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第3回「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」レポート

データサイエンティストを目指す学生向けのセミナー「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」の第三回が3/19(火)に開催されました。第一回・第二回に引き続き今回も多くの学生の皆様に参加していただき、有意義なセミナーとなりました。本記事では、当日の様子についてご紹介します。 本セミナーでは、データサイエンティストのキャリアと活躍の場や、ビジネス上でのアナリティクス活用方法について、スピーカーがこれまでの経験をもとにご紹介しました。 SASにおけるデータサイエンティスト はじめに、データサイエンティストのキャリアやスキルについてSAS JapanのSebastian Wikanderより講演を行いました。 前半は、自身のキャリアや経験をもとにした、データサイエンティストのキャリアの紹介です。キャリアの初めはトラックメーカーに就職。様々なビジネスモデルをデータを用いて分析することに魅力とやりがいを感じ、SASに転職しました。SASでの仕事は年齢・学歴・国籍等、多様性があり、より良いパフォーマンスが発揮できます。具体的な仕事例として、大手IT企業の業務プロセス改善プロジェクトと部品メーカーにおけるディープラーニング活用プロジェクトを紹介し、SASと顧客のノウハウを合わせるチームワークの重要性や、過去の学びやスキルをもとに常に新しいチャレンジへと挑戦する楽しさなどを伝えました。 次に、データサイエンティストに必要なスキルの紹介です。核となるデータサイエンススキルの他にも、プログラミングスキル、統計学や機械学習の知識、ビジネス能力、英語力を含むコミュニケーションスキルなど多種多様なスキルが必要だとし、データサイエンティストは事例に合わせて最適なスキルを活用する「スペシャリストよりジェネラリスト」という言葉は印象的でした。 最後にデータサイエンティストのやりがいとして、様々なアプローチの中から一つを選択する「クリエイティブ」な側面、ビジネスとしての「人との関わり」という点、「新たなチャレンジ」を続けワクワクした日々を送れるという点を挙げ、より多くの学生に興味を持って欲しいというメッセージを伝えました。       アナリティクス活用領域の概要 リスク管理 続いて、リスク管理におけるアナリティクスの活用について、SAS Japanの柳による講演です。 最初にビジネスにおけるリスクについて紹介しました。リスクとは「不確実性」であると指摘し、その不確実性を想定の範囲内で「リスク管理」し「収益−損失の最大化」という目的を達成するためにアナリティクスが活用されていると紹介しました。 具体例として、金融機関における「規制対応のリスク管理」と「収益を上げるためのリスク管理」を挙げています。前者は政策等で一定の枠組みが決まっており事象の予測が行いやすく、アナリティクスが最大限活用されています。一方後者は変動が大きく様々なシナリオが想定されるため、経済情勢・社会情勢等に基づいた多様なモデルをもとにシミュレーションを重ね、意思決定の判断基準にしています。 最後に金融機関におけるAIの活用について紹介しました。業務の効率化や人的ミス排除等を目的とした従来のIT化とは異なり、人間では処理できないほど膨大となったデータを扱うために金融機関でAIを導入する動きが進んでいるとのことです。しかし、AIの思考がブラックボックス化され判断の説明可能性が低いという問題点もあり、AIの思考の透明性をどう保証するかが今後の大きな課題の一つであると伝えました。       SASの学生向けData Science 推進活動 最後に、学生のデータサイエンスの学びの場としてData for Good 勉強会とSAS Student Data for Good communityを紹介しました。Data for Goodとは様々な社会問題をデータを用いて解決する取り組みであり、これまでにも世界の絶滅危惧種や通勤ラッシュ時の鉄道混雑緩和をData for Goodの活動具体例として紹介しました。学生が主体となりこの活動をより推進するため、SASでは「Data for Good勉強会」と「SAS Student Data for Good Community」という活動を企画しています。 Data for Good 勉強会とは、SASやData Kind(Data for Goodを推進する社会団体)の実施したData

