氏名

トヨイズミ ヒロシ

豊泉 洋

職名

教授

所属商学学術院

(大学院会計研究科)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
toyoizumi@waseda.jp

住所・電話番号・fax番号

住所
〒169-8050新宿区 西早稲田1-6-1
電話番号
03-3202-2293
fax番号
03-3202-1987

URL等

WebページURL

http://www.f.waseda.jp/toyoizumi/(個人用ホームページ)

研究者番号
20315683

本属以外の学内所属

兼担

理工学術院(大学院基幹理工学研究科)

理工学術院(基幹理工学部)

学内研究所等

産業経営研究所

兼任研究員 2005年-2006年

学歴・学位

学歴

-1998年 早稲田大学 理工学研究科 物理学及び応用物理専攻

学位

博士(工学) 論文 早稲田大学

所属学協会

SIAM

INFORMS

IEEE

日本応用数理学会

電子情報通信学会 英文誌 編集委員

日本オペレーションズリサーチ学会

委員歴・役員歴(学外)

2003年-電子情報通信学会英文論文誌編集委員会 論文誌編集委員会
2005年-情報サービスを巡る財務・会計研究会 (経済産業省) 委員

受賞

Biothechno 2013 優秀論文賞

2013年05月

電子情報通信学会 交換研究会 SSE研究賞

1999年03月

電子情報通信学会 学術奨励賞

1997年03月

取材ガイド

カテゴリー
工学
専門分野
応用確率論、オペレーションズレサーチ、ネットワーク理論
自己紹介コメント
マクドナルドやスターバックスのカウンターにできる待ち行列から、複雑なネットワーク上を伝搬する情報の流れ、ハチが作るの巣のダイナミックス、金融システムまで、さまざまな現象の確率的な側面を数学的にモデル化し、分析します。ともすれば抽象的・難解で、応用先のわからないような数学理論も身近な現象の分析に使えることがわかります。
キーワード
待ち行列、ビジネス確率モデル、情報伝搬

研究分野

キーワード

応用確率論

科研費分類

複合領域 / 社会・安全システム科学 / 社会システム工学・安全システム

研究テーマ履歴

応用確率論

個人研究

論文

Analyzing Meiotic DSB Interference by Combining Southern Blotting and Microarray Analysis

H. Toyoizumi and H. Tsubouchi

The Fifth International Conference on Bioinformatics, Biocomputational Systems and Biotechnologies (Biotechno 2013)2013年-

Estimating the number of double-strand breaks formed during meiosis from partial observation

H. Toyoizumi and H. Tsubouchi

J Comput Biol19(12)p.1277 - 1283

Reverse preferential spread in complex networks

H. Toyoizumi, S. Tani, N. Miyoshi, and Y. Okamoto

Phys. Rev. E86:021103

Budding yeast pch2, a widely conserved meiotic protein, is involved in the initiation of meiotic recombination

S. Farmer, E.-J. E. Hong, W.-K. Leung, B. Argunhan, Y. Terentyev, N. Humphryes, H. Toyoizumi, and H. Tsubouchi

PLoS ONE7(6):e397242012年-

Analysis of the dynamics of social queues by quasi-birth-and-death processes

H. Toyoizumi and J. Field

SIGMETRICS Perform. Eval. Rev.39(4)p.29 - 302012年-

Analysis of the Dynamics of Social Queues by Quasi-Birth-and-Death Processes

H. Toyoizumi, J. Field

The Seventh International Conference on Matrix-Analytic Methods in Stochastic Models (MAM7)2011年-

