| 研究課題/領域番号 |
15K00039
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
兼清 泰明 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (90217068)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | シミュレーション工学 / リアルオプション / 確率システム / 確率制御 / 高速シミュレーション / 確率測度変換 / インフラ劣化 |
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| 研究実績の概要 |
平成28（2017）年度においては，以下の研究を行った．
(1)実用的問題への応用を視野に入れた，基本的なモデル化・定式化の拡張（空間的不規則因子の導入などを含む），および，それにより発生する諸問題の列挙と対応策の検討を行った．この結果として，基本独立変数が増加し，数値的に解を求める空間の次元が上がり，それにより必要となる数値計算量が飛躍的に増大するという問題点が生じたため，その対応策について，主に理論的な面からの検討を行った．この場合，モデル化を工夫することにより独立変数の次元を増大させないで同等の結果を得るというアプローチが可能である例を示すことができ，そのアプローチを，災害復興における復興資産と防災資産への動的な最適配分という実用上非常に重要な問題に応用して検証を行った．この成果は，現在土木学会論文集への投稿に向けて準備を進めている段階である．
(2)本研究におけるプロジェクトの1つに位置付けている，社会インフラの経年劣化現象に関して，劣化現象の数理モデル化，および，それに基づく保守方策の最適化問題の定式化と解析，に関する理論的な面からの研究を行った．これらの成果は，前者については学術雑誌「材料」に査読付論文として発表し（他の研究成果との合併発表の形を取った），後者については「第29回信頼性シンポジウム」において講演発表を行った（他の研究成果との合併発表の形を取った）．
(3)前年度に基本的な考察を与えたシミュレーションを含む数値計算スキームについて，上記(1)の研究への適用を中心に考察をさらに進めた．
(4)今後の応用研究に向けての準備として，リスクヘッジ問題への項目(3)の計算スキームの適用について，その一例を英文論文に発表した（他の研究成果との合併発表の形を取った）．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
空間変動型の雑音の導入を含む，基本数理モデルの拡張について研究を進めた結果，独立変数が形成する空間の次元が増大することが数値計算スキーム与える悪影響について，研究開始当初の想定よりも数値計算プログラムへの負荷が高く，スキームの構成への工夫が必要ということが明らかとなった．このため，今年度（平成28年度）の研究においては，実用的問題への応用を念頭において，モデル化・定式化の等価な変形という理論的側面に重点を置いた研究を行った．これに伴って，シミュレーションを含む数値計算スキームのキャリブレーションに関する研究の進展が当初予定よりも遅れることとなった．
当初計画では，このような実用的問題への応用を想定したアプローチは，第3年目以降に主に行う予定であったが，今年度の研究の結果，分離した考察よりも並行した考察の方がより好ましく，したがって基本定式化の工夫という問題を先にクリアする必要がある点が明らかとなった．このことにより，計画全体での順番を入れ替える必要が生じたと言える．このような点で，当初計画の見直しが必要となっているが，計画全体としての成果に向けての進展の遅れが生じているということではないと判断している．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度（2017年度）の研究においては，研究計画全体の中間という点を鑑み，1年目と2年目の研究遂行の遅れや順序の変更などを調整し，今後の研究に向けての再チェックを行うという計画を当初から立てている．予定通り，この方針に沿って研究を進める予定である．まず，最も重点的に考察しなければならないのが，シミュレーションを含む数値計算スキームの整備である．これは，確率制御理論に対する数値解法，および，高速シミュレーションに対するスキーム構成の2点についてすでに最初の2年間で基本的な指針を固めているため，これを計算機に実装することが鍵となる．
この問題に対する研究と並行して，次の点について考察を進めていく予定である: (1)投稿計画中の論文の完成と投稿, (2)社会インフラの保守問題への応用を考える上で必要となる，基本数理モデルの構築．特に，新たに研究に取り入れる必要が生じてきている問題についてモデル化を急ぎ行うことが必要である．
さらにその次の平成30年度以降の研究においては，平成29年度の成果を踏まえて，可能な限り当初予定に沿って行っていく予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
シミュレーションを含む数値計算スキームの開発に際して，スキームの開発に先立つ形で理論的な整備が必要であることが平成28年度の研究で明らかとなったため，平成28年度に重点的に行う予定であった数値計算スキームの計算機への実装を，今年度（平成29年度）に重点的に行う必要が生じてきている．このために必要となる経費の変更を考えていく必要がある．
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| 次年度使用額の使用計画 |
数値計算スキームの開発には当初の構想よりもかなり多くの労力が必要となる可能性が高いので，平成29年度は，予定していた旅費の使用額を抑え，その分をプログラム開発のための謝金の増額にまわすことを計画している．また，プログラム開発に関する助力を得る上で，計算性能の高いPCを購入する必要があると考えている（平成27年度に購入した主計算マシンは研究代表者が独占使用する必要があるため）．したがってこのための予算の増額も検討している．
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