| 研究領域 | 組合せ遷移の展開に向けた計算機科学・工学・数学によるアプローチの融合 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05794
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
川原 純 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20572473)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2022年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2021年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2020年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
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| キーワード | 組合せ遷移 / グラフアルゴリズム / SAT / モデル検査 / ゼロサプレス型二分決定グラフ / 二分決定グラフ / 配電網の開閉器切替 / 配電切替 / SATソルバー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の大目標は「組合せ遷移に対する実装技術の構築と産業応用」であり，組合せ遷移の理論研究と産業応用の橋渡しとすべく，共通のコミュニケーション基盤となるソフトウェア開発を目指す．そのために本計画研究では，(i) 3つの技法を用いて組合せ遷移の汎用ソルバーを開発し，それを用いて (ii) 配電制御システムを題材とした産業応用を実践することで具体的な応用事例を提示する．本計画研究 (B01班) では，組合せ遷移のアルゴリズム設計技法 (A01班) や数学理論を用いた前処理技術 (C01班) を活用しながら，組合せ遷移アルゴリズムを利活用するための土台を作り上げる．
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| 研究実績の概要 |
本研究では組合せ遷移の実装技術の構築とその産業応用に向けて、研究開発の共通基盤となるソフトウェア開発を目標とする。最終年度にあたる本年度は、前年度まで開発した組合せ遷移問題に対する汎用的なアプローチのさらなる発展と統合を行った。二分決定グラフ（ZDD）と呼ばれるデータ構造を用いた手法と、モデル検査を用いた手法を融合させ、組合せ遷移問題の解空間グラフの直径を求めるなど、問題の構造を明らかにする手法を提案した。ZDDを用いた手法をさらに発展させ、複雑な遷移ルールをもつ組合せ遷移問題に対しても、ZDDの手法が適用可能であることを示した。ZDDの手法については理論的な計算量評価も行った。
組合せ遷移技術の配電網への適用について、既に通電している区間を停電させずに、最短の配電切替手順を求める手法を開発し、特許出願と取得を行った。組合せ遷移の実装技術の統一的評価やコミュニティ醸成を目的とした、組合せ遷移技術の競技会「CoRe Challenge 2023」を、前年度に引き続き主催した。競技会で得られた結果に対する考察を行った。ソルバーの比較のためのベンチマークデータについて、アルゴリズム的に検討を行った。
最終的なソフトウェアの成果物としては以下の通りである。組合せ遷移ソルバーに他の研究者や実務家がアクセスしやすいよう、Python 言語によるライブラリ Reconfillion の開発と、C++ 言語によるプログラム ddreconf の開発を行い、それぞれ公開した。モデル検査ベースの組合せ遷移ソルバー pygplib の開発を行い、公開した。SAT ベースの独立集合遷移問題ソルバーも公開した。GUIインターフェイス CoReViewer の開発を前年度に引き続き行い、様々な組合せ遷移問題への対応等の強化を行ったバージョンを公開した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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