探索理論とは?

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探索理論

読み方たんさくりろん
【英】:search theory

概要

探索理論は探索者目標物効率的発見目指す探知探索理論研究である. このために探索理論では, 目標特性, センサー特性, 探索の場の特性に関する関連科学知識に基づき探索オペレーション定式化し, 探索効率評価モデル構築して探索要因効果解明する. さらに探索効率最大にする最適条件求める. 探索理論は,(1)目標分布推定, (2)センサー探知能力定式化, (3)探索プロセス特性分析, (4)探索計画最適化, 等の研究大別される.

詳説

 探索理論 (search theory) は, 探索者 (searcher) が目標物 (target) を効率的発見するための探索法明らかにする理論である. 探索という言葉は,「嫁探し」や「プログラムバグ探し」のように, 曖昧対象物探索にも用いられるが, 探索理論では探索対象は明確に定義された目標物がある場合を扱う. また探索者目標物を他のものと区別して,「これが目標物である」と確認する手段:センサー (sensor) をもつ. 広義の探索理論は,関数極値探索線形探索,グループ検査の2分法探索,探索目標位置推定からなる所在局限探索,目標状態の観察目的とする監視,目標分布のあいまいさの減少を図る情報量探索,データ検索法等の研究を含むが, 狭義の探索理論は,通常,探索者による目標物探知 (detection) を目的とする探知探索 (detection search) に関する理論を指す.


 探索理論が「発見科学」として体系化されたのは, 第2次大戦中の米海軍ASWORG (Antisubmarine Warfare Operations Research Group)による U-boat 探索作戦研究に始まる.この研究1946年, Koopman [1] によって書物にまとめられ, またその後研究進展ふまえて1980年には改訂版出版された. この書物センサーの探知論 (レーダー,ソナー,目視), 目標物探索者遭遇運動学探索パターン評価モデル, 探索努力の最適配分等の理論詳述したものであり, この書物によって探索理論は体系化され, ORの理論研究分野として認知された. この書物米海軍秘密文書であったが, Koopman はその概要を3回に分けて学会誌に発表した [2]. 大戦後のORの爆発的発展の中では探索理論は, 漸次マイナー研究分野衰退するが, それは探索理論の研究が, やや対潜艦戦の軍事応用偏り, また問題中心的中核的な理論モデルがなかったためであると言われる. しかし継続的努力により, その後研究多岐にわたり, 知識体系着実に成長してきた. 1970年代以後, 情報化時代迎えて探索理論は応用面でも新し進展をみせた. 電子計算機発達に伴い, 探索理論は意思決定支援システム情報処理情勢判断, 探索計画策定等を支援する理論として, 急速に応用範囲拡大した. 即ち目標物情報処理一環として, 目標存在分布推定探索進行にともなう事後目標分布計算, 情報に対応した探索計画評価等のシステム実用化された.


 探索効率化のための探索理論の結論ひとこと言えば,「目標物効率的発見するには, 目標物の見つかりそうな所をうまく探せ.」という常識的一語尽きる. しかしそのためには目標物特性(目標存在分布,行動特性,信号特性等), センサー特性(信号処理法,探知能力,環境影響,虚探知可能性等), 探索特性(探索目的,効率性尺度,探索資源内容運用上の制約等)及び探索オペレーション評価法最適探索計画構成法等の知識が必要である. ゆえに探索問題研究には, 各種センサー工学, 環境物理学, 信号処理理論, 眼の生理学, 探知認識人間工学, 目標行動及び探索目的行動全体知識, 探索システム運用特性, ORの最適化手法等々専門分野学際的アプローチが必要である. ここでの探索理論の役割は,関連科学による目標特性,センサー特性,探索特性知識もとづき,探索オペレーション定式化して探索効率定量的評価する理論モデル構築し, 探索要因効果解明することである. 更にその要因いくつか制御して, 探索効率最大にするシステム要因探索システム運用法の最適条件求めることである. そのための探索理論の研究次の4つのテーマ大別される. 即ち(1) 目標分布推定問題, (2) 探索センサー探索能力定量化問題, (3) 探索プロセス特性分析理論モデル, (4) 探索計画最適化問題, の研究である.


 探索はそれ自体完結する行動ではなく, 目標発見後の主行動目的であり, 探索はその情報収集活動として位置付けられる. ゆえに「何のために,いかなる方法で,どんな精度探すか」は探索システム対す外的条件として与えられるとみるのが探索理論の立場である. そこから探索効率尺度探索行動枠組み設定される. また通常, 探索動機づける粗い目標情報事前に存在し, その精密化のために探索が行われるが, 効率的探索にはその粗い目標情報活用が重要である. 事前目標情報をいかに評価探索計画反映させるかを分析するのが, 探索理論の第1のテーマ:目標存在分布推定問題である.


