Research on the mathematics of subadditivity to find the value of cooperation and its application to society
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21K11766
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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 60020:Mathematical informatics-related
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
吉良 知文 群馬大学, 情報学部, 准教授 (50635860)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 協力ゲーム / 最適化 / 共同輸送 / 社会実装 / 数理最適化 / 劣加法性 / ソーシャル数理 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、社会（ビッグデータ）の中から協力すると互いにメリットがある者同士を抽出し、連携・協力を促す数理技術を開発することである。業界を問わず幅広い応用が期待できる。本研究では、数理最適化やゲーム理論の理論研究・応用研究を通して培った知見を融合させ、様々な角度から定式化とその解法を検討する。現実社会に貢献できるレベルにまでアルゴリズムを昇華させるとともに、現実社会に貢献できる適用対象とその規模感を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、社会（ビッグデータ）の中から劣加法性を満たす部分構造（協力すると互いにメリットがある者の組合せ）を抽出したり、劣加法性を満たす部分構造にクラスタリングしたりする数理最適化技術の構築に取り組む。協力・連携する付加価値を社会に展開することが最大の目的である。令和４年度の主な実績は以下の３点である。
（A）昨年度に引き続き、劣加法性を満たす部分構造の抽出について、相乗り交通への応用を志向し、研究実施計画に記載した有望と思われるアプローチの効果を検証するべく、プログラムの実装を進めた。８割程度が完成している。
（B）昨年度の成果（輸送レーンが登録されたデータベースの中から協力効果が高い三角輸送の組合せを高速に列挙）を論文にまとめ国際誌への投稿をおこなった。一連の成果を搭載した共同輸送マッチングシステム（日本パレットレンタル株式会社が提供）は既に159の企業が利用（2023年4月時点）しており、国土交通省が作成した物流DX導入事例集にも掲載されている。また、先行研究調査をおこない本研究の立ち位置や強みを明らかにした。近い先行研究としては、Lane Covering Problem に帰着されるタイプの共同輸送の問題や、地理的に近い輸送レーンを識別することにより共同輸送の機会を検知することを試みた研究（Creemers et al., 2017）などがある。
（C）日本パレットレンタル株式会社（JPR）は、標準化と共同化をコンセプトに全国で輸送用のパレットを供給・回収する体制（シェアリング）を整えており，物流インフラと呼べる規模で運用されている。これまでにも、納品、回収、洗浄、次の需要に備えるリバランスといった運用計画の最適化に貢献してきたが、今年度は複数品目のパレットを考慮できるように定式化の拡張をおこなった。最適化ソルバーを開発し、JPR に提供した。
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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
今年度も限られた時間の中で、社会に貢献する新たな成果を出すことができた。また、これまでの研究成果の整理と学会発表・論文投稿についても、関係する企業と連携しながら、着実に進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に引き続き、劣加法性を満たす部分構造を抽出したり、劣加法性を満たす部分構造にクラスタリングしたりする数理最適化技術の構築に向けて、研究実施計画に記載した有望と思われるアプローチの効果を検証するべく、プログラムの実装を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
