2025/09/30 更新

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ミヨシ　ナオト
三好　直人
MIYOSHI NAOTO
所属
情報理工学院 教授
職名
教授
ホームページ
https://www.is.c.titech.ac.jp/~miyoshi/
外部リンク

学位

  • 博士 (工学) （ 京都大学 ）

研究キーワード

  • オペレーションズ・リサーチ

  • Theory of probability

  • 確率論

  • Operations research

研究分野

  • 情報通信 / 数理情報学

学歴

  • 京都大学

    - 1994年

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  • 京都大学   工学研究科   応用システム科学専攻

    - 1994年

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    国名： 日本国

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  • 京都大学   工学部   数理工学科

    - 1989年

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   情報理工学院   教授

    2024年10月 - 現在

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  • 東京工業大学   情報理工学院   教授

    2016年4月 - 2024年9月

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  • 東京工業大学   大学院情報理工学研究科   教授

    2012年10月 - 2016年3月

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  • 東京工業大学   大学院情報理工学研究科   准教授

    2007年4月 - 2012年9月

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  • 東京工業大学   大学院情報理工学研究科   助教授

    2004年5月 - 2007年3月

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  • 東京工業大学   大学院情報理工学研究科   講師

    1998年11月 - 2004年4月

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  • 京都大学   大学院情報学研究科   助手

    1998年4月 - 1998年10月

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  • 京都大学   大学院工学研究科   助手

    1996年4月 - 1998年3月

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  • 京都大学   工学部   助手

    1994年6月 - 1996年3月

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所属学協会

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委員歴

  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   副会長  

    2023年4月 - 2025年4月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   研究普及委員  

    2021年4月 - 2023年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   研究普及理事  

    2019年4月 - 2021年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   表彰委員  

    2018年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   待ち行列研究部会主査  

    2014年4月 - 2016年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   代議員  

    2010年4月 - 2012年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   論文誌編集委員  

    2008年4月 - 2012年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   研究普及委員  

    2005年4月 - 2011年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会   待ち行列研究部会幹事  

    2000年4月 - 2002年3月   

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    団体区分：学協会

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論文

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MISC

  • 空間点過程に対するヌヴーの交換公式と無線ネットワークへの応用 招待

    三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ（経営の科学）   67 ( 5 )   235 - 241   2022年5月

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    担当区分：筆頭著者,　最終著者,　責任著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 整理券付き待ち行列

    車塚 彩菜, 矢島 萌子, 三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   66 ( 9 )   600 - 606   2021年9月

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    担当区分：最終著者   記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 東京工業大学情報理工学院数理・計算科学系—情報の未来を作り出す数理的アプローチを探究する—

    金森 敬文, 樺島 祥介, 高安 美佐子, 中野 張, 福田 光浩, 三好 直人, 山下 真, 渡邊 澄夫

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   64 ( 1 )   31 - 32   2019年1月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • 空間確率モデルを用いた無線干渉場のスケール極限 招待

    油山 拓生, 三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   63 ( 8 )   487 - 492   2018年8月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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    その他リンク： http://orcid.org/0000-0001-9887-0933

  • セルラネットワークの空間確率モデル 招待

    三好 直人

    電子情報通信学会誌   100 ( 4 )   280 - 286   2017年4月

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    出版者・発行元：電子情報通信学会  

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  • 待ち行列理論を用いた駐車場共同利用の評価 招待

    牛垣 龍一, フンドック トゥアン, 三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   61 ( 10 )   690 - 691   2016年10月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

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  • セルラネットワークの空間点過程モデル 招待

    三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   59 ( 11 )   678 - 683   2014年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

    最近,空間点過程を用いて無線通信ネットワークをモデル化し,そのモデルの解析を通して性能評価につなげようという研究が活発に行われています.この背景には,無線通信ネットワークの性能が無線ノードの互いの位置関係に大きく依存すること,そして無線ノードは規則正しく配置されているわけではなく,一見ランダムに配置されているように見えること等があります.本稿では,こうした無線通信ネットワークの点過程モデルの中でも,特にセルラネットワークを取り上げ,その解析例を紹介します.他の無線通信ネットワークについても,無線電波の伝搬の仕組は同じですから,基本的なところでは同様の考え方が適用できます.

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  • 待ち行列への点過程アプローチ: 入門編 招待

    三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ   59 ( 4 )   212 - 218   2014年4月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

    待ち行列などの確率モデルに対する"点過程アプローチ"では,「客はポアソン過程にしたがって到着する」というような特定の確率過程を仮定することなしに解析を進めます.そのため,特定の確率分布や確率過程に依存しない,モデルが持つ基本的な性質を得ることができます.本稿では,この分野の勉強・研究をこれから始める人,あるいは始めたばかりの人を対象に,点過程アプローテの基本について解説します.今後,マルコフ性などを仮定したモデルを解析するとしても,ここで述べることくらいは知っておいて損はないと思います.