 一方, 探索成否第一義的センサー能力左右されるので, 探索計画立案にはセンサー探知能力把握が重要となる. これが探索理論の第2のテーマ:センサー探知能力定量化問題である. 上述の2つの知識もとづいて,効率的探索法理論的分析始められる.


 探索理論の第3のテーマは, 探索要因探索効率の関係を解明する探索プロセス特性分析問題である. この研究のねらいは探索細部条件(目標存在分布,移動法則,センサー能力,環境特性,探索手順等)が与えられたとき, 探索評価モデル定式化探索プロセス特性定量的評価する手段確立することである. それは探索ミクロ・モデル研究ということができる.


 探索理論の第4のテーマは,「探索すべきか否か, どこをどれだけ探すか, どのような順序探すか, いつまで探すか,」といった探索全般計画最適性に関するマクロ・モデル研究である. 特に探索者一方的探索問題探索努力の最適配分問題と言い, 上述探索計画諸元に関する最適性条件導出し, 最適探索計画設計指針明らかにする. この種の研究は, 静止目標問題, 移動目標問題, 虚探知のある探索問題, 寿命のある(死亡型,消滅型)目標問題, 先制探知問題, 探索経路制約問題, 探索停止問題等があり, 数理計画問題変分法問題定式化され最適解求められる. 一方, 探索者探し, 目標物隠れたり逃げたり, 場合によっては見つかるように行動したりといった双方的な意思決定のある探索としては, 探索ゲーム呼ばれる研究分野において, 潜伏探索ゲーム, 逃避探索ゲーム, 待ち伏せゲーム等が研究されている. また, 友好的複数探索者を扱うランデブー探索呼ばれる問題研究近年盛んである.


 さて, 探索理論を概観する以下の章では, 上述した第1のテーマから第3のテーマ解説し, さらに近年研究成果蓄積著しい第4のテーマとして静止目標物及び移動目標物対す最適探索, 探索ゲーム及びランデブー探索取り上げ, 最後に探索理論の現実応用例を紹介する.


参考文献

[1] B. O. Koopman, Search and Screening, OEG Report No.56, 1946. 2nd ed., Pergamon Press, 1980.

[2] B. O. Koopman, "The Theory of Search I," Operations Research, 4 (1956), 324-346. "The Theory of Search II," 4 (1956), 503-536. "The Theory of Search III," 5 (1957), 613-626.


サーチ理論

(探索理論 から転送)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2018/04/22 22:23 UTC 版)

ミクロ経済学において、サーチ理論(さーちりろん、英語search theory)は即座に取引相手を見つけることができず、そのために商取引の前にパートナーを捜し求めなければならないような売り手や買い手についての研究である。探索理論とも呼ばれる。


  1. ^ Stigler, George J. (1961), 'The economics of information'. Journal of Political Economy, 69 (3), pp. 213-25.
  2. ^ Stigler, George J. (1962), 'Information in the labor market'. Journal of Political Economy, 70 (5), Part 2, pp. 94-105.
  3. ^ D. Mortensen (1986), 'Job search and labor market analysis'. Chapter 15 of The Handbook of Labor Economics, vol. 2, edited by O. Ashenfelter and D. Card.
  4. ^ R. Lucas and N. Stokey (1989). Recursive Methods in Economic Dynamics, pp. 304-315.
  5. ^ J. Adda and R. Cooper (2003), Dynamic Economics: Quantitative Methods and Applications, p. 257.
  6. ^ McCall, John J. (1970), 'Economics of information and job search'. Quarterly Journal of Economics, 84, pp. 113-126.
  7. ^ Danforth, John P. (1979), 'On the role of consumption and decreasing absolute risk aversion in the theory of job search'. In S.A. Lippman and J.J. McCall, eds., Studies in the Economics of Search. New York: North-Holland, ISBN 0444852220.
  8. ^ Butters, G.R. (1977), 'Equilibrium distributions of sales and advertising prices'. Review of Economic Studies, 44, pp. 465–91.
  9. ^ Burdett, Kenneth, and Kenneth Judd (1983), 'Equilibrium price dispersion'. Econometrica, 51 (4), pp. 955–69.
  10. ^ Mortensen, Dale, and Christopher Pissarides (1994), 'Job creation and job destruction in the theory of unemployment'. Review of Economic Studies, 61 (3), pp. 397-415.
  11. ^ Pissarides, Christopher (2000), Equilibrium Unemployment Theory, 2nd ed. MIT Press, ISBN 0262161877.


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