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2017 年度 実施状況報告書

警備問題に対する数理手法開発と警備計画立案システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K01285
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

宝崎 隆祐  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, 教授 (20546048)

研究分担者 大山 達雄  政策研究大学院大学, 政策研究科, 名誉教授 (30134323)
諸星 穂積  政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (10272387)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードオペレーションズ・リサーチ / ゲーム理論 / 数理計画法
研究実績の概要

1. 研究の目的の達成度:全体の研究目的である「限られた警備資源下での効果的な警備計画の立案」に対し、平成29年度は、ゼロ和警備ゲームによる基本的なモデリングとその解法提案及び警備計画立案への応用が主たる目的であったが、それは後述する論文公表と学会発表の実績により100%達成されたと言える。また、その他の周辺手法に関する研究も進展した。これらの内容は、論文8編と学会発表13件(1件の招待講演及び5件の国際会議を含む)により公表した。
2. 研究成果の具体的内容
(1) 理論構築に関する成果として次を実施した。(ア) 警備問題に対しゼロ和の警備ゲームによるモデリングとその解法の提案を、論文1編の掲載と学会発表4件を通じて実施した。学会発表には1件の招待講演が含まれており研究成果の普及に努力した。警備問題解決に関するその他の要素技術として、次の成果があった。(イ) 警備側と侵入者側との衝突による損耗モデルに関する研究:論文2編と学会発表1件、(ウ) 侵入者その他の対象物の発見に関する研究:論文2編と学会発表2件、(エ) 最適化とシステム分析技法に関する研究:論文1編と学会発表3件、(オ) 鉄道、電力網等の公共施設のリスク分析に関する研究:論文2編と学会発表2件、(カ) 救急施設配置に関する研究:学会発表1件
(2) システム開発に関する成果として、上記理論研究から導出した具体的な解法アルゴリズムを汎用最適化ソルバーに搭載して、最適警備配備を提示するシステムを構築した。
(3) 上記ツールを石垣空港の警備に適用した数値実験を実施し、合理的な警備計画が出力されることを確認した。
(4) 警備問題を共通のテーマとした研究集会を企画し、同じ研究分野の研究者間の意見交換を促進した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

理論面において、今年度の主たる計画であったゼロ和警備ゲームによるモデル化と解法の提案が完了し、その解法アルゴリズムの計算機への移植と数値計算による分析も実施できた。それに加え、警備問題解決に必要なその他の周辺要素技術において多数の成果があった。また、警備問題をテーマにもつ他の研究者達との研究集会まで実施できたから。

今後の研究の推進方策

来年度は、警備問題の最適化を警備側及び侵入者側双方の立場から可能とする柔軟性を持たせるため、非ゼロ和ゲームによる定式化と解法を開発することを主たる目標とする。具体的には、次の作業を逐次に実施してゆく.
(1) 非ゼロ和警備ゲームによるモデリングの提案、(2) この警備ゲームを現実的警備要素を加味した上で解く解法の提案、(3) 解法アルゴリズムの開発とコンピュータへの移植、(4) 上記モデルによる基礎的な数値実験と分析の実施

次年度使用額が生じた理由

今年度の計画ではシミュレーション・ソフトを購入する予定であったが、実施した事例(石垣空港の警備計画を対象にした事例)や数値計算が比較的簡単なものであったため、物品費を使用する必要がなく差額が発生した。次年度では、複雑な事例研究を計画しており、初年度に計画していたソフトウエアを購入する予定である。

備考

http://www.orsj.or.jp/activity/sigrep.html#kiki

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うちオープンアクセス 5件、 査読あり 7件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] ネットワーク上の損耗ゲームにおける勢力集中効果モデル2017

    • 著者名/発表者名
      宝崎隆祐
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2044 ページ: 121-130

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Security games taking account of invasion routes and attrition2017