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  • BS-6-4 セルラネットワークにおける上りリンクの確率幾何モデル(BS-6.情報ネットワーク科学新世代:学生・若手研究者特集セッション,シンポジウムセッション)

    小林 拓矢, 三好 直人

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014 ( 2 )   "S - 194"-"S-195"   2014年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 2-B-8 セルラ無線通信網における被覆確率のPade近似(情報・通信(1))

    永松 平, 三好 直人

    日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会アブストラクト集   2013   164 - 165   2013年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • 2-F-8 セルラネットワークにおける上りリンクの確率幾何モデル(待ち行列(3))

    小林 拓矢, 三好 直人

    日本オペレーションズ・リサーチ学会春季研究発表会アブストラクト集   2013   252 - 253   2013年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • 1-E-1 ユーザーによる干渉を考慮したセルラネットワークの幾何確率モデル(特別セッション 待ち行列と確率モデル(1))

    小林 拓矢, 三好 直人, 宮田 純子

    日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会アブストラクト集   2012   74 - 75   2012年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • 2-D-4 Odds theorem in Markov-dependent trials with multiple selection chances

    穴太 克則, 垣江 暢大, 三好 直人

    日本オペレーションズ・リサーチ学会春季研究発表会アブストラクト集   2011   192 - 193   2011年3月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • Odds theorem in Markov-dependent trials with multiple selection chances (不確実性下における意思決定問題--RIMS研究集会報告集)

    穴太 克則, 垣江 暢大, 三好 直人

    数理解析研究所講究録   1734   212 - 219   2011年3月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：京都大学  

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/2433/170758

  • 確率モデルのシミュレーションにおける摂動解析法 招待

    三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   55 ( 11 )   720 - 722   2010年11月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • Multiple Sums-the-Odds Theorem (不確実・不確定性下での意思決定過程--RIMS研究集会報告集)

    穴太 克則, 柿沼 英夫, 三好 直人

    数理解析研究所講究録   1682   41 - 49   2010年4月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：京都大学  

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    その他リンク： http://hdl.handle.net/2433/141405

  • 測度変換型品質測定技術によるフロー毎品質推定のスケーラビリティ評価

    村木 恒彦, 会田 雅樹, 三好 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   106 ( 578 )   495 - 500   2007年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    著者らはこれまで,active測定と簡単なpassive測定を組み合わせた測度変換型品質測定技術(CoMPACT Monitor)を提案してきた.この技術は,一系列のactive測定結果を基にして,同一経路を通る全てのフローについてのフロー毎個別の片道遅延品質計測が可能なものである.CoMPACT Monitorは,同一経路を通るフロー数の増加に対して極めて高いスケーラビリティを持つことが理論的に示されていたが,実装技術としてはフロー数が20で確認されていたにすぎない.本報告では,より現実に近いネットワーク環境で上記スケーラビリティを確認するために,1,000本のフローを重畳したときのCoMPACT Monitorによるフロー毎の片道遅延品質計測の有効性を調べ,良好な特性が得られることを確認した.

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  • 非定常トラヒックに対する測度変換型品質測定技術の特性と定式化について

    会田 雅樹, 三好 直人, 石橋 圭介, 栗林 伸一

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   102 ( 561 )   59 - 64   2003年1月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    インターネットの詳細な品質情報を測定するための技術として,我々は測度変換型品質測定技術を提案している.この方法は,ネットワークに挿入する試験トラヒックの負荷を極力抑えながら,複数のユーザやアプリケーション等が経験する品質を同時に且つ個別に測定するための技術である.これまで,定常なユーザトラヒックに対して本技術の定式化を行うことで理論的な枠組みを整備すると共に、簡単なシミュレーションや実機による実験により実装面での特性を調べてきた.本稿では,非定常なユーザトラヒックに対する本技術の定式化を行うことで,本技術に対してより現実に即した理論的背景を与えると共に,実装の面からも,複数フロー,複数ボトルネックを持つシミュレーションモデルにより,本技術がより複雑な状況下でも良好な特性が得られることを示す.

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  • Passive/Active 測定を組み合わせた測度変換型品質測定技術の特性と定式化について

    会田 雅樹, 三好 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   102 ( 131 )   31 - 37   2002年6月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    インターネットの詳細な品質情報を測定するための技術として,我々は測度変換型品質測定技術を提案している.この方法は,ネットワークに挿入する試験トラヒックの負荷を極力抑えながら,複数のユーザやアプリケーション等が経験する品質を同時に且つ個別に測定するための技術である.本稿では,測度変換型品質測定技術の基礎を流体と点過程のPalm分布を用いて定式化して基礎付けを行うと共に,シミュレーションにより特性評価を行った.

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  • シミュレーションによる勾配推定の手法 招待

    三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   46 ( 4 )   182 - 187   2001年4月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • シミュレーションによる稀少事象推定のための測度変換アルゴリズムについて

    三好 直人

    電子情報通信学会技術研究報告. IN, 情報ネットワーク   99 ( 127 )   41 - 47   1999年6月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

    シミュレーションにより稀少事象の生起確率を推定するための有効な手法として,インポータンス・サンプリング法(重点抽出法)が知られている.この手法は,問題の確率構造を換えること(測度変換)により,本来なら稀にしか生起しない事象を頻繁に生起するようにしてシミュレーションを行うというものである。しかしながら,どのような測度変換をすれば良いかという問題については,いくつかの特殊な場合を除いて解決されているとは言えない.本稿では,実際にシミュレーションを行いながらより良い測度変換を求め,それにより稀少事象の生起確率を推定する方法を紹介する.

