| 研究課題/領域番号 |
17K12986
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| 研究機関 | 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター) |
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研究代表者 |
齋藤 靖洋 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 講師 (20787254)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | データ計測 / 機関故障データ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、船舶運航中に確率的に発生する機関故障のふるまいを確率点過程を用いてモデル化し、その年齢特性を把握した上で効率的な予防保全（予防的修理）を提案して、危機的な機関故障の回避を実現する枠組みを提供することを目的としている。具体的には、故障データ解析に用いることが可能な強力な数学モデルであるトレンド再生過程を導入し、船舶使用者にとって最適な予防修理スケジューリング問題を定式化して、その経済的効率性について検証することとしている。
本研究を遂行するにあたっての重要事項として、プレジャーボート等における実際の機関故障データを計測することが挙げられる。本研究では、海上保安庁が所有するプレジャーボート等の実故障データを解析することにより、海上における船舶機関の年齢特性を把握する。このため、研究遂行にあたって十分な数の実データを収集することが必要不可欠であり、当該年度はデータ計測とこれらのデータを管理するデータベース作成に注力した。海上保安庁の所有する過去の膨大な船舶事故概要の記録から必要なデータを抽出し、各年代の船舶機関の故障データを網羅的に保管しておくデータベースを作成した。具体的には、船舶要目、機関の型式、年代、現時点までの使用期間、故障履歴等のデータを保存した。これらのデータは膨大な船舶事故概要の記録を元に作成しており、元の記録が様々な形式で保存されていたため、データの抽出作業には多大な時間を要した。
またこれらの作業と同時に、フィールド調査において小型船舶事故における機関故障の実態についても調査し、海上保安庁も把握しきれていない最新のデータ及び情報収集に努めた。今後もデータベースの更なる充実を図るため、これら機関故障データ収集を目的としたフィールド調査は研究期間全体を通じて継続的に行うものとしている。
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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
本研究は、それぞれの年度に対して次の４つの段階に大きく分けて実施する計画としている。①小型船舶の機関故障の現状を把握し、今後の研究を継続していくための故障時刻データの収集とそのデータベース化を行う【平成29年度】②得られた各故障時刻列データが、単純な非同次ポアソン過程や再生過程に従うか否かを調べるために、統計的仮説検定を行う【平成30年度】③故障時刻列データを用いて、トレンド再生過程のノンパラメトリック推定手法の提案を行う。具体的には、カーネル推定や制約付きノンパラメトリック最尤推定に基づく複数の手法を提案し、そのデータ適合性を比較することでより優れた推定手法を明らかにする【平成31年度】④上記手法を活用して小型船舶機関の年齢特性を把握し、定量的な保全指標を示すとともに、機関故障を回避するための経済的な予防保全方策の立案を行う【平成32年度】
当該年度で実施予定であった①に関しては概ね達成することが出来たと考えている。ただし、収集した実データの中には欠損データ等も数多く含まれていることから、今後研究を継続していく中で十分な数のデータが揃っているかを現段階で判別することは難しい。今後解析を行っていく中でデータの不足を感じることがあれば、データ収集を継続していくことで対応したいと考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成３０年度においては機関故障データが従う確率点過程の特徴分析を行うこととする。具体的には、前年度までに集めた各故障時刻列データが、非同次ポアソン過程や再生過程に必ずしも従わないことを検証するための統計的仮説検定を行う。具体的な検定手法としては、非同次ポアソン過程についてはコルモゴロフ-スミルノフ検定を利用し、再生過程については各故障時間の間隔の独立性と同一性を検定する。さらに、得られた各時刻列データがトレンド再生過程に従うかどうかを検証するための仮説検定手法を新しく提案し、統計的故障解析の検定における新たな理論的成果を得ることを目指す。具体的には、パラメトリック検定とノンパラメトリック検定の二種類を考え、実際の機関故障データに適用することで一般修理現象の解明と修理程度の推定を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は他の予算や助成金を利用することにより、特に旅費に関しての支出を抑えることが出来たことが差額の生じた理由として挙げられる。次年度においては計画段階での支出として100万円を計上しており、実際の助成金は70万円の予定であるため、差額分を充てることによりちょうど不足分をカバーできる状況となっている。具体的には主に、研究成果の発表や最新の研究動向を探るための学会参加に関する費用や情報及びデータ収集のための旅費に使用する計画である。
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