研究課題/領域番号 |
17K01271
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研究機関 | 青山学院大学 |
研究代表者 |
小林 和博 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (00450677)
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研究分担者 |
田中 未来 統計数理研究所, 数理・推論研究系, 助教 (40737053)
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研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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キーワード | 数理最適化 / ロジスティクス / 船舶海洋工学 / 高性能計算 |
研究実績の概要 |
本研究では,生活の基本である物資輸送の効率化を実現するものとして,船舶による海上輸送システムを扱った。環境負荷を低減するための方策は,大きくハードウェアの改良によるものとソフトウェアの改良によるものがあるが,ソフトウェアの改良に関する研究を実施した。 研究対象として,燃料最小化航路計画モデルと船舶スケジューリングモデルを扱った。航行中の船舶の燃料消費量は,その運航速度の関数として表されることが実験的に明らかにされている。船舶の減速運航は,燃料消費量の削減のために有効であると認識されているが,それを実現するための運航計画を策定する方法が必要である。そのための数理モデルとして,2港間の移動コストを船速の大きさによって変化する燃料消費量として定義する運航計画モデルを開発した。 このモデルでは,非線形な制約式と目的関数をもつ混合整数最適化問題を解く必要がある。このクラスの問題を扱うことのできる数理最適化ソフトウェアは存在するが,問題例によっては長い計算時間が必要となる点が課題である。特に,実際の運航を想定した規模の問題では計算量の削減が重要である。船型に応じて燃料消費量は船速の2次式,3次式,4次式などで表されるが,それらに有効な制約として2次錐制約がある.そこで,混合整数2次錐最適化問題を短時間で解くための方法として,緩和とperspectiveを用いたアルゴリズムを開発した。 実際の船隊の運用における船舶スケジューリングでは,各港での多様な制約条件を取り入れる必要がある。現在問題となっているものの一つに,バースの混雑が挙げられる。期限に間に合うように港付近に到着しても,バースの空きがないために沖で待たなければならないことがある。その際,課せられる滞船料をできるだけ小さくすることも考慮する必要がある。この条件を取り入れるための数理モデルを構築した。
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備考 |
2019年度ORセミナー 第1回 『Python言語によるビジネスアナリティクス』2019/5,株式会社東芝研究開発センターセミナー「整数計画を用いた船舶スケジューリング手法の設計」2019/7,東京電機大学数学講演会「数理最適化の応用事例 ~ネットワーク最適化,推薦 システム etc ~」2019/12
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