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  • 待ち行列モデルに対する摂動解析法 招待

    三好 直人

    応用数理   9 ( 2 )   14 - 23   1999年6月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：一般社団法人 日本応用数理学会  

    Perturbation analysis (PA) has evolved as a method for estimating performance gradients with respect to the parameters of stochastic discrete event systems, and particularly queueing systems, using the infomation extracted from a single observed sample path. This article uses a simple single-server queueing model to give an introduction to PA and illustrate the basic theoretical issues, unbiasedness and strong consistency, involved in this field. We develop the principle of infinitesimal PA (IPA) in terms of evaluating the derivatives of sample functions and using them as estimators of performance derivatives. We then present the idea of "smoothing by conditioning" and discuss recent extensions to smoothed PA (SPA).

    DOI： 10.11540/bjsiam.9.2_114

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  • 確率的なシステムに対する Ordinal Optimization の考え方 招待

    三好 直人

    システム/制御/情報   43 ( 3 )   149 - 152   1999年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：システム制御情報学会  

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  • 摂動解析法による確率離散事象システムの勾配推定 招待

    三好 直人

    システム/制御/情報   42 ( 8 )   440 - 446   1998年8月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：システム制御情報学会  

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  • ハキリアリの収穫行動のモデル 招待

    三好 直人

    オペレーションズ・リサーチ (経営の科学)   43 ( 5 )   287 - 288   1998年5月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：公益社団法人日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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講演・口頭発表等

  • 測度変換型品質測定技術によるフロー毎品質推定のスケーラビリティ評価

    電子情報通信学会 情報ネットワーク研究会  2007年 

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  • Scale-free interval graphs generated by immigration-death processes

    2008 International Workshop on Applied Probability (IWAP 2008)  2008年 

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  • Scale-free interval graphs

    4th International Conference on Algorithmic Aspects in Information and Management (AAIM 2008)  2008年 

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  • Scale Free Interval Graphs

    2007年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 無限サーバ待ち行列がつくるスケールフリー区間グラフ: クラスタ係数の評価

    日本オペレーションズ・リサーチ学会2008年秋季研究発表会  2008年 

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  • Scale free interval graphs

    2008年 

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  • 無限サーバ待ち行列がつくるスケールフリー区間グラフ

    日本オペレーションズ・リサーチ学会2008年春季研究発表会  2008年 

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  • Zipf型頻度分布をもつボールとビンの確率モデルにおける寸法指標の極限分布

    日本オペレーションズ・リサーチ学会待ち行列研究部会第206会例会  2008年 

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  • Scale free interval graphs

    The First Asian Association for Algorithms and Computation Annual Meeting (AAAC08)  2008年 

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  • P2Pネットワークにおける確率的フラッディングの効果について

    待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」  2008年 

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  • On-line derivative estimation for the GI/G/1 queue with multiple vacations and Bernoulli service discipline

    14th International Teletraffic Congress  1994年 

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  • Perturbation analysis for the GI/G/1 queue with two priority classes

    11th International Conference on Analysis and Optimization of Systems  1994年 

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  • Perturbation analysis for the GI/G/1 queue with two priority classes

    11th International Conference on Analysis and Optimization of Systems  1994年 

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  • Smoothed perturbation analysis estimates for stationary multi-class queues

    34th IEEE Conference on Decision and Control  1995年 

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  • Sample path optimization with respect to input fraction of two job classes in queues

    Third European Control Conference  1995年 

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  • On-line derivative estimation for the GI/G/1 queue with multiple vacations and Bernoulli service discipline

    14th International Teletraffic Congress  1994年 

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  • Sensitivity analysis of the loss probability in a stationary gradual queue for high-speed networks

    IEEE INFOCOM '97  1997年 

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  • Sensitivity analysis of the loss probability in a stationary gradual queue for high-speed networks

    IEEE INFOCOM '97  1997年 

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  • Smoothed perturbation analysis estimates for stationary multi-class queues

    34th IEEE Conference on Decision and Control  1995年 

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  • Sample path optimization with respect to input fraction of two job classes in queues

    Third European Control Conference  1995年 

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  • Weak stationary solution of a G/G/1/infinity queue controlled by IPA-based SA with constant stepsize

    37th IEEE Conference on Decision and Control  1998年 

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  • Weak stationary solution of a G/G/1/infinity queue controlled by IPA-based SA with constant stepsize

    37th IEEE Conference on Decision and Control  1998年 

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  • Sensitivity estimation of the cell-delay in the leaky bucket traffic filter with stationary gradual input

    4th International Workshop on Discrete Event Systems  1998年 

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  • Scale Free Interval Graphs

    2007年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Multiple sums-the-odds theorem