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ディープ・ラーニングにおける物体検出

この記事はSAS Institute Japanが翻訳および編集したもので、もともとはXindian Longによって執筆されました。元記事はこちらです(英語)。 物体検出とは? 物体検出とはコンピューター・ビジョンの一分野であり、画像内に含まれる関心対象の物体を自動的に背景から区別して位置特定する手法です。例えば、図1に示す2つの画像では、いずれも前景に物体があります。左の画像では鳥が、右の画像では犬と人間が前景にあります。 「物体検出問題の解決」とは、「これらの物体をぴったりと囲むバウンディング・ボックスを配置し、それぞれのバウンディング・ボックスに対して正しい物体カテゴリーを関連付けること」を意味します。画像処理の領域における他のタスクと同様、物体検出を実行するときにもディープ・ラーニングは最先端の手法として力を発揮します。 物体検出の仕組み 物体検出に関する重要な問題の1つは、前景にある物体の数が画像によって様々に異なる、ということです。しかし、ここでは物体検出の仕組みを理解するために、まずは1つの画像に1個の物体しか存在しないと仮定し、この制約条件の下で物体検出問題を考えてみましょう。1つの画像に1個の物体しか存在しない場合、バウンディング・ボックスの発見と物体のカテゴリー判断という問題は、単純明快な方法で解決することができます。バウンディング・ボックスは4組の数値で表現されますから、バウンディング・ボックスの位置を学習するタスクは、回帰問題として無理なくモデル化することが可能です。そのタスクが済めば、物体のカテゴリー判断は分類問題として解くことができます。 ここでの「制約条件付きの物体検出」という課題に関する回帰および分類問題に対する解法を提供するのは、図2に示す畳み込みニューラル・ネットワーク(CNN)です。コンピューター・ビジョンの領域における他の従来型タスク(例:画像認識、キーポイント検出、セマンティック・セグメンテーションなど)の場合と同様、ここでの「制約条件付きの物体検出」という課題では、固定数のターゲットを扱います。これらのターゲットの当てはめは、固定数の分類または回帰問題としてターゲットをモデル化することによって実行可能です。 前述のとおり、真の物体検出はN個の物体を処理できなければなりません(Nの値は画像によって異なります)。残念ながら、図2に示したCNNは、このような、より一般的な問題を解決することができません。しかし、多くの矩形ボックスの位置とサイズについて仮説を立てることによってCNNの変種を使用し、CNNを物体の分類にのみ利用する、というやり方は可能かもしれません。私たちはそのような場合の矩形ボックスを、しばしば「ウィンドウ」と呼びます。ウィンドウ仮説を汎用的なものにするためには、画像内で考えられる全ての位置とサイズをカバーしなければなりません。それができれば、それぞれのサイズと位置のウィンドウについて、「その中に物体が存在するかどうか?」と、「存在する場合、物体のカテゴリーは何か?」を判断することが可能になります。 図3は、このアプローチで物体検出を実現する場合に候補となりうるウィンドウをいくつか示しています。画像は有限個のピクセルで構成されていますから、ウィンドウの総数は膨大です。検討すべきウィンドウの数の膨大さを考えると、このアプローチはコンピューティングの観点からは非実用的です。 ウィンドウを用いて物体を探すための効率的な手法 では、「一部のウィンドウだけを調べる」というスマートな方法で物体検出を実行することは可能でしょうか? 答えは「イエス」です。このような「ウィンドウの部分集合」を発見する方法には2つのアプローチがあり、それらは2つの異なる物体検出アルゴリズムへとつながります。 第1のカテゴリーのアルゴリズムは、最初にリージョン・プロポーザル(領域候補の抽出)を実行します。これは具体的には、コンピューター・ビジョンの従来の手法(選択的検索など)を用いて、あるいは、ディープ・ラーニングに基づくリージョン・プロポーザル・ネットワーク(region proposal network: RPN)を用いて、物体を含んでいる可能性の高い領域を選択する、ということです。候補ウィンドウの少数のセットを収集したら、セットの数だけ回帰モデルおよび分類モデルを定式化することによって、物体検出問題を解決することができます。このカテゴリーに属するアルゴリズムとしては、Faster R-CNN[1]、R_FCN[2]、FPN-FRCN[3] などがあります。このカテゴリーのアルゴリズムは、通常、「2段階法」と呼ばれます。これらは一般に、この後に紹介する「1段階法」に比べ、正確性は優れていますが、処理は低速です。 第2のカテゴリーのアルゴリズムは、固定位置にある固定サイズの物体だけを探します。これらの位置とサイズは、ほとんどのシナリオがカバーされるように戦略的に選択されます。通常、これらのアルゴリズムは、元の画像を固定サイズのグリッド(格子)領域に分割した上で、それぞれのグリッド領域に関して、あらかじめ決めておいた所定の形状およびサイズの、固定数の物体を予測することを試みます。このカテゴリーに属するアルゴリズムは「1段階法」と呼ばれます。この手法の例としては、YOLO[4]、SSD[5]、RetinaNet[6]などが挙げられます。このカテゴリーのアルゴリズムは、通常、より高速に実行できますが、正確性は劣ります。このタイプのアルゴリズムは、リアルタイム検出を必要とするアプリケーションで活用されることが多くなっています。 以下では、これらのうち2つの一般的な物体検出手法を取り上げ、もう少し詳しく検討します。 YOLOによる物体検出 YOLO (You Only Look Once) は、1段階の物体検出手法を用いる代表的なアルゴリズムです。このアルゴリズムが物体を検出するためにたどるステップを、図4とその下の箇条書きに示します。 元の画像を等サイズのグリッドに分割します。 それぞれのグリッドに関して、事前に定義した形状の、グリッドの中心を中心位置とするバウンディング・ボックスを、事前に設定した数だけ予測します。それぞれの予測には、クラス確率と物体信頼度(その領域が物体を含んでいるか、あるいは背景のみか)が関連付けられます。 最後に、高い物体信頼度およびクラス確率が関連付けられたバウンディング・ボックスを選択します。最も高いクラス確率を持つ物体クラスが、その物体のカテゴリーとなります。 事前に定義した形状の事前に設定した数のバウンディング・ボックスは「アンカーボックス」と呼ばれ、k平均法アルゴリズムによってデータから取得されます。アンカーボックスは、物体のサイズと形状についてデータセットから予備知識を捕捉します。異なるサイズおよび形状の物体を検出するためには、異なるアンカーが設計されます。例えば図5では、1つの場所に3種類のアンカーが表示されていますが、最終的には赤のアンカーボックスが中央の人物を検出します。言い換えると、アルゴリズムは、物体とこのアンカーボックスの適切なサイズを一緒に検出します。通常、最終的な予測は、アンカーの位置またはサイズ自体とは異なります。なぜなら、画像の特徴量マップから取得される最適化されたオフセット値が、アンカーの位置またはサイズに加算されるからです。 YOLOアルゴリズムのアーキテクチャを図6に示します。検出層は、多数の回帰および分類オプティマイザーを含んでおり、その数はアンカーの数によって決まります。 Faster RCNNによる物体検出 Faster RCNN[1] は、2段階の物体検出アルゴリズムです。図7は、Faster RCNNの2つの段階を示しています。アルゴリズム名に “Faster” と付いていますが、「1段階法よりも高速」という意味ではありません。この名称は歴史的な経緯を反映しており、以前のバージョン(オリジナルのRCNNアルゴリズム[7] やその後継のFast RCNN[8])よりも高速であることを示しています。Faster RCNNにおける高速化は、個々の関心領域(Region of Interest: RoI)に関する特徴抽出計算を共有する手法と、ディープ・ラーニングに基づくリージョン・プロポーザル・ネットワーク(RPN)の導入によって実現されています。 多数のCNN層を用いて特徴量マップを抽出した後、リージョン・プロポーザル・ネットワーク(RPN)が、物体を含んでいる可能性の高い多数のウィンドウを出力します。その後、アルゴリズムは、各ウィンドウ内部の特徴量マップを取得し、それらを固定サイズにリサイズ(またはポール)することで(=RoIプーリング)、物体のクラス確率とより正確なバウンディング・ボックスを予測します。