The dynamics of social queues

H. Toyoizumi, J. Field

8th European Conference on Mathematical and Theoretical Biology, and Annual Meeting of The Society for Mathematical Biology (ECMBT 2011)2011年-

ample path analysis of contribution and reward in cooperative groups

Hiroshi Toyoizumi

Journal of Theoretical Biology256(3)p.311 - 3142009年-

相関を比較する確率順序

豊泉 洋

オペレーションズリサーチ52(9)p.577 - 579

コンピュータウィルスの生態学

豊泉 洋

オペレーションズリサーチ52(7)p.403 - 4082007年-

スズメバチの作る待ち行列

豊泉 洋

2006年度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-

Optimal Merging and Its Evaluation in Multicast

Hiroshi Toyoizum

INFORMS Hong Kong

An Infinite Phase-size BMAP/M/1 Queue and Its Application to Secure Communication

Hiroshi Toyoizumi

13th INFORMS Applied Probability Conference2006年-

Observation of Spread Dynamics of Malicious Software and its Comparison to Theoretical Model

Tatehiro Kaiwa, Hiroshi Toyoizumi

Symposium of Network Ecology2006年-

Obeservation and Modeling Method of Dynamics of Computer Virus Spread

Hiroshi Toyoizumi, Kenta Kaiwa

IEICE 3rd QoS Workshop2005年-

tochastic Features of Computer Viruses: Towards Theoretical Analysis and Simulation

Hiroshi Toyoizumi, Yuuzo Kobayashi, Kenta Kaiwa, Jiyun Shitozawa

Proceedings of the 5th St.Petersburg Workshop on Simulation2005年-

Evaluation method of download rate distribution in the multicast streaming

Hiroshi Toyoizumi

The 2005 Spring National Conference of ORSJ2005年-

Detect the Source of Worms with Spoofed Email Address

Hiroshi Toyoizumi

Technical Report of IPSJ004-EVA-9(62)p.33 - 362004年-

Performance Evaluation of secure group communication

H. Toyoizumi and M. Takaya

Journal of the Operations Research Society of Japan47(1)p.38 - 502004年-

Queues in genome

Hiroshi Toyoizumi

Communications of Operations Research of Japan47(7)p.413 - 4172004年-

Performance Evaluation of Defense Strategies against Computer Virus

H. Toyoizumi

Seventh INFORMS TELECOMp.131 - 1332003年-

Predators: good will codes combat against computer viruses

H. Toyoizumi, A. Kara

ACM SIGSAC New Security Paradigms Workshop 20022002年-

Sengupta's Invariant Relationship and Its Application to Waiting Time Inference

H. Toyoizumi

Journal of Applied Probability34(34)p.795 - 7991997年-

Distribution Measurement of Delay by Sengupta's Invariant Relationship

H. Toyoizumi

ITC Specialist Seminar1995年-

A Simple Method of Estimating Mean Delay by Counting Arrivals and Departures

H. Toyoizumi

IEEE INFOCOM '931993年-

Evaluating Mean Sojourn Time Estimates for the M/M/1 queue

H. Toyoizumi

Computers and Mathematics with Applications24(1/2)p.7 - 151992年-

Continuous Dependence on Obstacles in Variational Inequalities

H. Toyoizumi

Functional Equations34(1)p.103 - 1151991年-

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:

決定論型と確率論型モデリングの融合による新しい待ち行列評価モデルの研究

配分額:¥2100000

研究種別:萌芽研究

コンピュータウィルスの確率論的モデル化とその能動的撃退手法の性能評価の研究

2003年-2005年

研究分野:社会システム工学・安全システム

配分額:¥3800000

研究種別:

集団と個体のインタラクションのある場合の意思決定理論とその実験的検証

2016年-0月-2019年-0月

配分額:¥4030000

研究種別:

コンピュータウィルスの確率論的モデル化とその能動的撃退手法の性能評価の研究

配分額:¥3800000

学内研究制度

特定課題研究

待ち行列理論による社会性動物の協調行動の分析

2011年度

研究成果概要:本研究では、自然界で実際に見られる協力関係のグループダイナミックスを一つのシステムとし てモデル化し、そのシステムに対して待ち行列理論を用いることにより、グループ全体の性能を分析した。特に、マレーシアに見られるhover wasp...本研究では、自然界で実際に見られる協力関係のグループダイナミックスを一つのシステムとし てモデル化し、そのシステムに対して待ち行列理論を用いることにより、グループ全体の性能を分析した。特に、マレーシアに見られるhover waspが女王の座を巡って作る待ち行列に関する実際のデータを解析し、Markov chain によりモデル化し、その特性を分析した。A wide variety of animals are known to form simple hierarchical groups called social queues, where individuals inherit resources or social status in a predictable order. Queues are often age-based, so that a new individual joins the end of the queue on reaching adulthood, and must wait for older individuals to die in order to reach the front of the queue. While waiting, an individual may work for her group, in the process often risking her own survival and hence her chance of inheri- tance. Eventually, she may survive to reach the head of the queue and becomes the dominant of the group. Queueing has been particularly well-studied in hover wasps (Hymenoptera: Stenogastrinae). In hover wasp social groups, only one female lays eggs, and there is a strict, age-based queue to inherit the reproductive position. While the dominant individual (queen) concentrates on breeding, subordinate helpers risk death by foraging outside the nest, but have a slim chance of eventually inheriting dominance. Some explanations for this altruistic behavior and for the stability of social queues have been proposed and analyzed [Field et al., 2006; Kokko and Johnstone, 1999]. Since both the productivity of the nest and the chance to inherit the dominant position depend critically on group size, queueing dynamics are crucial for understanding social queues, but detailed analy- sis is lacking. Here, using hover wasps as an example, we demonstrate that some basic queueing theory[Toyoizumi, 2008] and non-homogeneous birth and death processes are useful for analyzing queueing dynamics and the population demographics of social queues. Our work leads to better understanding of how environmental conditions and strategic decision-making by individuals inter- act to produce the observed group dynamics; and in turn, how group dynamics affects individual decision-making.

二重鎖切断の不完全情報から遺伝子混合の特性を推定する数学手法の研究

2014年度

研究成果概要:It is well-known that crossover formation events on a chromosome interfere with each other during meiosis, and this...It is well-known that crossover formation events on a chromosome interfere with each other during meiosis, and this interference affects the distribution of genetic exchanges on a chromosome in sexual reproduction. However, due to the technical difficulties, it is unknown if meiotic double strand break (DSB) formation, the initiating event of meiotic recombination, shows interference. We discuss a method that employs probability theory of survival analysis in conjunction with: chromosome fragment distribution, detected by Southern blotting; and genome-wide DSB intensity maps, obtained by microarray analysis. We show that this method is a promising tool to analyse DSB interference.

待ち行列モデルの生物グループダイナミックスへの応用とその検証実験

2014年度共同研究者:Jeremy Field

研究成果概要:Using simple stochastic models, we discuss how cooperative breed- ers, especially wasps and bees, can improve their...Using simple stochastic models, we discuss how cooperative breed- ers, especially wasps and bees, can improve their productivity by reducing foraging work. In a harsh environment, where foraging is the main cause of mortality, such breeders achieve greater productivity by reducing their for- aging effort below full capacity, and they may thrive by adopting cooperative breeding. This could prevent the population extinction of cooperative breeders under conditions where a population of lone breeders cannot be maintained. 

待ち行列モデルのグループダイナミックス評価への応用とその検証実験

2015年度

研究成果概要:待ち行列理論やネットワーク理論を使って、自然界で実際に見られる生物の相互の関係、特に、階級構造(女王、働き蜂)などのグループダイナミックスをモデル化し、グループ全体の性能を分析する手法を考案する。さらに、階級構造や相互関係などの待...待ち行列理論やネットワーク理論を使って、自然界で実際に見られる生物の相互の関係、特に、階級構造(女王、働き蜂)などのグループダイナミックスをモデル化し、グループ全体の性能を分析する手法を考案する。さらに、階級構造や相互関係などの待ち行列の操作実験を行うことで、分析結果を実証し、グループにおける協力関係などのダイナミックスを解明する新しい手法を開発することを目的とする。また、これらの新しいグループ全体の性能評価手法を生物だけではなく、人間社会の組織等への応用も視野に含める。