    2009年 

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  • Subexponential interval graphs generated by immigration-death processes

    2009年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 2Qアルゴリズムのヒット率最大化

    待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」  2009年 

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  • Scale-free interval graphs generated by immigration-death processes

    2008 International Workshop on Applied Probability (IWAP 2008)  2008年 

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  • Scale-free interval graphs

    4th International Conference on Algorithmic Aspects in Information and Management (AAIM 2008)  2008年 

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  • Limiting size index distributions for Zipf-type word frequencies

    2008年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Limiting size index distributions for Zipf-type word frequencies

    2008年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Multiple sums-the-odds theorem

    2009年 

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  • Scale free interval graphs

    The First Asian Association for Algorithms and Computation Annual Meeting (AAAC08)  2008年 

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  • Scale free interval graphs

    2008年 

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  • Subexponential interval graphs generated by immigration-death processes

    2009年 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • DDoS攻撃に対するIPトレースバック技術の漸近評価

    待ち行列シンポジウム「ユビキタスネットワーク社会における情報通信サービスの設計・評価法」  2007年 

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  • On the implementation of smoothed perturbation analysis estimator for a single-server queue with multiple vacations

    1999 Winter Simulation Conference  1999年 

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  • Applications of m-balanced sequences to some network scheduling problems

    5th Workshop on Discrete Event Systems  2000年 

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  • Sensitivity estimation of the cell-delay in the leaky bucket traffic filter with stationary gradual input

    4th International Workshop on Discrete Event Systems  1998年 

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  • On the implementation of smoothed perturbation analysis estimator for a single-server queue with multiple vacations

    1999 Winter Simulation Conference  1999年 

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  • A scalable and lightweight QoS monitoring technique combining passive and active approaches: On the mathematical formulation of CoMPACT Monitor

    IEEE INFOCOM 2003  2003年 

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  • クーポン収集問題の漸近解析とIPトレースバック技術への応用

    待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」  2006年 

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  • Applications of m-balanced sequences to some network scheduling problems

    5th Workshop on Discrete Event Systems  2000年 

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  • A scalable and lightweight QoS monitoring technique combining passive and active approaches: On the mathematical formulation of CoMPACT Monitor

    IEEE INFOCOM 2003  2003年 

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受賞

  • フェロー

    2010年   日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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  • 第33回文献賞

    2005年   日本オペレーションズ・リサーチ学会  

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    受賞国：日本国

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ショットノイズ確率場のスケール極限と無線通信ネットワークへの応用

    研究課題/領域番号：24K14837  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    三好 直人

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    配分額：1820000円 （ 直接経費：1400000円 、 間接経費：420000円 ）

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  • 超高密度無線通信ネットワークの解析のための空間確率モデル

    研究課題/領域番号：19K11838  2019年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    三好 直人

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    本研究課題では，無線通信ネットワークの空間確率モデル (無線ノードの不規則な配置を空間点過程と呼ばれる確率過程を用いてモデル化したもの) において，特に基地局が無数に設置された超高密度ネットワークに焦点を当て，モデル化ならびに解析法の検討を行っています．2021年度の主な研究成果は以下の通りです．尚，以下 1)，2) は昨年度の実績報告にも記載していますが，2021年度中に論文誌への掲載に至りましたので改めて報告するものです．
    1) 情報鮮度の相関を評価する公式の導出．通信ネットワークを介して伝送される情報は古くなると価値がなくなることがあり，情報鮮度はネットワークの重要な評価尺度です．また，様々な情報が限られたネットワーク資源を共有するため，それらの情報の鮮度には相関があります．そうした情報鮮度の相関を解析的に評価するための公式を導きました．
    2) 無線通信ネットワークの新しい空間確率モデルの提案と解析．これまで無線通信ネットワークの空間確率モデルとしては，解析の容易さからポアソン点過程を用いたモデルが主流でしたが，実際のノード配置を表現できているとは言えませんでした．一方，ノード配置の相関を表したモデルも提案されていますが，解析が複雑になるところが難点でした．そこで，格子の各点を独立かつランダムに摂動させたモデルを提案し，解析および考察を行いました．
    3) 2つの点過程の確率分布を結びつける公式の一般化と無線ネットワークへの応用．パルム分布は点過程を特徴づけるうえで重要な概念として知られています．従来，同時に定常な2つの点過程のパルム分布の間に成立する公式がありましたが，これを高密度無線ネットワークの空間確率モデルの解析に応用しやすい形に一般化しました．また，一般化した公式を利用して無線通信ネットワークの解析を行いました．

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  • 空間確率モデルによる無線通信ネットワークの解析と性能評価

    研究課題/領域番号：16K00030  2016年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    三好 直人

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

    本研究の目的は，無線通信ネットワークにおける無線ノードの配置を空間点過程によって表わした空間確率モデルを考え，そのモデルの解析を通してネットワークの性能を調べることです．主な研究成果として，(1) 基地局の配置に正の相関や負の相関のある様々なセルラネットワークモデルに対して，被覆確率と呼ばれる性能指標を数値計算可能な形で導出するとともに実際に数値計算をすることによって性能評価を行ったこと，(2) 被覆確率を高速に計算できる近似手法を提案したこと，(3) さらに被覆確率の分布の裾の漸近的な特性を調べたこと等が挙げられます．

