する。また本研究で開発する双対化手法から得られる双対問題を調査し双対過程を構成する問題群の研究にも着手する予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度に物品費として購入した消耗品等の価格が当初予定の価格より値下がりしたため、その差額分が生じ繰越金が発生した。

次年度使用額の使用計画

次年度はこの繰越金と交付金を有効に活用し、本研究費で得られた成果を積極的に関連する学会や研究集会で発表するための旅費や、引き続き本研究に寄与する関連文献の調査費、購入費として当て、さらなる研究の発展を計画する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Primal-Dual Inequalities through Conjugate Function2015

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Iwamoto, Yutaka Kimura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Eighth International Conference on Nonlinear Analysis and Convex Analysis

      巻: 1 ページ: 219~227

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 最適解 --- 点と値 ---2015

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一, 木村寛
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1939 ページ: 228~237

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 双対 --- 動的 vs フェンシェル---2015

    • 著者名/発表者名
      植野貴之, 木村寛, 岩本誠一
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1939 ページ: 215~227

  • [雑誌論文] Primal-Dual Optimization through A-G Inequality2015

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一, 木村寛, 藤田敏治
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1963 ページ: 122~129

  • [学会発表] Is Golden path optimal ?2016

    • 著者名/発表者名
      木村寛, 岩本誠一
    • 学会等名
      日本数学会2016年度春年会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-19
  • [学会発表] Three Dualizations --- two-variable optimization ---2015

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一, 木村寛
    • 学会等名
      第20回情報・統計科学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-04
  • [学会発表] On semi-Fibonacci programming --- duality ---2015

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一, 木村寛
    • 学会等名
      第20回情報・統計科学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-04
  • [学会発表] セミフィボナッチ制約下の2次最適化(I)2015

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一, 木村寛
    • 学会等名
      RIMS研究集会「不確実・不確定性の下での数理意思決定モデルとその周辺」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
  • [学会発表] 7つの双対問題2015

    • 著者名/発表者名
      植野貴之, 木村寛, 岩本誠一
    • 学会等名
      RIMS研究集会「不確実・不確定性の下での数理意思決定モデルとその周辺」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-11-11 – 2015-11-13
  • [学会発表] Three Dualizations2015

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kimura, Takayuki Ueno, Seiichi Iwamoto
    • 学会等名
      The 27th European Conference on Operational Research (EURO2015)
    • 発表場所
      University of Strathclyde, Glasgow, Scotland
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Seven Duals2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Ueno, Yutaka Kimura, Seiichi Iwamoto
    • 学会等名
      The 27th European Conference on Operational Research (EURO2015)
    • 発表場所
      University of Strathclyde, Glasgow, Scotland
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 最適戦略~ダ・ヴィンチ・コード~ (YouTube, 株式会社フロムページ)

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=7Ntx3mEQ9E4

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公開日: 2017-01-06  

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