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2011 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 20241038
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

水野 眞治  東京工業大学, 大学院・社会理工学研究科, 教授 (90174036)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小島 政和  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90092551)
比嘉 邦彦  東京工業大学, 大学院・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, 大学院・イノベーションマネジメント研究科, 教授 (70313377)
尾形 わかば  東京工業大学, 大学院・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, 大学院・国際企業戦力研究科, 准教授 (30361760)
Keywordsファイナンス / 最適化 / 数値解析 / 情報ネットワーク
Research Abstract

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23年度の主な研究実績は次の通り。
(1)センサーネットワーク問題の半正定値緩和に対して、問題特有の疎性を広範囲に利用することにより、効率良く緩和解を求めるアルゴリズムを構築し、それを実装したソフトウェアを開発しインターネット上で公開した。
(2)線形・非線形行列不等式問題に対して、行列の正定値補完理論を利用することにより、陽には現れない疎性の導出に成功した。これにより、大規模な問題を効率良く解けることが可能となった。
(3)線形計画法を解く最も基本的なアルゴリズムである単体法は計算量の解析が十分でないことが問題であった。今回の研究により、Dantzigのシンプレックス法や双対シンプレックス法で生成される解の数の見積もりを行うことに成功した。
(4)組合せ最適化問題の非負半正定値計画緩和は緩和の質は良いものの、解の精度に問題がある。面的縮小を適用することにより、解の精度を向上させる枠組みを提案した。また、近似的な内点法を行うことにより、計算時間の短縮に成功した。
(5)動的資産配分問題に対して、カーネル法を適用することにより、非線形な制御を可能とした。また、理論上有効だと言われている資産比が一定となる再分配戦略を研究対象として、多項式最適化を適用する、非線形な取引コストを組み入れる、大域的最適化を行う、といった複数の研究を行なった。
(6)その他、数理ファイナンスにおいて中心的な研究課題である整合的なリスクメジャーについて研究を行なった。また、コミュニケーション媒体の選択理論についての研究をまとめた。
以上の研究成果を合計16本の論文(査読有14本)で発表を行った。そして、学会やワークショップで計12件(招待講演3件)の発表を行い、内外に周知した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

第一の目標であった最適化技術、応用統計学、確率解析等の数値計算の最先端技術を開発するため、研究代表者や分担者および連携研究者は4年間にわたり精力的に研究を行い、それらの成果をまとめて数理技術ライブラリを構築する段階まできている。

Strategy for Future Research Activity

平成24年度が本研究課題の実施最終年度である。よって、これまでの研究を総括した上で、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を開発し、その技術の解説などを加えた上でインターネット上で公開することにより、専門的数理技術ライブラリを完成させる予定である。

  • Research Products

    (28 results)

All 2012 2011

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] On the Number of Solutions Generated by the Dual Simplex Method2012

    • Author(s)
      Tomonari Kitahara, Shinji Mizuno
    • Journal Title

      Operations Research Letters

      Volume: 40 Pages: 172-174

    • DOI

      10.1016/j.orl.2012.01.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the separation in 2-period double round robin tournaments with minimum breaks2012

    • Author(s)
      Zeng Lishun, Shinji Mizuno
    • Journal Title

      Computers & Operations Research

      Volume: 39 Pages: 1692-1700

    • DOI

      10.1016/j.cor.2011.10.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SFSDP : a Sparse Version of Full Semidefinite Programming Relaxation for Sensor Network Localization Problem2012

    • Author(s)
      S.Kim, M.Kojima, H Waki, M.Yamashita
    • Journal Title

      ACM Transactions on Mathematical Software

      Volume: (In Press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Polyomial Optimization Approach to Constant Rebalanced Portfolio Selection2012

    • Author(s)
      Y.Takano, R.Sotirov
    • Journal Title

      Computational Optimization and Applications

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Towards Global Optimization of Constant Rebalanced Portfolio2012

    • Author(s)
      Y.Takano, R.Sotirov
    • Journal Title

      Medium for Econometric Applications

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On approximating law-invariant comonotonic coherent risk measures2012

    • Author(s)
      Y.Nakano
    • Journal Title

      Astin Bulletin

      Volume: Vol.42(In Press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Bound for the Number of Different Basic Solutions Generated by the Simplex Method2012

    • Author(s)
      Tomonari Kitahara, Shinji Mizuno
    • Journal Title

      Mathematical Programming

      Volume: (In Press)

    • DOI

      10.1007/s10107-011-0482-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the Number of Solutions Generated by Dantzig's Simplex Method for LP with Bounded Variables2012

    • Author(s)
      Tomonari Kitahara, Tomomi Matsui, Shinji Mizuno
    • Journal Title

      Pacific Journal of Optimization

      Volume: (In Press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parallel solver for SemiDefinite Programming having sparse Schur complement matrix2012

    • Author(s)
      Katsuki Fujisawa, Mituhiro Fukuda, Kazuhiro Kobayashi, Kazuhide Nakata, Maho Nakata Makoto Yamashita
    • Journal Title

      ACM transactions on Mathematical Software

      Volume: (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exploiting Sparsity in Linear and Nonlinear Matrix Inequalities via Positive Semidefinite Matrix Completion2011

    • Author(s)
      S.Kim, M.Kojima, M.Mevissen, M.Yamashita
    • Journal Title

      Mathematical Programming

      Volume: 129 Pages: 33-68

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Nonlinear Control Policy Using Kernel Method for Dynamic Asset All ocation2011

    • Author(s)
      Y.Takano, J.Gotoh
    • Journal Title

      Journal of the Operations Research Society of Japan

      Volume: Vol.54, No.4 Pages: 201-218

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constant Rebalanced Portfolio Optimization under Nonlinear Transaction Costs2011

