Design and development of a general-purpose solver for a variety of problem of asking assignment and ordering
| Project/Area Number |
19K04900
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25010:Social systems engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
橋本 英樹 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (70548114)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
胡 艶楠 東京理科大学, 理学部第一部応用数学科, 講師 (00778326)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 長方形ストリップパッキング問題 / バスルーティング問題 / 配送計画問題 / 線形制約 / メタ戦略 / 二段階配送計画問題 / ハブ・スポーク配送計画問題 / 配置問題 / 汎用的解法 / 自転車シェアリング / 多期間配送計画問題 / ビンパッキング問題 / 局所探索法 / 順序 / 割当 / 汎用解法 |
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| Outline of Research at the Start |
現在，最適化問題に対して最も普及している汎用解法は整数計画ソルバであるが，これらは割当および順序を求める問題が苦手であり小規模の問題例に対しても求解が難しい．一方，割当および順序を最適化したいという要求は多く，多種多様な問題がある.それらを包括的に扱うことができる実用的な汎用解法の需要は非常に高い．本研究の目的は，このような問題に対する汎用解法フレームワークの設計と開発である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究実績として，(1) 配置が2列になる長方形ストリップパッキング問題，(2) 最遅到着時刻を考慮するPrize-collecting バスルーティング問題を挙げる．
(1)長方形ストリップパッキング問題は，与えられた長方形を幅が固定された長方形の容器(ストリップと呼ぶ)に重なりなく詰め込むとき，ストリップの高さをできるだけ小さくする問題である.本研究では，長方形ストリップパッキング問題 において，与えられた長方形集合の任意の3つの長方形の幅の合計がストリップの幅より大きいことを考える.この問題を配置が2列になる長方形ストリップパッキング問題と呼ぶ. この問題に対して，まず幅方向に3つ以上の長方形を配置することができない場合の配置の条件と最適性の条件を示し，この問題の複雑さを分析した.また，最適性の条件等を利用した整数計画問題としての定式化を提案した.計算実験では，ランダムに生成した問題例に対して，提案する定式化をMIPソルバgurobiで求解しその効果を示した．
(2)通勤バスルーティング問題に対する反復局所探索法を提案した．バス停の候補とルートを同時に探索できる近傍操作set-del/1-insを提案した．また，set-del/1-ins近傍により得られた局所最適解をVRP-OPT*という近傍操作に基づく方法で解を改善した．解に多様性を持たせるため，重みを適応的に変化できるペナルティ付き評価関数も設計した．計算実験により近傍操作の有効性を確認した．また，1000人の社員を含む大規模な問題例に対して，3600秒で良質の解を求めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
配置が2列になる長方形ストリップパッキング問題に対して問題構造を分析した．また，通勤バスルーティング問題に対する反復局所探索法を提案した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに開発した手法を応用して解くことができるさまざまな問題に対して計算実験によりその性能を分析する．
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Report
(4 results)
Research Products
(20 results)
