2023 Fiscal Year Final Research Report

Engineering Approach for Expanding Combinatorial Reconfiguration: Toward a General-Purpose Solver Using Power Distribution Systems as a Steppingstone

Planned Research

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Project Area	Fusion of Computer Science, Engineering and Mathematics Approaches for Expanding Combinatorial Reconfiguration
Project/Area Number	20H05794
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (IV)
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	KAWAHARA Jun 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20572473)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	飯岡大輔中部大学, 工学部, 教授 (30377808) 戸田貴久電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50451159) 宋剛秀神戸大学, 情報基盤センター, 准教授 (00625121) 鈴木顕東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (10723562) 照山順一兵庫県立大学, 情報科学研究科, 准教授 (40709862) 中畑裕奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50942067)
Project Period (FY)	2020-10-02 – 2023-03-31
Keywords	組合せ遷移 / ソルバー / SAT / モデル検査 / ゼロサプレス型二分決定グラフ / 配電制御
Outline of Final Research Achievements	In this study, we developed an implementation technology for combinatorial reconfiguration problems and studied it for industrial applications. Specifically, we proposed algorithms based on bounded model checking and binary decision diagrams. We also developed four kinds of software and libraries containing them, and made them publicly available for easy use by non-specialists. For industrial applications, we worked on the computation of a multi-stage switching procedure of power distribution networks, and developed a program using our solver. It is theoretically guaranteed that the obtained procedure is the shortest. During the 3.5 years of research including the carry-over period, we published 48 peer-reviewed academic papers.
Free Research Field	社会システム工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	公開した組合せ遷移ソフトウェアにより，非専門家が組合せ遷移の最先端の技術に容易にアクセスできるようになり，自領域内の問題を組合せ遷移問題として定式化して解くことが期待できる．また，組合せ遷移の国際プログラミング競技会の開催によって，組合せ遷移の実装技術の統一的評価を可能とし，ソルバー開発のコミュニティ形成への土台が構築できた．配電網の停電復旧アルゴリズムは，激甚災害に伴う大規模停電やライフスタイル変容に伴う需要密度の変化など，可用性を担保しながら，より広域な配電系統の制御へと展開されていくことが期待できる．