    • Author(s)
      Y.Takano, J.Gotoh
    • Journal Title

      Asia-Pacific Financial Markets

      Volume: Vo.l8, No.2 Pages: 191-211

  • [Journal Article] Lower Bounds for the Maximum Number of Solutions Generated by the Simplex Method2011

    • Author(s)
      Tomonari Kitahara, Shinji Mizuno
    • Journal Title

      Journal of the Operations Research Society of Japan

      Volume: Vol.54, No.4 Pages: 191-200

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Latest developments in the SDPA Family for solving large-scale SDPs2011

    • Author(s)
      Makoto Yamashita, Katsuki Fujisawa, Mituhiro Fukuda, Kazuhiro Kobayashi, Kazuhide Nakata, Maho Nakata
    • Journal Title

      Handbook on Semidefinite Cone and Polynomial Optimization

      Pages: 687-714

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Application of a facial reduction algorithm and an inexact primal-dual interior-point method for doubly nonnegative relaxation for mixed binary nonconvex quadratic optimization problems2011

    • Author(s)
      Tanaka Mirai, Nakata Kazuhide, Waki Hayato
    • Journal Title

      Technical Report, Department of Industrial Engineering and Management, Tokyo Institute of Technology

      Volume: No.2011-11

  • [Journal Article] A Study on Communication Media Selection : Comparing the Effectiveness of the Media Richness, Social Influence, and Media Fitness2011

    • Author(s)
      Rui Gu, Kunihiko Higa, Douglas R.Moodie
    • Journal Title

      Journal of Service Science and Management

      Volume: Vol.4, No.3 Pages: 291-299

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] On the Number of Solutions Generated by the Simplex Method for LP2012

    • Author(s)
      T.Kitahara, S.Mizuno
    • Organizer
      First ETH-JAPAN Symposium for Academic Exchanges
    • Place of Presentation
      チューリッヒ工科大学(スイス)
    • Year and Date
      20120307-20120309
  • [Presentation] On Surrender and Default Risk2012

    • Author(s)
      Hidetoshi Nakagawa (joint work with O. Le Courtois)
    • Organizer
      The CREST and 4th Ritsumeikan-Florence Works hop on Risk, Simulation and Related Topics
    • Place of Presentation
      立命館アジア太平洋大学(大分)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-10
  • [Presentation] A Nonlinear Control Policy Using Kernel Method for Dynamic Asset Allocation2011

    • Author(s)
      Y.Takano, J.Gotoh
    • Organizer
      INFORMS 2011 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Charlotte Convention Center(アメリカ)
    • Year and Date
      20111113-20111116
  • [Presentation] テレワークの理論確立に向けて:コストベースのアプローチ2011

    • Author(s)
      比嘉邦彦
    • Organizer
      日本テレワーク学会2011年度研究発表大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Year and Date
      20111001-20111002
  • [Presentation] The higher-order weak approximation algorithms for SDEs2011

    • Author(s)
      Syoiti Ninomiya with Shigeo Kusuoka, Mariko Ninomiya
    • Organizer
      The second workshop on numerical methods for solving the filtering problem and high order methods for solving parabolic PDEs
    • Place of Presentation
      Imperial College, London (イギリス)
    • Year and Date
      20110926-20110929
  • [Presentation] Some trials on extending the higher-order weak approximation algorithms for SDEs2011

    • Author(s)
      Syoiti Ninomiya with Shigeo Kusuoka, Mariko Ninomiya
    • Organizer
      Workshop rough paths and numerical integration methods
    • Place of Presentation
      Philipps Universitat(ドイツ)
    • Year and Date
      20110921-20110923
  • [Presentation] Higher-order weak approximation algorithms for SDEs : Some trials on barrier option problem and higher order algorithms2011

    • Author(s)
      Syoiti Ninomiya with Shigeo Kusuoka, Mariko Ninomiya
    • Organizer
      Stochastic PDEs
    • Place of Presentation
      チューリッヒ工科大学(スイス)(招待講演)
    • Year and Date
      20110912-20110916
  • [Presentation] Klee-Minty's LP and Upper Bounds for Dantzig's Simplex Method2011

    • Author(s)
      T.Kitahara, S.Mizuno
    • Organizer
      International Conference on OR
    • Place of Presentation
      University of Zurich(スイス)
    • Year and Date
      20110830-20110902
  • [Presentation] A Bound for the Number of Different Basic Solutions Generated by the Simplex Method2011

    • Author(s)
      T.Kitahara, S. Mizuno
    • Organizer
      SIAM conference on Optimiation
    • Place of Presentation
      Darmstadtium Conference Center(ドイツ)
    • Year and Date
      20110516-20110519
  • [Presentation] 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2011

    • Author(s)
      高野祐一, 後藤順哉
    • Organizer
      日本OR学会研究部会「計算と最適化の新展SCOPE」
    • Place of Presentation
      中央大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-17
  • [Presentation] Credit Risk Modeling with Delayed Information2011

    • Author(s)
      Takanori Adachi (発表)(co-author: Ryozo Miura, Hidetoshi Nakagawa)
    • Organizer
      QMF2011
    • Place of Presentation
      Hilton Sydney (オーストラリア)
    • Year and Date
      2011-12-14
  • [Presentation] 半正定値計画緩和による大域的最適化2011

    • Author(s)
      小島政和
    • Organizer
      ワークショップ「最適化理論の産業・諸科学への応用」
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス(福岡)
    • Year and Date
      2011-10-13

URL: 

Published: 2013-06-26  

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