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  • 行列式過程とその一般化に関する研究

    研究課題/領域番号：26287019  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    白井 朋之, 脇 隼人, 種村 秀紀, 香取 眞理, 三好 直人, 長田 博文

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    配分額：14690000円 （ 直接経費：11300000円 、 間接経費：3390000円 ）

    行列式過程は数学・物理などの様々な場面にあらわれるある種の反発性をもつランダム現象を記述する重要な確率モデルの一つです．行列式過程とその一般化について考察し，理論的な面の研究とともに応用的な側面の研究も行いました．その一例として，従来はランダム行列のモデルとして主に物理で研究されていたギニブル点過程という行列式過程を用いてワイヤレスネットワークの基地局のモデル化を行い，信号対干渉比の確率の評価を行いました．

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  • 空間点過程を用いた無線通信ネットワークの性能評価

    研究課題/領域番号：25330023  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    三好 直人, 白井 朋之

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    本研究では，無線通信ネットワークの中でもセルラネットワークに着目し，基地局の位置を空間点過程 (空間にランダムに配置された点の集合) を用いてモデル化することにより，ネットワークの解析と性能評価を行いました．特に，ジニブル点過程と呼ばれる，点同士が互いに負の相関をもった空間点過程を用いてセルラネットワークの基地局の配置をモデル化し，その解析を通してネットワークの性能評価を行いました．

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  • 相関のある待ち行列の漸近解析とネットワークの性能評価への応用

    研究課題/領域番号：22510142  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    三好 直人

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    配分額：2730000円 （ 直接経費：2100000円 、 間接経費：630000円 ）

    本研究では,点の間隔に相関のある1次元定常点過程に対する疑似再生方程式を導入し,それに対する極限定理を導きました.また,ネットワークの性能評価への応用のために,空間マーク付き点過程によって構成されるランダム・グラフの次数分布を漸近的に評価したり,セルラネットワークの空間点過程モデルを考え,被覆確率の漸近的な性質を調べたりしました.

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  • 大規模なセンサネットワーク位置推定問題の数値解法に関する研究

    研究課題/領域番号：22310089  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小島 政和, 岡本 吉央, 三好 直人, 山下 真, 藤澤 克樹

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    配分額：14950000円 （ 直接経費：11500000円 、 間接経費：3450000円 ）

    センサネットワークは,環境モニタリング,構造物管理,交通制御などのさまざまな分野で使われている.アンカーと呼ばれるその位置が既知のm個のセンサとネットワーク上で隣接するセンサ間の距離の情報からその位置が未知のn個のセンサの位置を推定する問題は最も基本的で重要な問題の1つである.理論的にはNP困難な難しい問題として知られており,さまざまな分野で研究が行われている.この研究課題では,センサネットワーク位置推定問題に対する半正定値計画緩和を中心に研究を進めた.半正定値計画緩和は精度の良い推定位置を生成することが知られているが,センサネットワーク位置推定問題の規模の増加に伴って,計算コストが急速に増加する欠点を有している.この欠点を解消するためにネットワークの構造的な疎性の有効利用および半正定値計画問題を解く主双対内点法ソフトウェアSDPAの高速化をおこなった.この研究課題の主たる研究成果として大規模な問題を高速に解くソフトウェアパッケージSFSDPを開発・公開した.

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  • 入力に強い相関のある待ち行列過程の動的解析と最近の通信トラヒック技術への応用

    研究課題/領域番号：15710112  2003年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    三好 直人

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    配分額：2900000円 （ 直接経費：2900000円 ）

    本研究の目的は,入力に相関性を有する待ち行列モデル,また,さらに一般的な確率ネットワークに対して,定常性を仮定しない解析,あるいは動的なふるまいの解析を行ない,インターネット等に見られる様々な新しい特性の評価に応用することです.この目的の遂行のため,また関連する課題として,今年度に行なった研究は以下の通りです.
    1.入力に相関を許す離散時間型の単一サーバ待ち行列モデルに対して,待合室の容量が異なるシステム間に成り立つ比例関係について解析しました.その結果は海外の学術論文誌への掲載が決定しています.ここではサンプルパス解析と呼ばれる手法を用いて,確率過程の定常性さえ要らない極めて一般的な仮定のもとで,待合室の容量が異なるシステムの系内人数分布の問に比例関係が成立することを示し,またその比例定数もサンプルパスを観測して得られる量から導けることを示しています.
    2.昨年度からのテーマとして,インターネットにおけるWebキャッシュ等で用いられているLRU(Least-Recently-Used)キャッシュの解析を行ないました.ここでは,Webページへのアクセス頻度にZipfの法則と呼ばれる裾の重い分布の形が見られることから,このZipfの法則を仮定し,ページアクセス過程には任意の相関を許して,キャッシュの効率の良さの指標であるページフォールト率の漸近解析を行ないました.この成果も海外の学術論文誌への掲載が決定しています.
    3.近年問題になっているインターネットにおけるDoS攻撃(サービス妨害攻撃)への対抗策である,確率的パケットマーキングによるIPトレースバック技術の性能評価法に関する研究も行いました.この問題は,組合せ確率論における古典的な問題であるクーポン収集問題の応用として表せることから,まずクーポン収集問題に対する漸近解析を行っています.
    4.本研究の応用の面での成果である,インターネットにおける通信品質を測定するための新しい手法について,得られた結果を海外の学術論文誌に投稿中と昨年度の報告書に書きましたが,残念ながら投稿して一年以上経過しているにもかかわらず,まだ一度目の審査結果さえ返って来ていません.提案した手法は,測定のためにネットワークに送り込む試験パケットによる負荷を極力抑えながら,複数の利用者が受けるサービス品質を同時にかつ個別に測定できるというものであり,確率論における測度変換,サンプルパス解析,点過程および流体近似等の概念を用いています.