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第2回「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」レポート

第1回に引き続き、データサイエンティストを目指す学生向けのセミナー「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」の第2回が1/31(木)に開催されました。当日の様子について紹介します。 このセミナーはデータサイエンティストのキャリアと活躍の場や、ビジネスではアナリティクスがどのように活用されているかについて、スピーカーがこれまでの経験をもとに紹介するものです。 経営幹部候補としてのデータサイエンティスト はじめに、データサイエンティストのキャリアについて、コニカミノルタジャパン株式会社・松木さんの講演です。コニカミノルタジャパンでは、2016年にデータサイエンス推進室を設置し、コピー機の買替・故障・受注の予測などにデータ分析を活用しているそうです。 まず、成果を出せるデータサイエンティストのキャリア形成についての話です。この話題の中では「データサイエンティストとは経営幹部候補、すなわち分析・数理モデルで経営課題を解決できる人材である」という一文がとても印象的でした。松木さんは、ただ分析作業ができる・数理モデルを作成できるだけではなく、それらの優れた技術をツールとして経営課題の解決ができる人材というのがデータサイエンティストのあるべき姿と考えると言っていました。 次に、データサイエンティストに求められるスキルについてです。そのスキルとは主に、分析スキル・ITスキル・ビジネススキルに分けられますが、その中でもビジネススキルは他の2つに比べて教育が困難であり、知識と経験が必要です。そこで実際にコニカミノルタジャパンでは、分析・ITスキルをもつデータサイエンティストと、ビジネススキルを持つ他部署メンバーとが共同して分析を行う仕組み(=タスクフォースユニット)でデータサイエンティストのビジネススキルを補うことを行っているそうです。 こうして、組織単位で分析を進めるにあたって欠かせないのがコミュニケーション能力です。ここで言うコミュニケーション能力とは、単純に人と仲良くなれるという意味よりも、「相手を理解するための、幅広い知識を習得する」「相手が理解できるようにデータサイエンスの見える化をする」ことを指します。現場や他部署メンバーの考えを理解するためのビジネスにおける幅広い知識、データサイエンスの知見がない人でも一目でわかる環境の構築が必要であるとのことでした。   講演の最後には、「データサイエンティストは多種多様な専門性が必要である」というメッセージをいただきました。これまでの話にもあったように、数理モデルの開発といった場面は仕事の一部で、ビジネススキルやコミュニケーション能力を活用することでいかに他の社員に、現場に「みせる」かが重要であるということを学生に伝えていただきました。       ビジネスで活用されるアナリティクス “顧客理解” 次に、ビジネスで活用されるアナリティクスについて、SAS Japanの庄子による講演です。 「通信販売サイトから自分だけのクーポンが送られてきた」、「動画配信サービスに自分好みの動画がおすすめされる」、「携帯電話の学割があれほどまで安い」などといった例を挙げ、私たちが日常生活においてデータ分析の恩恵をどれだけ受けていると思うか?という質問を導入として講義は始まりました。また、消費者のうち64%は支払う金額よりもそのもの自体の質を重視するにもかかわらず、それを完璧に捉えることが出来ている企業はわずか6%であるという話もあり、顧客理解の重要性を直観的に感じることが出来ました。   顧客理解について、前半ではそのコンセプトの紹介です。 顧客理解とは何を理解するのか?代表的な3つの項目があります。 「顧客の優良度・リスク」:どの顧客が特に大事か、損をもたらす可能性が高いか 「顧客の嗜好」:個々に異なる顧客の好みに対して何を薦めるべきか 「顧客の行動」:顧客の生活パターンや生活圏等を考慮する この3項目について、携帯キャリアの顧客理解に関する施策を顧客の加入から解約の流れに沿って例示していました。 後半は具体的に3つの項目についてどのような分析を行っているかについて、前半にもあった携帯キャリアの顧客理解に関連する具体的な施策に3項目をそれぞれ当てはめて紹介していました。ここではその一部を簡潔に紹介します。 「顧客の優良度」:生涯価値(Life Time Value)の算出(どれくらい先まで契約の継続をしそうか、機種変更はいつ頃しそうか) 「顧客の嗜好」:テキストを用いた趣味嗜好判定 「顧客の行動」:位置情報による生活圏の特定 最後には、「企業のデータ活用はまだまだ発展途上でみなさんの活躍が企業や世の中を大きく変える」という前向きなメッセージと、情報倫理のプライバシー懸念について「倫理観が大事”Don’t Be Evil”(by Google)」という助言の両方を学生に向けたメッセージとして伝えていました。   SAS student Data for Good communityの紹介 セミナーの最後には、学生のデータサイエンティストに向けた学びとしてSAS student Data for Good communityについて紹介しました。 「Data for Good」とは多岐にわたる社会的なテーマから課題を提示し、データを活用して解決しようとするものです。これまでにブログで紹介した世界の絶滅危惧種や通勤ラッシュ時の鉄道混雑緩和をData

