2023 Fiscal Year Final Research Report

Advancements in Infrastructure Management through Dynamic Demand Control: Aiming for a New Era of Deterioration Control

Research Project

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Project/Area Number	20H02264
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Mizutani Daijiro 東北大学, 工学研究科, 助教 (30813414)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	奥村誠東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (00194514) 山口裕通金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (10786031)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	アセットマネジメント / インフラマネジメント / 最適化数理 / ネットワークレベル / 動的需要制御 / 確率制御 / マルコフ決定過程 / 組合せ爆発
Outline of Final Research Achievements	In this study, a methodology was developed to efficiently manage civil infrastructure by appropriately controlling the demand that influences the deterioration of infrastructure (for example, traffic volume on bridges, as it is known that bridges with higher traffic volumes deteriorate faster). Specifically, the methodology was developed to simultaneously optimize dynamic demand control policies and disposal timing for two alternative bridges under reduced demand conditions, demonstrating that the resulting policy can increase the value of the infrastructure and reduce management costs. Additionally, to apply the proposed methodology to more realistic situations, new proposals were made to solve the problem of combinatorial explosion, which had been a challenge in optimizing management strategies at the network level.
Free Research Field	インフラアセットマネジメント
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	老朽化の進展するインフラのマネジメントの効率化が社会的な課題となっている．このような状況に対して，動学的需要制御により，インフラのマネジメントの効率化を図った点に本研究の社会的意義がある．また，既存の学術研究では，本研究で取り扱った動的需要制御のインフラマネジメント上の有用性が分析された事例は存在せず，この点に本研究の新規性や学術的意義がある．また，動的需要制御施策をより一般化されたインフラシステムに適用するために，組合せ爆発の解消方法を提案しており，この手法は，ネットワークレベルのマネジメント施策最適化問題に対して幅広く適用できるため，この点にも本研究の学術的・社旗的意義がある．