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  • 情報ネットワークのスケジューリングのためのm-バランス列とその拡張に関する研究

    研究課題/領域番号：13780358  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    三好 直人

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    配分額：1600000円 （ 直接経費：1600000円 ）

    本研究の課題は,複数種類の文字を並べて無限に長い文字列を構成する際に,各文字に対して列の中で現れる割合(出現率)が与えられているときに,それを満足しながら如何にバランス良く(なるべく均等に)文字を並べるかという問題への取り組み,ならびにその情報ネットワーク等のスケジューリングや制御への応用についてです.この課題の遂行,およびこれに関連するテーマとして,今年度は以下の研究を行いました.
    これまでに研究代表者の研究室では,上記の問題に対して「m-バランス列」という概念を提唱しています.これは,mに0以上の整数値を代入することによって,各文字が任意の出現率を持つ任意の(半)無限列に対してバランスの良さの指標を与える(mの値が小さい程バランスが良い)ものです.また,このm-バランス列を生成するアルゴリズムとして,ビリヤード列(billiard sequences)と呼ばれる文字列を生成するものを考え,N種の文字からなるビリヤード列は必ず(N-1)-バランス列になることを示しています.しかし,このアルゴリズムの問題点として,与えられた出現率の組によっては,よりバランスの良い列が存在するかもしれないにもかかわらず,それが実現されない場合がありました.これは,生成される文字列のバランスの良さが,アルゴリズムの初期値に大きく依存することに依ります.この問題に対して,文字の出現率が有理数であるときには,生成される文字列が周期列になることを利用し,確率的なアルゴリズムによって,ビリヤード列を生成するアルゴリズムに良い初期値を与えることに成功しました.尚,この研究成果は現在,海外の学術論文誌に投稿中です.
    上記に加えて,応用に関する課題として,ネットワークのスケジューリングにおいて重要な待ち行列システムの並列推定に関する研究も行いました.また,インターネットにおける性能や通信品質の推定法に関する研究も行っています.

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  • インテリジェントな客から成る混雑システムのモデル化と解析

    研究課題/領域番号：11480094  1999年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高橋 幸雄, 三好 直人, 山田 孝子, 藤本 衡

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    配分額：8200000円 （ 直接経費：8200000円 ）

    混雑システムを構成するインテリジェントな客の例として,本研究では最終的にa)交差点の歩行者,b)電車内の客,c)インターネットの利用者をとりあげ,それぞれについて,全くといってよいほど異なったアプローチからのモデル化およびシミュレーションプログラムの作成を行った.現在,それぞれ論文にとりまとめる作業を行っている.
    a)交差点の歩行者については,自分の速度によって決まる情報空間(視野)の中に入る対向者の速度と向きから,その対向者との衝突可能性を予測し,衝突を避けられる範囲で最も効用の高い速度と向きで歩く,という基本コンセプトでモデル化した.シミュレーションにより歩行者密度と平均歩行速度の関係を求めたところ,実際の歩行流に対して観測した従来の研究結果とよく合致することが確認された.
    b)電車内の客については,他人との近さおよび他人の視線を主に,他人から受ける影響をポテンシャル関数の形でとらえ,これに降りるときと乗るときのインセンティブを加え,各客が自分のポテンシャルを最小にするように振る舞うものとして,モデル化をし,シミュレーションプログラムを作成した.ここではa)のような行動予測は全く入っていない.このモデルにしたがって客の乗降に必要な時間を計測したところ,電車の混雑率と乗降客数によって.その時間が興味深い動きをすることが確認された.
    c)インターネット利用者については,http通信データをもとに,個人行動を考慮に入れたモデルを構築した.結果から見ると,ここでは個人の動向よりも,クライアントやサーバ側の事情というのが,ネットワークの混雑状況により大きく関係していることが観察された.