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SAS Japanによる小学生向けプログラミング教育: 玉川学園で体験授業を実施

私が小学生のころ、21世紀になると自動車は空を飛び、真空チューブの中のリニアモーターカーは時速2000kmに達するものだと思っていましたが、現在のような情報化社会は想像できていませんでした。初めてパソコンに触ったとき、何をするためのものなのかさっぱりわからなかったことを覚えています。 いまの小学生が大人になるころは、どのような社会になっているのでしょうか。10年先、20年先を想像することは難しいですが、子どもたちは、その社会で生きるための力を身につける必要があります。

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AI実用化の鍵は「アナリティクス・ライフサイクル」に在り

近年、AIや機械学習がブームとなり、キーワードだけが先走りしている傾向にあります。結果、「AI・機械学習を活用する」こと自体が目的化し、ツールや環境を導入したものの、ビジネス価値創出に至らないケースも多いようです。 その最大の要因は、肝となる「アナリティクス・ライフサイクル」の欠如にあります。 まず、業務課題を明確化した上で、その課題を解決するためにはデータ分析が必要であり、分析には元となるデータが必要になります。必要なデータを準備し、その中身を探索し、その結果に基づいて予測モデルを開発し、作成されたモデルを業務に実装する、このサイクルを素早く回し続ける、これが、企業が抱える業務課題を解決し、ビジネス価値(収益の拡大、コストの削減、リスクの低減、など)を創出するための鍵なのです。   アナリティクス・ライフサイクルを構成する3つの要素: アナリティクス・ライフサイクルを素早く回すためには、上記3つの要素がシームレスに連携する必要があります。しかし、多くの企業では、従来から、複数の異なるベンダーの異なる商用ソフトウエアや環境、あるいはオープンソースソフトウエアなどを継ぎ接ぎして分析環境を構築してきたため、このサイクルを回すためには多大な時間を擁してしまい、変化への素早い対応は困難な状況にありました。 この課題に対して、AIプラットフォーム SAS® Viya®では、アナリティクス・ライフサイクルに必要な機能要素を網羅した上で、それぞれがシームレスに連携し、高速に回し続けることが可能となっています。 そして、SAS Viyaには、分析者のスキルレベルに応じて、プログラミングインターフェースとグラフィカルインターフェースの両方が備わっています。 データサイエンティストであれば、データの準備から探索、そしてモデル生成までをお好みの言語(SAS, Python, R, Java, Lua)を使用して実施することができます。 一方で、コーディングスキルを持たないビジネスユーザーであれば、統合グラフィカルユーザーインターフェース上でアナリティクス・ライフサイクルをシームレスかつ高速に回し続けることが可能となっています。 企業が、その企業の競合企業よりも早く、正確に、アナリティクス・ライフサイクルを回すことによって、以下が実現されます。: より多くの反応率の高いマーケティングキャンペーンをより早く実施し、より多くの新規顧客を獲得し、既存顧客の離反を防止 より早く正確に、より多くの製造設備の異常予兆を検出し、設備のダウンタイムを最小化し、生産量を最大化 より多くの種類の不正をより早く正確に検知し、不正により齎されるリスクや損失を低減し、企業の信頼度を向上 企業を取り巻く環境の変化に、より素早く対応 …など Data:データの準備 異なる分析要件ごとに、分析者自身で、分析に必要なデータは都度準備する必要があります。SAS Viyaでは、分析者自身で分析に必要なデータをセルフサービス型で準備することができるようになっています。 マウスのポイント&クリック操作だけで、データのプロファイリングからクレンジング、加工・変換・結合などを自由自在に行うことができ、分析プロセス全体の中で7、8割の工数を占めると言われるデータ準備工数や時間を大幅に削減することが可能となります。 Discovery:データの探索とモデル生成 次に、準備したデータの中身を探索します。SAS Viyaでは、コーディングスキルを持たないビジネスユーザーでもマウスの簡単操作だけで、データの探索や分析が可能になっています。単一の画面内で、過去の見える化から高度な機械学習までもが可能で、できあがった画面をレポートやダッシュボードとして即座に全社に公開し、共有することもできます。 データサイエンティストであれば、モデル生成の手前のビジュアルなデータ探索手段として活用することができます。 データ探索の結果に基づき、予測モデルを構築します。 SAS Viyaでは、ビジュアルなUIからマウスのドラッグ&ドロップ操作で、機械学習、時系列予測、テキスト解析の各種モデル生成プロセスをグラフィカルなフロー図(パイプライン)として描き、実行することが可能になっています。 このモデル生成パイプラインは、ドラッグ操作で一から作り上げることもできますし、SASの長年のベストプラクティスに基づき、予め用意されているパイプラインのテンプレートを使用して、精度の高い予測モデルを自動生成することも可能です。 Deployment:モデルの業務実装 生成されたモデルは統合的に管理した上で、業務に実装することができます。 モデル管理画面では、モデルにテストデータを当てはめてスコアリングテストの実施や、モデルのデプロイ(業務実装)、業務に実装後のモデル精度のモニタリング、再学習を実行し、モデル精度を改善、そしてバージョン管理など、モデルを統合管理することができます。 管理されたモデルは、異なる業務要件ごとに異なる環境へデプロイ(業務実装)することができます。 REST API:既存のアプリケーションからREST APIを通じて、SAS Viyaサーバー上にあるモデルにデータを当てはめてスコアリング(予測処理)を行い、結果を受け取ることができます。 インデータベース:モデルをデータベース内にデプロイし、データベース内で直接スコアリングを実施することができます。これによって、スコアリング対象の大量のデータを転送する必要が無くなり、処理の効率化や意思決定の迅速化も図れます。 インストリーム:SAS Viyaには、オンライン機械学習・リアルタイム処理向けにストリーミングのエンジンも実装されています。SAS Viyaのリアルタイムプロセスにモデルをデプロイすることで、リアルタイム・スコアリングも実現されます。 以上のように、企業が業務課題を解決し、ビジネス価値を創出するためには、「アナリティクス・ライフサイクル」が肝であり、このサイクルをシームレスかつ素早く回し続けることが、企業の変化対応力、競争力強化に直結するということです。 従来からSASを活用し、ビジネス価値を出している企業はすべてこのサイクルを回し続けています。そして、AIプラットフォームSAS Viyaでは、これを強力に支援することができるということです。

