2023 Fiscal Year Research-status Report
港湾ターミナルでのゲート制御と内陸側荷役の高度化に関する研究
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21K04530
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
西村 悦子 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (60311784)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新谷 浩一 東海大学, 海洋学部, 教授 (60290798)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | コンテナ港湾 / ビークル運用 / シャーシ運用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
港湾ターミナルのゲート前では、コンテナ搬送用トレーラーの待ち行列が、交通渋滞を招き、環境問題にも影響することから社会問題となっている。これは日本国内だけなく、諸外国の港湾周辺でも同様である。このため、行政を主体として様々な対策が実施され、その1つとして、最近、ゲート前コンテナ仮置きデポの設置が計画されている。そこで本研究では、内陸側から到着するコンテナに着目し、ゲート前のコンテナ仮置きデポの利用の有無やその運用内容を考慮したコンテナ配置の最適化アルゴリズムを構築する。
当該年度では、コンテナ仮置きデポを配置することで、荷台部分のシャーシ運用方法の検討が必要となることから、空コンテナ回送、シャーシの運用、トレーラーヘッド（トラクター）の運用について検討した。特にトラクターがターミナルに到着し、荷役後にターミナルから出てくるまでの時間の長さの違いによる影響分析を行った。
また仮置きデポ利用への拡張を想定して仮置きデポを配置せず、空コンテナ回送を考慮したビークル運用に関する研究として、荷主とターミナル間のコンテナドレージを対象に、実入りコンテナ・空コンテナ・空車それぞれでの移動、発着荷主での荷役前後を異なる地点として表現し、トラクターは荷役終了まで待機しても良いし、待機せず他の地点に移動しても良いことをモデルとして表現して、環境負荷への影響と荷役時間長との関係を明らかにするために追加実験を行うともに、統計的な分析も行った。
さらに折り畳みコンテナを前提とした運用に関するモデル構築を行い、通常のコンテナにはない折り畳みに係る時間やこれらが複数個集まるまでにかかる時間などを踏まえて、実用化に向けた運用上の課題について検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度は3年目であるため、成果が出ているものは論文投稿をしつつ、修正意見を反映しながら再投稿しているが、公表までに大いに時間を要している。そこで、追加実験を行うために、1年延期することにした。ゲート前のコンテナ仮置きデポを想定したシャーシ運用を考慮したビークル運用、空コンテナの回送を考慮した環境負荷への影響分析、折り畳みコンテナを想定した場合の結果について述べる。
コンテナ仮置きデポを想定したシャーシ運用を考慮したビークル運用では、ターミナルから出てくるまでの荷役時間を所与としたモデル構築はできているが、仮置きデポの有無による効果を分析するための解析ができていない。そのため、遅れていると判断した。
空コンテナの回送を考慮した環境負荷への影響分析では、発着荷主とターミナル間での空コンテナ回送に係る問題において、従来運用の場合に、荷役時間終了までの待機時間が必要台数を増やし、それが結果的にCO2排出量増加につながることから、待機時間短縮を目的としてトラクターのみの運用も可能としたフレキシブルな運用を提案した。大規模問題の対応のため、焼きなまし法（SA）によるヒューリスティクス解法を提案し、数値実験を行って、解の精度と提案する運用方針の効果について分析し、統計的にも有用であることを示した。
また折り畳みコンテナを想定した場合の結果について、単一のインランドデポ（ID）を介して空コンテナを輸入荷主から輸出荷主へ回送することを想定し、ID への搬入時刻、ID での 折り畳み作業や集積にかかるサービス時間、搬出車両の IDへの到着の 3 つの事象が確率的に変動すると仮定した確率的シミュレーションモデルを構築した。数値実験の結果、折り畳み時間が短縮されると ID の稼働時間が短縮され、折り畳み作業前のコンテナ滞留個数も減少できることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
期間延長した本年度は、前年度構築したレイアウト設計を、外来トレーラー到着を考慮したコンテナ配置とリンクさせて作業時間で評価するモデルを利用して、デポの有無とゲートの混雑状況を、荷役時間に反映させることにする。
外来シャーシとヤードトレーラーの動きを表現し、時空間ネットワークの考え方を応用して、ターミナル内の動きと混雑度を評価するモデルの構築を検討する予定である。公共交通の交通流をはじめとして様々な適用事例があることから、これを港湾ターミナル内のビークルの動きをモデル化するのに適用することを試みる。ターミナル内のビークルの動きをモデル化するには、離散型シミュレーションを用いることが多かったが、最適化モデルを用いて混雑度を表現した研究もおこなわれていることが調査によって明らかとなったため、これにシャーシ運用を追加することで差別化を図る予定である。またターミナルにトレーラーが到着後、次のコンテナがすぐに搬出されるなら、それにコンテナを積載できれば、シャーシやドライバーを無駄なく運用できる。そのため、コンテナ搬出のタイミングの違いを混雑度によるモデルとして表現し、モデルの解法アルゴリズム検証と数値実験の計算結果の精緻な分析を行う予定である。
(1) 追加の関連研究の調査を行いつつ、昨年度の進捗状況について論文投稿を行うともに、関連研究者と意見交換を行いながら、海外の事例を参考にモデル内で考慮すべき点を整理する。
(2) シャーシデポを考慮した海上コンテナ搬送のためのビークルとシャーシの運用問題の数理モデルの改良を行い、定式化に依存する解を得るための数理モデルを構築する。
(3) 最後に数値実験の分析結果をまとめるとともに、今後に残された課題などを整理し、当該研究の今後の発展について検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
最も大きい要因は、当該研究の一部において、論文執筆に時間を要しており、投稿先に依存することであるが、この審査に大いに時間を要することから、投稿原稿の修正対応にも多くの時間を要している。このことから、研究活動のその他について、例えば、データ観測と整理にかけられる時間が限定的になり、それに関係する旅費等の支出もなかった。またコロナ禍明けであったが、国内外で行う情報収集のタイミング、意見交換の機会を減らすことになり、予算を多く使用することになる海外出張の機会を減らすことになった。反対に、対面での国際会議開催ができるようになり、これに参加する機会があったため、その際の参加旅費と学会参加費の支出はできている。
本年度の使用計画は、論文投稿に向けた英文校閲費や学会参加費、また論文掲載料、構築したモデルや実験結果に関連して情報交換のための国内外の学会出張と現場との意見交換である。関連情報収集と整理には、大学院生の補助を必要とし、アルバイト雇用費を必要とする。また関連する文献資料の購入も行う予定であり、収集したデータを保存・整理するための保存媒体やファイル類も購入する。さらに、関連してモデル構築に関連する書籍も購入する予定である。
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