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  • 定常入力をもつ確率離散事象システムの動的制御に関する研究

    研究課題/領域番号：09750451  1997年 - 1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    三好 直人

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    配分額：1800000円 （ 直接経費：1800000円 ）

    本研究の課題は,コンピュータ・システムや通信システムをモデル化した確率離散事象システムを,あるシステム・パラメータを動的に変化させることによって制御することにありました.以下では,まずこの課題の遂行のために前年度に行った研究を簡単に述べ,続いて今年度の成果について説明します.
    ●前年度は,確率離散事象システムの最も基本的なモデルである単一サーバ待ち行列を考え,システムの状態を観測しながら,あるシステム・パラメータを動的に更新するような制御手法に対して,待ち行列への入力が定常過程で与えられる場合に,更新されるパラメータの値がつくる確率過程も弱い意味での定常過程になることを示しました.また,パラメータの値に最適値が存在する場合,パラメータの値がつくる確率過程が最適値を中心に変動することを示しました.
    ●今年度は上記の結果を利用して,ATM通信ネットワークのデータ入力のフィルタとして知られているLeaky-bucketシステムを流体入力待ち行列としてモデル化し,leakybucketシステムにおける2つのパラメータの組をシステムの状態に応じて最適な値に定める手続きを示しました.この研究成果の一部を8月にイタリアで行われた離散事象システムに関する国際ワークショップで発表し,別の一部が現在論文誌に投稿中です.
    ●同じ単一サーバ待ち行列でも,サーバが遊休期間を持つような場合,すなわちあるランダムな期間サーバが使えなくなるようなモデルに対しては,これまで前年度の成果の基となった手法である摂動解析法を適用することが困難とされてきました.そのようなモデルに対しても,摂動解析法を適用するための手順を示しました.

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  • パ-タベーション・アナリシスによる待ち行列モデルの動的制御に関する研究

    研究課題/領域番号：08750478  1996年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    三好 直人

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    配分額：1000000円 （ 直接経費：1000000円 ）

    研究課題遂行のため,以下の基礎的研究を行った.
    ●特性の異なる種々のトラヒックをもつ通信システムを,複数の客のクラスをもつ待ち行列としてモデル化し,パ-タベーション・アナリシスを用いて,それぞれのクラスの客のサービス時間の分布のパラメータに関する感度推定を行なった.
    ●離散時間型の待ち行列モデルに対する感度推定法を提案した.
    ●パ-タベーシヨン・アナリシスによって得られる勾配の推定値を用いた制御パラメータの更新手続きを示し,定常な入力を持つ待ち行列に対して,更新ごとのパラメータの値がつくる確率過程に,弱い意味での定常解が存在することを示した.
    ●バ-タベーション・アナリシスをポアソン埋め込み法と呼ばれる考え方と組み合わせることにより,稀少事象を短時間で推定する手法を提案した.
    ●上記の理論的結果を実際にシミュレーションを行い検証した.

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  • 情報システム統合における知的管理に関する研究

    研究課題/領域番号：07650458  1995年 - 1997年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    長谷川 利治, 三好 直人, 河野 浩之, 高橋 豊

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    配分額：2200000円 （ 直接経費：2200000円 ）

    情報流網を構成する各種要素の変動によって生じる性能評価尺度の変化及び最適構成に対する理論的研究,情報システムの統合的管理を行うための手法に関わる研究を行った.また,実際的手法の開発も重要であることから,ハイブリッド型性能評価支援システムAsQを基盤に情報システム統合のための知的管理システムのプロトタイプの開発を行った.
    ・待ち行列網理論による各種モデルの評価手法を統合化する近似的な数学モデルを提案し,その性能評価に関する研究を行なった.
    ・性能評価手法のひとつであるシミュレーション技法について情報システムの特性に着目した理論が必要であり,その研究を行なった.
    ・ハイブリッド型性能評価支援システムとの統合を行うために,グラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)を利用して情報流網のエレメントを編集できるようにした.
    ・情報シシテムを統合するために,性能評価基準を満たした最適な構成を発見する必要があり,情報システム運用において必要な管理手法を確立するための性能評価支援システムに基づいた知識データベースを拡張した.

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  • マルチメディア情報通信ネットワークのモデル化と性能評価

    研究課題/領域番号：05680313  1993年 - 1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  一般研究(C)

    高橋 豊, 三好 直人, 河野 浩之, 滝根 哲哉

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    配分額：1900000円 （ 直接経費：1900000円 ）

    平成5年度および6年度の研究成果を受けて、マルチメディア情報通信ネットワークのモデル化と性能評価に関して、解析とシミュレーションの有機的な活用をめざして研究を行った。まず解析に関しては、複数メディアからのトラヒックを共通に収容し、それぞれが要求する通信品質に応じた優先権を付与することにより円滑な送信を実現する通信ネットワークを、モデル化し、待ち行列理論に基づき送信遅延などの性能諸量を導出した。次にトラヒックに関する実測データからそれを数学モデルとして記述する方法を考察し、Hidden Markov Processに基づく方法を提案し、それを動画像トラヒックに適用し、有効性を確認した。従来の方法では、平均、分散などに基づきパラメータの決定を行っており、トラヒックにおける相関が考慮されていなかったが、本方法により、特に動画像において典型的に観測される長時間にわたる相関が数学モデルに反映される。一方シミュレーションに関しては、従来の通信ネットワークと比較し、マルチメディア情報ネットワークに顕著に現れるトラヒックにおける相関に関して考察を加えた。これまでのシミュレーションにおいては、入力トラヒックにおけるこの相関は殆ど考慮されず、ポアソン過程などでモデル化されてきたが、マルチメディア環境下での各トラヒックの通信品質を定量的に推測するにはより現実を正確にコンピュータ上に再現する乱数の発生法が必要となる。このためにTES(Transform Expand Sample)に基づき、相関のある入力トラヒックを自動生成する方法を考案し、特にMPEGにより符号化された動画像情報に適用した場合の有効性を検証した。