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Data for Good: 満員電車をなくすことはできるか

前回のブログ記事では、Data for Good活動の一環として、世界の絶滅危惧種についての考察をしました。本記事では、朝ラッシュ時の鉄道混雑について考えます。 首都圏における鉄道の通勤通学時間帯混雑率は、長期的にみて改善されているものの180%を超える路線が11路線あるなど(2017年)依然として満員電車は解消されていません。不快感や身体の圧迫はもとより、多くの乗客が集中することで、混雑による遅延が発生しています。車両の増備、長編成化、新路線の建設などハード面の強化により大幅な改善を図ることができますが、すでに容量の限界まで運行している場合や、構造物の制約、費用、期間の面からもこれらの施策をすぐに実現することは難しいです。そこで今回は、通勤ラッシュ回避のために乗客が通勤時間をずらすオフピーク通勤の実施について調査し、混雑緩和につながるかを検証したいと思います。 オフピーク通勤(時差通勤)は、個人の自発的な行動によるものであり、多くの会社・学校の始業時間がほぼ同じであるため鉄道事業者が呼びかけても定着することはありませんでした。2016年に「満員電車ゼロ」を含んだ公約を掲げ当選した小池都知事は、公約の実現のためオフピーク通勤を推進するキャンペーンである「時差Biz」を2017年にスタートしました。このことについて、東京都のサイトには以下の文章があります。 満員電車の混雑緩和は、社会の生産性向上のための重要な課題のひとつです。 東京都では、通勤時間をずらすことによって満員電車の混雑緩和を促進する「時差Biz」を実施中です。 時差Bizの参加に資格や決まりはなく、皆様が一斉に取り組むことにより、大きな効果があることが見込まれます。皆様のご参加、お待ちしております。 サイト内では、個人に対して時差通勤を推奨し、企業に対してフレックスタイム制やテレワークの導入などを推奨しています。参加企業は916社、鉄道事業者が集中取組期間中に臨時列車を運行するなど活動の広がりがみられますが、見込まれる効果は未知数なうえ関連するデータや分析結果も乏しいです。そのため簡単ではありますが、オフピーク通勤の効果の有無や程度を具体的に算出します。 まず、平成29年度の首都圏31区間におけるピーク時混雑率を示します。混雑率は、一定時間内の輸送人員(実際に輸送した乗客の数)を輸送力(車両の定員数の合計)で割ったものであり、最も高い東京メトロ東西線(木場→門前仲町)は199%と定員のほぼ2倍の人を乗せています。唯一100%を下回ったのは、JR東日本中央緩行線(代々木→千駄ヶ谷)で、混雑率は97%でした。 輸送人員と輸送力に注目すると、中央快速線の81,560人を筆頭に輸送人員が60,000人を超える路線が13路線ある一方で、輸送力は最も大きい小田急小田原線でも49,416人と大きな差があります。また、ピーク時の運行本数と編成数をみると、多くの路線で10両もしくはそれ以上の車両を2~3分おきに運行していて、これ以上輸送力を強化することは難しいです。 ここからは、オフピーク通勤の効果を検証するため、2つの仮想シナリオが実現した場合の結果を計算します。 1.時差通勤のみ 平成29年度から新たに追加された調査データを利用します。これは、首都圏36区間のピーク時と前後1時間の混雑率を算出したものです。 路線によってピーク時が違うため6:17~7:17から9:02~10:02まで約4時間にわたる混雑率を時間帯の早い順に並べたものが以下のグラフです。路線ごとのばらつきが大きいですが、3等分すると中心部が最も高くなり、ピークより前、ピークより後の順で混雑率が低下しています。このことは始業時間が決まっている場合、それを守るように通勤・通学する人が多いという説明ができるでしょう。 それぞれの路線についてピーク時と前後1時間の合計3時間の輸送人員と輸送力を算出し、そこからピーク時と前後1時間の3時間混雑率を算出したのが(例:ピーク時が7:30-8:30の場合、6:30-9:30の輸送人員/6:30-9:30の輸送力)、以下のグラフです。 混雑率をみると、すべての路線で国が目標としている180%を下回り大きく混雑が緩和されています。このことから、乗客の均等な利用を促す時差通勤は混雑率の低下につながるでしょう。 2.時差通勤+前後時間帯の増発 ピーク時と前後1時間の輸送人員と輸送力を時間帯ごとに示したのが以下のグラフです。ピーク時を中心に山ができていて、多くの乗客がピーク時に集中していることがわかります。 また、それぞれの路線でピーク時の輸送力を前後1時間においても実現した際のシナリオをもとに3時間混雑率を算出しました。(例:ピーク時が7:30-8:30の場合、6:30-9:30の輸送人員/(7:30-8:30の輸送力)×3)その結果、すべての路線で混雑率が150%を下回り、そのうち7路線は100%を下回りました。 