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高利便性かつセキュアなシステムの設計および運用のための待ち行列ゲーム解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K11186
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60020:数理情報学関連
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

佐久間 大  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (00434027)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード待ち行列理論 / ゲーム理論 / エージェント・ベース・モデル / セキュリティシステム / 資源配分 / 資源配分問題 / 数理最適化 / エージェントベースモデル / 高利便性 / セキュリティ / システム設計
研究成果の概要

本研究課題では,待ち行列システムにおいて客が利己的に行動を行うとき,客の意思決定の予測について評価を行うための数値計算アルゴリズムを開発した。その結果,システムが想定する理想的な解からのずれを定量的に見積もることを可能にし,高利便性かつセキュアなシステム設計を行うための性能評価指標の1つを得ることができた。さらに,平面領域を対象とした警備資源の配分問題にも取り組み,その問題と待ち行列ネットワークの解析手法との関連性についても考察を行った。その結果,待ち行列ネットワークにおける時間依存型の客存在確率分布と数理最適化の手法を併せた資源配分方法について開発を行うことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題では,従来の待ち行列理論に加えてゲーム理論の考えも取り入れた待ち行列ゲームを提案することで,待ち行列のサービス資源が客の意思決定に及ぼす影響の分析を可能にした。さらに均衡を実現する意思決定について,客がどのように待ちの経験を活用することで再現するかについても考察しているため,学術的意義が大きい。この待ち行列ゲーム解析は,混雑発生タイミングの予測を与えるため,客の利便性だけでなくセキュリティ向上に活かすことが期待されるため,社会的意義がある。最後に本課題では,待ち行列解析の警備資源の効率的配分への応用についても考察しているため,学術のみならず社会的意義がある。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Search Scheduling with Delayed Information of Target missing2023

    • 著者名/発表者名
      Takamori Ukai, Yutaka Sakuma, Seiji Kataoka
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Scheduling 2023

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Impact of Checkout Congestion on Purchasing Behavior2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nakahara, Y. Sakuma, K. Yada, M. Wedel
    • 雑誌名

      EMAC 2021. Proceedings of the European Marketing Academy

      巻: 50 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An M/PH/1 queue with workload-dependent processing speed and vacations2021

    • 著者名/発表者名
      Sakuma Yutaka、Boxma Onno、Phung-Duc Tuan
    • 雑誌名

      Queueing Systems

      巻: 現在,未定 号: 3-4 ページ: 373-405

    • DOI

      10.1007/s11134-021-09701-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Strategic arrivals to a queue with service rate uncertainty2021

    • 著者名/発表者名
      Ravner Liron、Sakuma Yutaka
    • 雑誌名

      Queueing Systems

      巻: 97 号: 3-4 ページ: 303-341

    • DOI

      10.1007/s11134-020-09683-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A discrete-time single-server Poisson queueing game: Equilibria simulated by an agent-based model2020

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sakuma, Hiroyuki Masuyama, and Emiko Fukuda
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research

      巻: 283 号: 1 ページ: 253-264

    • DOI

      10.1016/j.ejor.2019.11.003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Single Server Queue with Workload-Dependent Service Speed and Vacations2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakuma, O. Boxma, T. Phung-Duc
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, vol 11688. Springer, Cham.

      巻: 11688 ページ: 112-127

    • DOI

      10.1007/978-3-030-27181-7_8

    • ISBN
      9783030271800, 9783030271817
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 捕捉者のいる捜索資源配分ゲーム2019

    • 著者名/発表者名
      黒須敦史,宝崎隆祐,佐久間大,鵜飼孝盛,山田修司
    • 雑誌名

      日本オペレーションズ・リサーチ学会和文論文誌

      巻: 62 号: 0 ページ: 90-114

    • DOI

      10.15807/torsj.62.90

    • NAID

      130007778632

    • ISSN
      1349-8940, 2188-8280
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Risk evaluation and games in mine warfare considering shipcounter effects2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Sakai, Ryusuke Hohzaki, Emiko Fukuda, and Yutaka Sakuma
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research

      巻: 268 号: 1 ページ: 300-313

    • DOI

      10.1016/j.ejor.2018.01.030

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 捜索活動における効果的な経路と投入時間の導出2022

    • 著者名/発表者名
      中村祐輝, 鵜飼孝盛, 佐久間大, 片岡靖詞
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年 秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 不審車両検問システムの性能評価のための空間的待ち行列解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐久間大,鵜飼孝盛
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Moments for the stationary workload of an M/PH/1 queue with workload-dependent processing speed and vacations2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakuma, O.J. Boxma, T. Phung-Duc
    • 学会等名
      EURO2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受付期間のある待ち行列ゲームにおける均衡解2021

    • 著者名/発表者名
      佐久間大
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 4部会・グループ合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 対領空侵犯措置における要撃機配備の待ち行列理論を用いた性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐久間大
    • 学会等名
      令和3年度 航空研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 対領空侵犯措置における要撃機配備の待ち行列理論を用いた性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      上田朗弘,佐久間大,渡邉宏太郎
    • 学会等名
      2020年度待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的な混雑環境における自動検問ロボットの最適移動戦略2020

    • 著者名/発表者名
      冨沢哲雄,佐久間大,江藤亮輔,山田俊輔,黒崎将広,辻田哲平
    • 学会等名
      第38回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 窓口の休暇と系内仕事量に依存した処理速度もつ単一窓口待ち行列の定常解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐久間 大
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会待ち行列研究部会,第286回部会報告
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Equilibrium arrivals to a queue with heterogeneous service-time beliefs2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sakuma
    • 学会等名
      Queue and Games, Eurandom, The Netherlands
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Equilibrium arrivals to a queue with heterogeneous service-time beliefs2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sakuma
    • 学会等名
      待ち行列およびゲーム理論に関する特別セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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