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  • 情報ネットワーク統合化への知的マネージメントに関する研究

    研究課題/領域番号：05044092  1993年 - 1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際学術研究

    長谷川 利治, WAJDA Krzysz, BACCELLI Fra, FILIPIAK Jan, FAYOLLO GUY, SUDA Tatsuya, YEMINI Yechi, SCHWARTS Mic, 三好 直人, 河野 浩之, 滝根 哲哉, 高橋 豊, 尾家 祐二, 宮原 秀夫, FAYOLLE Guy, 西尾 章治郎, JANUEZ Filip, KRZYSZTOF Wa, FRANSOIS Bac, GUY Fayolle, TATSUYA Suda, YECHIAM Yemi, MISHA Schwar

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    配分額：10000000円 （ 直接経費：10000000円 ）

    情報ネットワーク統合化に向けて、将来の通信形態である広帯域ISDN、FDDI、ATM通信等における通信品質を考察するために、これら通信システムの数学的モデル化および性能評価手法さらには知的ネットワークマネージメントに関して世界的な視野での理論の到達度、必要性に関する情報交換を行い、下記の具体的なテーマで共同研究を行った。
    得られた具体的成果としては、主に次のようなものがある。平成5年度においては
    1)音声・画像・データ等を統一したマルチメディア環境下でのトラヒックのバースト性・相関性を考慮したトラヒックモデルの確立および解析法の開発を行った。これにより従来よりも一歩現実に近づいた性能予測が可能になり、セル廃棄率・送信遅延等の定量的評価が得られる。なお得られた結果は従来得られている待ち行列理論の種々の結果を完全に包含し、拡張したものになっている。
    2)3ステージからなるATM交換機にセルの局所集中を防ぐ目的でもう1ステージ追加したATM交換機を提案し、その性能評価を行った。その結果大幅な性能の改善が図れることが判明した。
    3)情報通信ネットワークにおける大量の網管理情報からの知識獲得に関する基礎的研究を行った。
    4)情報ネットワークにおけるトラヒック特性を性能評価する上で理論的基礎をなすトラヒック理論を専門的知識なしに広く一般の利用に供するためのツールの開発に着手し、そのプロトタイプを完成した。
    平成6年度においては次のような成果を得た。
    1)統合型情報ネットワークの性能評価のために数学的モデルの開発およびその性能解析を行った。特に従来の通信網と比較し、トラヒックの面における大きな差異であるバースト性が通信品質を決定する重要な要因であることに着目し、入力過程におけるこのバースト性・相関性を記述するトラヒックモデルを構築し、併せて解析手法を開発した。
    2)良好なマン・マシンインターフェースを有する性能評価支援システムの開発に着手した。このシステムは従来得られているトラヒック理論に関する理論的成果を活用するために利用者がワークステーション上に記述するモデルへの適用可能性を自律的にこのシステムが判断し、もし可能ならば内蔵されている数値計算プログラムによりに、もし不可能ならば汎用性の高いシミュレーションプログラムが駆動し、性能評価量を算出することを目標としている。今年度は基本的な機能を具備する段階に至った。
    3)MIBを中心に構成されるネットワーク情報を用いた学習システム・知識獲得のための基礎研究を行った。
    平成7年度においては次のテーマに関する共同研究を行った。
    1)高度情報ネットワークにおけるマネージメントインフォメーションベースからのネットワーク管理に関する知識獲得を目指して、アクティブデータベースにおける知識発見アルゴリズムを適用する方法を提案した。
    2)情報ネットワーク統合化に向けては、現時点においては基盤技術としてATMが有望視されているが、統合環境下におけるATM交換機の基本的特性を把握するために、待ち行列モデルを開発し、その数学的解析を行った。
    3)統合環境下においては、動画像トラヒックの振舞いが情報ネットワーク全体の通信品質に与える影響は著しいと思われる。この観点から、動画像トラヒックの数学的モデル化、さらにはそれに基づきシミュレーションに際する入力の生成法、および数学的解析法を提案した。
    4)多種のトラヒックを一元管理するためには、個々のトラヒック量の時変の度合が情報ネットワークに与える影響を明らかにする必要がある。摂動理論によりこの基本的関係を考察する方法を提案した。

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  • 点過程, 待ち行列理論とその応用

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    資金種別：競争的資金

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  • Point Processes, Queueing Theory and their Applications

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    資金種別：競争的資金

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