しかし、ピーク時の前後1時間の輸送力を増強するためには列車の増発が必要で、鉄道事業者には新たなコストが発生します。このコストに見合うだけの効果が見込めなければ、事業者にとって列車を増発するインセンティブがありませんが、新倉(2009)によると、 増発による増加コストと混雑緩和による利用者便益を試算した結果、両者はほぼ同額でした。また、有料着席列車を導入することで、料金収入によって増加コストを賄うことが可能であるとし、列車の増発は双方にとってメリットがあると示しています。 首都圏36区間のデータからの計算結果をまとめると、ピーク時1時間の混雑率平均は165%でした。(最混雑区間は東京メトロ東西線木場→門前仲町:199%)また、ピーク時と前後1時間を加えた合計3時間の混雑率平均は143%となりました。(最混雑区間は、JR東日本横須賀線武蔵小杉→西大井:177%)そして、ピーク時の輸送力を前後1時間においても実現した場合には、合計3時間の混雑率平均は113%となることがわかりました。(最混雑区間は、東急田園都市線池尻大橋→渋谷:142%) 混雑と遅延の関係 つぎに、遅延証明書の発行状況に関するデータを利用して混雑との関係を調べます。東京圏(対象路線45路線の路線別)における1ヶ月(平日20日間)当たりの遅延証明書発行日数が記載されていて、平成28年度の1位は中央・総武線各駅停車の19.1日です。遅延証明書発行日数が10日を超えるのは45路線のうち29路線で、遅延の発生が常態化しています。 下の散布図は、先ほど使用した混雑率のデータと遅延証明書発行日数を組み合わせたものです。両者には正の相関がみられ、遅延が頻繁に発生している路線ほど混雑率が高くなっています。 遅延の発生は何によって説明されるかを明らかにするため、「混雑率(%)」「列車本数(本/h)」「営業キロ(km)」「他社乗り入れの有無(0or1)」の4つの変数を用いて回帰分析しました。分析の結果、混雑率のみが有意に正の影響を及ぼしていました。 上記データには遅延原因の記載もあり、大規模な遅延(30分以上の遅延)は、人身事故、車両・施設の故障、自然災害が原因である一方、小規模な遅延(10分未満の遅延)は、乗車時間超過が全体の47%を占め、ドアの再開閉が16%でした。これらは利用者の集中によるもので、オフピーク通勤によって混雑が緩和されれば、遅延の発生も減少することが予想されます。そして遅延が原因となっていた混雑の減少が見込まれます。 結論 結果をまとめると、計算上はオフピーク通勤・通学は混雑率の低下につながりますが、実現するには多くの人々の行動を変えなければなりません。そのためには、企業や学校の始業時間を分散させることや柔軟な勤務体系の導入などが必要です。理想的なのは6時台から9時台までムラのない通勤・通学ですが、数十万人が現在の出社・登校時間を変更することになり、さらなる取り組みの拡大が不可欠だといえるでしょう。また、オフピーク時における列車の増発は大幅な混雑緩和につながりますが、増加するコストの負担が課題であり、追加的な調査が必要です。そして、混雑と遅延については互いに影響し合い、一方が減るともう一方も減るという関係があるので、遅延対策の推進も混雑の緩和に寄与することがわかりました。 以上 SAS Visual Analytics 8.3 を用いて朝ラッシュ時におけるオフピーク通勤の有効性検証と混雑と遅延の関係について分析しました。SAS VAの各種使用法については、こちらのブログのシリーズでご説明しております。併せてご参照ください。 SAS Japanでは、学生がData for Goodを行うコミュニティ「SAS Japan Student Data for Good community」を発足します。目的としては、社会問題へのアプローチを通してData Scienceの流れの経験・スキルの向上、学生間の交流拡大、社会への貢献の達成があります。主な活動はふたつに分けられ、一つは社会課題の解決に向けたデータ分析で、オンラインでの議論や定期的な集まり、作成したレポートの公開、アクション(施策)の提案をします。もう一つは、イベント参加で、データサイエンスに関する講演への参加、データ分析コンペ出場、勉強会をすることを予定しています。これまで大学の講義や自習で学んだスキルの実践・アウトプットの場になるうえ、議論をしながらプロジェクトを進めることができます。(知識・アイデアの共有、その他参加者同士の交流)これは大人数の講義や独学ではできないですし、最終的には社会貢献にもつながります。 興味をお持ちでしたら以下のアドレスまでご連絡ください。みなさんの参加をお待ちしています。 JPNAcademicTeam@sas.com

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Data for Good: 人間の経済活動は生物を絶滅に導くのか?

