カオス理論を用いた時系列解析に関する研究

基于混沌理论的时间序列分析研究

• 批准号: 05836033
• 负责人: 池口 徹
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05836033/
• 关键词: カオス; 時系列解析; フラクタル; 相関次元; 予測; 軌道不安定性; 長期予測不能性; 情報量規準

1.相関次元を用いたフラクタル性の解析種々の非線形力学系モデルより発生させた時系列データに対して、従来手法である相関積分法と新手法である,最尤推定を用いて計算することにより、相関次元の推定精度についてを検討をした.その際,モデルより生成する時系列の時間長を様々な場合に設定し,100種類の初期値により発生させたデータ群に対して検討した.その結果,報告者の導入した新手法では,従来手法の約10から100分の一のデータ数でかなり正確な相関次元が推定されることが明らかとなった.即ち,相関次元推定に関する新解析手法の妥当性を確認した。2.決定論的非線形予測を用いた解析次に、カオスの持つ軌道不安定性とそれにより生じる長期予測不能性を決定論的非線形予測を用いた解析により議論した.具体的な手法として、ヤコビ行列を用いた区分線形法を用いた。また,本研究で用いた解析は,パラメトリックな手法であり、アトラクタ上の近傍点の数に予測精度が依存すると考えられる.そのため,情報量基準を導入することで,予測精度とパラメータ数の関係を論じた.その結果,従来より経験的に設定されていた数よりもかなり少ない近傍点で十分な精度が得られることが確認された.これは,実データへ応用する際の重要な知見となるものである.以上の解析手法を、本年度申請した予算で購入したワークステーション上で、様々なデータを発生させ、解析対象とできるようにした。また、既にある所有していた、ソフトウエアおよびワークステーション用ネットワークの整備を行ない、柔軟な解析環境を整備した。以上により、種々のデータを対象とした解析を行ない、実データを解析する際の問題点を明らかにし,新手法を導入し,客観的な解析を用いることにより,より汎用性の高いカオス特性解析の手法としての可能性を定量的に示すことに成功した.また、上述の解析に加え、時系列データの定常性について検討を行ない、種々の非線形力学系としての性質を定量化するについても試みた。更に,この手法を生体より生じた実データへ応用し,生体系の情報処理におけるカオスの果たす役割に関する基礎検討についても検討した。

1. Phase masato dimensional を with い た フ ラ ク タ ル sex の parsing kind 々 の nonlinear force department モ デ ル よ り 発 raw さ せ た series when デ ー タ に し seaborne て, 従 to で あ る と new gimmick で phase masato integral method あ る, most especially the presumption を with い て computing す る こ と に よ り, phase masato dimensional の presumption of precision に つ い て を beg を 検 し た. そ の interstate, モ デ ル よ り generated す る Long series の を when others 々 に set し な situations, early 100 kinds の numerical に よ り 発 raw さ せ た デ ー タ group に し seaborne て beg し 検 た. そ の as a result, the reporter の import し た new gimmick で は, 従 to technique の about 10 か ら 100 の a の デ ー タ number で か な り な phase masato correct dimensional が presumption さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. That is, ち, the presumption of the dimension of the relation に relation する, the appropriateness of the new analytical method を, and the confirmation of た. を 2. Nonlinear determinism to test with い た parsing に, カ オ ス の hold つ orbit labile と そ れ に よ り raw じ る to test for a long time can't sex を を deterministic nonlinear to test with い た parsing に よ り comment し た. The specific な techniques are と て て, ヤコビ rows and columns を are distinguished by た た, and linear methods を are distinguished by を た. ま た, this study で with い た parsing は, パ ラ メ ト リ ッ ク な gimmick で あ り, ア ト ラ ク タ の の nearly alongside point on several に to measuring precision が dependent す る と exam え ら れ る. そ の た め, amount of intelligence benchmark を import す る こ と で, to measure precision と パ ラ メ ー タ number の masato is を theory じ た. そ の results, 従 to よ り 経 験 に setting さ れ て い た number よ り も か な り less な い で very な precision が nearly alongside o 'clock ら れ る こ と が confirm さ れ た. こ れ は, be デ ー タ へ 応 with す る interstate の important な knowledge と な る も の で あ る. Above の analytical technique を, this year's application し た to calculate で buy し た ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン で, others 々 な デ ー タ を 発 raw さ せ, parse like と seaborne で き る よ う に し た. ま た, both に あ る all し て い た, ソ フ ト ウ エ ア お よ び ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン with ネ ッ ト ワ ー ク line gearing up の を な い analytical environment, soft な を servicing し た. Above に よ り, kind of 々 の デ ー タ を like と seaborne し た parsing line を な い, be デ ー タ を parsing す る interstate の problem point を Ming ら か に し, new technique を import し, guest 観 な analytic を with い る こ と に よ り, よ り high domestic sex の い カ オ ス analytical の technique features と し て を quantitative に の possibility in す こ と に successful し た. ま た, the above analytical に の え, when series デ ー タ の steadiness に つ い て 検 line for を な い, kind of 々 の nonlinear force department と し て の nature を quantitative す る に つ い て も try み た. More に こ の gimmick を raw body よ り raw じ た be デ ー タ へ 応 し, raw system の intelligence 処 Richard に お け る カ オ ス の fruit た す "cut に masato す る beg に based 検 つ い て も beg し 検 た.

项目成果

T.Ikeguchi: "Towards the harnessing of chaos" Elsevier(印刷中), (1994)

T.Ikeguchi：“驾驭混乱”Elsevier（印刷中），（1994 年）

木本早苗: "KM_2Oランジュバン方程式を用いた定常性の検定" 電子情報通信学会技術研究報告. NLP93. 55-62 (1993)

Sanae Kimoto：“使用 KM_2O Langevin 方程测试平稳性”IEICE NLP93 (1993)。

T.Ikeguchi: "Performance Evaluation of Deterministic Nonlinear Prediction" Proceedings of 1993 Int,Symp.on Nonlinear Theory. 1. 263-268 (1993)

T.Ikeguchi：“确定性非线性预测的性能评估”1993 年 Int,Symp.on 非线性理论论文集。

S,Kimoto: "Deterministic chaos and its stationarity" Proceedings of 7th Toyota Conference. 1. 33-1-33-4 (1993)

S，Kimoto：“确定性混沌及其平稳性”第七届丰田会议论文集。

池口 徹: "相関次元解析について" 電子情報通信学会技術研究報告. NLP93. 63-70 (1993)

池口彻：“关于相关维度分析”IEICE NLP93（1993）。