2020 Fiscal Year Research-status Report
Solving container congestion problems by fast enumeration of optimal answers
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20K04967
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| Research Institution | Sapporo Gakuin University |
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Principal Investigator |
小池 英勝 札幌学院大学, 経済学部, 教授 (60405636)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 組合せ最適化 / CPMP / コンテナプリマーシャリング問題 / 最適化 / ロジスティックス / 並列処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンテナ流通の混雑は，世界経済に影響を与えるできるだけ早く解決するべき重要な問題である．この混雑解消を目的とした取り組みの一つとして，コンテナプリマーシャリング問題(CPMP)の解決がある．CPMPの最適解を高速に求めることができれば，コンテナ輸送の時間を短縮することができる．また，最適解が複数ある場合にそれを列挙できれば，より大域的な最適化に役立つ．
令和２年度は，CPMPの最適解を列挙する実験プログラムを高速化するための研究を行った．既存の実験プログラムを，より高性能な計算リソースを効率的に活用できるように改良を試みた．この試みは大きく分けて，（１）改良のための機能を追加したプログラムの仕様作成，（２）仕様に基づくプログラムの開発，（３）プログラムの実行と性能の評価の３つから成り，新しい改良方法を検証するごとにこれを繰り返した．この改良の試行は，次年度も継続して行う予定である．
この研究は，高速化のための様々な手法を検証するごとに実験プログラムを変更する必要がある．その結果として，頻繁な仕様の変更が起こる．一般的にプログラムの仕様変更は開発工程においてコストが高い．本研究のような仕様が頻繁に変更される状況では，プログラムの実行効率と正しさを両立させるのが難しい．そこで，独自のプログラム開発手法を構築することにした．しかし，独自の開発手法を研究期間中に一から構築するのは難しい．研究代表者は，これまでに形式的仕様からプログラムを生成する研究を行っていたので，その研究と既存の開発手法と組み合わせて開発手法を構築することにした．それと同時に，対象を本研究の実験プログラムに限定することで考慮するべき項目を単純化した．これらのことによって，頻繁な仕様変更に対応しながら実行効率と正しさを両立するプログラム開発の実現可能性を高めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定では，予算で計算リソースを強化して，それを効果的に活用する実験プログラムを実際に動作させながら改良する予定だった．しかし，研究代表者が病気治療のため休職した期間があったことと，新型コロナウィルスなどの感染リスクを回避するため，予定していた予算執行ができなかった．そのため，予算の執行に依存しない作業を行った．具体的に行った主な作業は，「研究実績の概要」で述べた独自のプログラム開発技法の構築である．これによって，実験プログラムの改善をより効率的に行えるようにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度までに構築してきた頻繁な仕様の変更に対応した独自の開発手法をもとにして，より高性能な実験プログラムを開発する．
この開発手法によって，さまざまな効率化手法をプログラムに反映し，実行・測定・評価が効率的に行える体制を強化する．
令和２年度に予定していたが，「現在までの進捗状況」の「理由」で説明した理由により延期した予算執行を次年度に行い計算リソースを強化する．このことによって，実験プログラムが強化された計算リソースを効率的に活用してより高速に計算できることを実際に確認しながら研究を進める．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は，研究代表者が病気療養のため休職した期間があったことと，新型コロナの流行により，予算執行が困難だったためである．
使用計画については，令和２年度と同様の目的に使う予定である．
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