“Data for Good”という言葉をご存知でしょうか。これはデータを活用して社会的な課題を解決しようとする活動です。SAS Japanでは”Data for Good”を目指した取り組みを展開しております。その一つとして、SASはData for Good活動をする学生コミュニティ、「SAS Japan Student Data for Good community」を発足します。これは、社会問題へのアプローチを通して、Data Scienceの流れの経験・スキルの向上・学生間の交流拡大・社会への貢献などの達成を目的とするコミュニティです。 このコミュニティのData for Good活動の一環として、本記事では世界の絶滅危惧種についての分析をご紹介します。 現在、世界中で何万種もの生物が絶滅の危機に瀕しています。個体数を減らすこととなった原因はもちろんそれぞれの生物によって異なるでしょうが、主たる原因は人間による環境破壊や開発であると言われています。確かに人間の活動が生物に悪影響を及ぼしうることは直感的に正しいと感じられますし、また、仮にそうだとすれば、人間の開発活動を示す値と絶滅危惧種の数には何らかの具体的な関係があるはずだと考えられます。そこで、今回は、国ごとの絶滅危惧種数や開発指数を用いて、それらの関係を調査します。 今回の調査ではSAS Visual Analytics 8.3を用いてデータ分析を行いました。 今回使用したデータのリストはこちらです。 総人口 (World Bank Data) https://data.worldbank.org/indicator/SP.POP.TOTL 面積  (World Bank Data)  https://data.worldbank.org/indicator/AG.SRF.TOTL.K2 人口増加率 (World Bank Data) https://data.worldbank.org/indicator/SP.POP.GROW CO2排出量 (World Bank Data) https://data.worldbank.org/indicator/EN.ATM.CO2E.PC?locations=1W 一人当たりCO2排出量  (World Bank Data) https://data.worldbank.org/indicator/EN.ATM.CO2E.PC?locations=1W GDP  (World

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第1回「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」レポート