    • 著者名/発表者名
      R. Hohzaki and G. Sakai
    • 雑誌名

      J. of the Operations Research Society of Japan

      巻: 60 ページ: 155-177

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A search game with incomplete information about target's energy2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuo and R. Hohzaki
    • 雑誌名

      Scientiae Mathematicae Japonicae

      巻: 80 ページ: 57-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of a player's awareness of information acquisition and ability to change strategy in attrition games2017

    • 著者名/発表者名
      R. Hohzaki and M. Tanaka
    • 雑誌名

      J. of the Operations Research Society of Japan

      巻: 60 ページ: 353-378

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A search game with incomplete information on detective capability of searcher2017

    • 著者名/発表者名
      R. Hohzaki
    • 雑誌名

      Contributions to Game Theory and Management

      巻: 10 ページ: 129-142

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Developing a green path power expansion plan in Indonesia by applying a multiobjective optimization modeling technique2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tri Sambodo, H. Morohosi, and T. Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Energy Engineering

      巻: 143 ページ: 1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Special issue on developing sustainable energy and environmental systems in Japan: Energy crisis and challenges2017

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, R. Takashima, S. Mori and T, Oyama
    • 雑誌名

      Journal of Energy Engineering,

      巻: 5 ページ: 1-2

    • DOI

      10.1061/(ASCE)EY.1943-7897.0000457

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An optimal track maintenance scheduling model analysis taking the risk of accidents into consideration2017

    • 著者名/発表者名
      M. Miwa and T. Oyama
    • 雑誌名

      International Transactions in Operational Research

      巻: 1 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1111/itor.12425

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 巡回経路選択問題と警備員配置問題に関する幾つかの試み2018

    • 著者名/発表者名
      宝崎隆祐
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会「危機管理と防衛のOR」研究部会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非ゼロ和警備ゲームの現実適用性改善に関する工夫について2018

    • 著者名/発表者名
      宝崎隆祐
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2018年度春季研究発表会
  • [学会発表] Mathematical modeling analysis of the electricity demand in the metropolitan area in Japan (I),(Ⅱ)2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsuo and T. Oyama
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] 軌道状態の維持・改善とリスク管理 を考慮した軌道狂い保守計画モデ ルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      三和雅史、大山達雄
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] A robust covering model for ambulance location problem2017

    • 著者名/発表者名
      H. Morohosi and T. Furuta
    • 学会等名
      International Symposium on Location Decisions (ISOLDE XIV)
    • 国際学会
  • [学会発表] A security game with attrition on a network2017

    • 著者名/発表者名
      R. Hohzaki
    • 学会等名
      The 21st Conference of the International Federation of Operational Research Societies (IFORS2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Path-counting problem and survivability function - Definition, approximation and applications2017

    • 著者名/発表者名
      T. Oyama
    • 学会等名
      The 21st Conference of the International Federation of Operational Research Societies (IFORS2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 侵入者の性格を考慮した非ゼロ和警備ゲーム2017

    • 著者名/発表者名
      宝崎隆祐
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2017年度秋季研究発表会
  • [学会発表] 目標・捜索者双方が個人情報をもつ情報不完備捜索ゲー2017

    • 著者名/発表者名
      宮田鉄矢, 宝崎隆祐,佐久間大
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2017年度秋季研究発表会
  • [学会発表] 複数同時侵入のあるネットワーク阻止ゲーム2017

    • 著者名/発表者名
      宝崎隆祐
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究集会
  • [学会発表] 目標及び捜索者の双方が個人情報をもつ捜索ゲーム2017

    • 著者名/発表者名
      宮田鉄矢,宝崎隆祐
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所共同研究集会
  • [学会発表] Path Counting Problems and their Application2017

    • 著者名/発表者名
      T. Oyama
    • 学会等名
      International Conference on ‘Advancing frontiers in Operational Research : Towards a Sustainable World’ (AFOR2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Social Systems Analysis and Operations Research2017

    • 著者名/発表者名
      T. Oyama
    • 学会等名
      Asian Conference of Management Science & Applications (ACMSA2017)
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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