コンピュータウィルスのスケールフリーネットワークモデルによる最適コントロール問題

2006年度

研究成果概要:発信源のPCで保存されているメールアドレスを検索し、このアドレスを経由して拡散していくメール型のウィルスを取り上げる。メール型ウィルスは、メールアドレスの相互保持関係を基盤にする仮想的なメールアドレス空間上のネットワークを自律的に...発信源のPCで保存されているメールアドレスを検索し、このアドレスを経由して拡散していくメール型のウィルスを取り上げる。メール型ウィルスは、メールアドレスの相互保持関係を基盤にする仮想的なメールアドレス空間上のネットワークを自律的に移動し、繁殖する粒子としてモデル化することができる。また、メールアドレスネットワークは、よく知られた階層型や完全ランダムなネットワークと異なり、small world networkの一種として考えることができるスケールフリーネットワークとしてモデル化することが可能である。本研究では、実際のネットワーク上を移動するコンピュータウィルスの活動を観測することにより、逆にメールアドレスネットワークの特性とメール型ウィルスの拡散ダイナミックスをモデル化する方法を検討した。最終的には、観測データから感染において重要な役割を担うハブノード(スーパー感染源)の位置を推定し、これらのノードへ防御を集中することにより、スケールフリーネットワークの構造をアクティブに変化させ、従来とは比較にならないほど、効果的な防衛戦略が実現する方法を提案した。

カリバチの社会学的待ち行列モデルの研究

2007年度

研究成果概要:Social queueでは、グループ内に明確な階級構造が見られ、queueの先頭(階級の頂点)にいる個体が、グループ内で優位な生活(生活サポート、独占的な繁殖活動等)を送ることができる。その他の個体は、queueの先頭になる順番...Social queueでは、グループ内に明確な階級構造が見られ、queueの先頭(階級の頂点)にいる個体が、グループ内で優位な生活(生活サポート、独占的な繁殖活動等)を送ることができる。その他の個体は、queueの先頭になる順番を待ち、待つ間は、ヘルパーとしてグループの活動を支える。ヘルパーの活動は、生命の危険を伴い、ヘルパー自身の利益を損なうものも多い。どうして、生命の危険を犯してまでヘルパーとしてグループに加わるのかという疑問に対する満足な答えはまだみつかっていない。特にHairy-Faced Hover Waspが作るsocial queueは、年功序列型の厳格なsocial queue構造を持つことが知られている。本研究では、Hairy-Faced Hover Waspのsocial queueを数学的にモデル化し、その特性を分析した。

企業ネットワークにおける協調関係の進化の理論的研究

2009年度

研究成果概要:生物の中には、social␣queueという社会構造を持つものがある。social␣queueでは、新規に協 力した個体が、報酬(繁殖の機会)を得るのは、グループに貢献してからである。報酬の遅れが 社会構造...生物の中には、social␣queueという社会構造を持つものがある。social␣queueでは、新規に協 力した個体が、報酬(繁殖の機会)を得るのは、グループに貢献してからである。報酬の遅れが 社会構造の安定性と進化に寄与しているものと考えられる。しかし、そこには、報酬を得られな いことに関するリスクや、報酬の遅れに対する嫌悪感などのトレードオフが存在する。Social␣qu eueの特性を知ることは、プリミティブな社会構造が、どのように高度に発展した社会の構造へ発 展していくのか、さらには、現在の人間社会の社会構造、ネットワーク構造を知る上で、貴重な 鍵を与えてくれる。本研究の代表者は、既に、social␣queueを待ち行列的にモデル化し、little の公式を用いることにより、その一般的な特性を明らかにすることに成功した␣

海外研究活動

研究課題名: 企業ネットワークにおける協調関係の進化の理論的研究

2010年08月-2011年07月

機関: ハーバード大学(アメリカ)