先日、-データサイエンティストに求められる「本当の役割」とは-のブログ記事内で紹介されたデータサイエンティストを目指す学生向けのセミナー「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」の第1回が11/30(金)に開催されました。この記事では、当日の様子をお伝えします。 セミナーの内容は、データサイエンティストのキャリアと活躍の場や、ビジネスではアナリティクスがどのように活用されているかについて、スピーカーがこれまでの経験をもとに紹介するものです。今回は初回のセミナーということで、講演前にSASが学生向けに実施している取り組みの紹介と、データサイエンティストの役割であるデータを利用しビジネス課題の解決を図るという一連の流れを確認しました。   データサイエンティストに必要な資質 はじめに、データサイエンティストのキャリアについて株式会社GEOJACKASS大友さんの講演です。大友さんは、複数の企業・大学でのデータサイエンス業務の経験がある方です。 まず、JAXAに勤務していたときの業務内容の一例ということで、月周回衛星「かぐや」と小惑星探査機「はやぶさ」のデータを扱って周回軌道の可視化などに携わっていたことを実際の画像とともに説明していました。そして、データサイエンティストの業務の大部分は可視化とデータクレンジングを含む集計作業なので、まずは可視化から始めることを意識してほしいとのことでした。 つぎに、趣味の釣りを題材としたデータ分析の話です。釣りは常に一定の成果が得られるわけではなく、全く釣れない日もあれば、突然100尾釣れる日が続くこともあります。この急上昇する時期をピンポイントで当てようとデータをもとに予測システムを構築することを考えていました。そこで釣果予測をするために観測衛星から海水温、海上風速のデータ、海上保安庁から海流のデータを収集し、自治体の管理公園やTwitter、釣具屋にアップされている情報から過去の釣果実績のデータを収集してこれらを一括で管理する仕組みをつくりました。 こうして収集、整形したデータを利用した分析結果をもとに、宮城にヒラメ釣りに行くと、8枚釣ることができたそうです。また、そのほかの魚も大漁でした。ちなみにヒラメは一度の釣りで1枚釣れたら良いと言われているそうです。このシステムは開発途中とのことですが、仕事ではなくても趣味でデータサイエンスの実践は可能だということです。さいごに、この釣果予測で使った気象データが、仕事であるデータサイエンス業務のなかで役立ったケースを挙げ、自分の趣味、好きなことややりたいことを追求するのが最も大事なことで、技術はあとからついてくる。つまり、まずは目的を持つことが重要だというメッセージを学生に強く伝えていました。   データ活用とアナリティクス・ライフサイクル つぎに、ビジネスにおけるアナリティクスについてSAS Japanの畝見による講演です。 導入では、アナリティクスに関するキーワードである「機械学習」「ディープラーニング」「人工知能(AI)」などを一枚の図に整理し、それぞれの単語について説明をしていました。 前半は、ビジネス課題の解決にアナリティクスが活用されている事例の紹介です。「顧客理解・マーケティング分析」分野では、ダイレクトメールの配信を効果的にするためにどういった顧客をターゲットにすればよいかを探索する事例、商品の購入履歴や商品への評価をもとに顧客へおすすめ商品を提案するため用いられている決定手法の説明がありました。「不正検知」分野では、マネーロンダリングなどの不正行為を検知するために用いられている複数の手法の説明があり、「品質管理・異常検知」分野では、教師なし学習による異常検知の説明と、実際に航空会社においてエンジン部品故障を予測するために部品のセンサーデータを利用し、修理が必要な状態になる20日以前に故障の予兆を検知し可視化することを実現した事例の紹介がありました。また、品質管理ではブリヂストンにおけるタイヤ生産システムを自動化し品質のばらつきを低減した事例や、ある半導体メーカーは、従来の品質管理の取り組みに加え、ディープラーニングを取り入れた画像認識技術を追加して品質管理を強化しているなどアナリティクスの進化が応用されている事例の紹介がありました。 他にも、スポーツ関連企業では、スタジアムにあるカメラでサッカー選手の背番号を撮影し、各選手のパフォーマンスを分析するため、ディープラーニングによる画像認識が用いられているなどさまざまな業務・業種でアナリティクスが利用されているとのことです。 後半は、AIとアナリティクス活用の課題と対策についての話です。まず、とある企業でAI・機械学習を導入するプロジェクトがうまくいかなかったストーリーを提示して、データ活用とアナリティクスで成果を出せない理由を以下の3つに分類しています。 データハンドリングの課題(取得・加工・品質・準備) モデリングの課題(スキル課題や結果の一貫性など) モデル実装の課題(価値創出とガバナンス、実行と評価) ここで、「データ活用とアナリティクスで成果を出す=ビジネス課題の解決」には、 Data:アクセス、クレンジング、準備 Discovery:探索、分析、モデル生成 Deployment:モデル管理、組み込み、モニタリング の一連のプロセスからなる循環的な取り組み(アナリティクス・ライフサイクル)が必要だとし、ひとつひとつのステップについての説明がありました。そして、ビジネス価値の創出には、「"問い"→データ準備→探索→モデリング→"問い"→実装→実行→評価→"問い"」という8の字のアナリティクス・ライフサイクルも効果的であるという説明がありました。 さいごに、データサイエンティストの役割として求められることはビジネス価値の創出に貢献することで、そのためにはアナリティクス・ライフサイクルを迅速かつ丁寧に進めることが重要だと伝えていました。   SAS student Data for Good communityの紹介 セミナー内では、学生によるデータサイエンスの学びの例ということで、データを活用して社会的な課題を解決する「Data for Good」への取り組みを発表しました。そして、学生が集まってData for Good活動をするサークル「SAS student Data for Good community」を発足することと、その活動内容や意義についての説明をしました。第2回セミナーで追加的な情報をお伝えする予定です。   講演のあとには、軽食をとりながら講演者と参加者で歓談をしました。さまざまな専攻・学年の方が参加しており、講演者への質問や参加者どうしの会話が絶えず貴重な交流の場となりました。   次回の学生向けセミナー「データサイエンティストのキャリアと活躍のかたち」は1月31日(木)に開催予定です。みなさんの参加をお待ちしております。  

Artificial Intelligence
SAS Viya:RNNでsin波を予測してみた

PythonからSAS Viyaの機能を利用するための基本パッケージであるSWATと、よりハイレベルなPython向けAPIパッケージであるDLPyを使用して、Jupyter NotebookからPythonでSAS Viyaのディープラーニング機能を使用した時系列予測を試してみました。  大まかな処理の流れは以下の通りです。 1.必要なパッケージ(ライブラリ)のインポート 2.Sin波データの生成 3.セッションの作成 4.RNN向け時系列データセットの作成 5.モデル構造の定義 6.モデル生成(学習) 7.予測  1.必要なパッケージ(ライブラリ)のインポート swatやdlpyなど、必要なパッケージをインポートします。 import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt import swat.cas.datamsghandlers as dmh from swat import * import dlpy from dlpy import Sequential from dlpy.layers import * from dlpy.model import Optimizer, AdamSolver, Sequence

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SAS Viya:一般物体検出(Object Detection)を試してみた

PythonからSAS Viyaの機能を利用するための基本パッケージであるSWATと、よりハイレベルなPython向けAPIパッケージであるDLPyを使用して、Jupyter NotebookからPythonでSAS Viyaの機能を使用して一般物体検出(Object Detection)を試してみました。  今回は、弊社で用意した数枚の画像データを使用して、処理の流れを確認するだけなので、精度に関しては度外視です。  大まかな処理の流れは以下の通りです。 1.必要なパッケージ(ライブラリ)のインポートとセッションの作成 2.一般物体検出向け学習用データの作成 3.モデル構造の定義 4.モデル生成(学習) 5.物体検出(スコアリング)  1.必要なパッケージ(ライブラリ)のインポートとセッションの作成 swatやdlpyなど、必要なパッケージをインポートします。 from swat import * import sys sys.path.append(dlpy_path) from dlpy.model import * from dlpy.layers import * from dlpy.applications import * from dlpy.utils import * from dlpy.images import ImageTable   from dlpy.splitting import two_way_split from dlpy.blocks import *

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