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
数理科学展望B基幹理工学部2018秋学期
数理科学展望B 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018秋学期
数学講究A基幹理工学部2018春学期
数学講究A  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018春学期
数学講究B基幹理工学部2018秋学期
数学講究B  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018秋学期
数学特別講究A基幹理工学部2018春学期
数学特別講究B基幹理工学部2018秋学期
卒業研究基幹理工学部2018通年
応用数理概論基幹理工学部2018通年
応用数理概論  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018通年
応用数理講究A 基幹理工学部2018春学期
応用数理講究A 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018春学期
応用数理講究B 基幹理工学部2018秋学期
応用数理講究B 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2018秋学期
ビジネスと確率の数理 基幹理工学部2018春学期
プロジェクト研究基幹理工学部2018通年
Research Project B基幹理工学部2018春学期
Research Project B 【S Grade】基幹理工学部2018春学期
Research Project C基幹理工学部2018秋学期
Research Project C 【S Grade】基幹理工学部2018秋学期
Research Project A基幹理工学部2018秋学期
Research Project D基幹理工学部2018春学期
ビジネス数学大学院会計研究科2018春学期
ビジネス確率統計大学院会計研究科2018秋学期
オペレーションズ・リサーチ大学院会計研究科2018春学期
金融工学大学院会計研究科2018秋学期
ビジネスデータサイエンス大学院会計研究科2018春学期
オペレーションズ・リサーチ研究A大学院会計研究科2018春学期
オペレーションズ・リサーチ研究B大学院会計研究科2018秋学期
オペレーションズ・リサーチ学位論文大学院会計研究科2018通年
オペレーションズ・リサーチテーマ研究I ※履修登録時に志望理由入力必須大学院会計研究科2018秋学期
オペレーションズ・リサーチテーマ研究II大学院会計研究科2018春学期
オペレーションズ・リサーチテーマ研究III大学院会計研究科2018秋学期
オペレーションズ・リサーチテーマ研究論文大学院会計研究科2018秋学期
修士論文(数学応数)大学院基幹理工学研究科2018通年
Research on Applied Probabilistic Model大学院基幹理工学研究科2018通年
応用確率モデル研究大学院基幹理工学研究科2018通年
応用確率モデル理論大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Seminar on Applied Probabilistic Model A大学院基幹理工学研究科2018春学期
応用確率モデル演習A大学院基幹理工学研究科2018春学期
Seminar on Applied Probabilistic Model B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
応用確率モデル演習B大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Seminar on Applied Probabilistic Model C大学院基幹理工学研究科2018春学期
応用確率モデル演習C大学院基幹理工学研究科2018春学期
Seminar on Applied Probabilistic Model D大学院基幹理工学研究科2018秋学期
応用確率モデル演習D大学院基幹理工学研究科2018秋学期
Master's Thesis (Department of Pure and Applied Mathematics)大学院基幹理工学研究科2018通年
応用確率モデル研究大学院基幹理工学研究科2018通年

教育内容・方法の工夫

計算機科学/数理科学B用の講義内容の整備

詳細

概要:新規に、上記科目用のコンテンツを整備し、自分のホームページ上に掲示した。

情報処理入門におけるOICの試用

詳細

概要:MNCの機能であるOICを情報処理入門のクラス用に試用した。具体的には、OICを通じたハンドアウトの配布、BBSを用いた参加型の講義、OICを使った試験、レポートの回収を行った。

統計学II用のハンドアウトの整備

詳細

概要:統計学IIで使用する数理ファイナンス理論の講義用ハンドアウトを整備し、自分のホームページ上に公開した。

作成した教科書・教材・参考書

計算機科学/数理科学用ハンドアウト作成

詳細

概要:計算機科学/数理科学用のハンドアウトを作成した

数理ファイナンス講義用ハンドアウト作成

詳細

概要:数理ファイナンスの講義用ハンドアウトを作成した。