災害時における人道支援物流に関する最適化の数理

灾害期间人道主义援助物流优化的数学

• 批准号: 21J12181
• 负责人: 河瀬 理貴
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12181/
• 关键词: 人道支援ロジスティクス; 緊急支援物資輸送; プッシュ型; プル型; 最適制御理論; 分散制御

我が国では，東日本大震災の経験を踏まえ，被災者の物資需要に関する情報の把握状況に応じた救援物資の物流方策として，被災地の要請を受ける前に想定避難者数などを頼りに物資輸送を行うプッシュ型と，要請に応じて物資を輸送するプル型を組合せた支援策が制度化されている．しかし，経験的知見のみに基づくアドホックな方策は予期せぬ混乱を招き得る．事実，熊本地震では，復旧した道路網での交通渋滞により物資輸送が遅れるなど，復旧状況に適応できないケースが生じた．この問題の解決には，動学的な復旧マネジメントや時点の交通状況を加味した物流戦略の構築が不可欠である．本研究の目的は，復旧過程や交通状態の動学性が最適な物流方策に影響を与えるメカニズムを解明することで，動学的な物流方策に関する数理的知見を蓄積することにある．本年度は，はじめに，応募者のこれまでのプッシュ型支援に関する数理的知見を一般ネットワークへと拡張した．具体的に，不確実な物資需要に対して最適な在庫輸送戦略を求める確率的動学的最適化問題を定式化し，その近似解を導出した．さらに，近似解の数理的特性を分析し，従来の階層的なネットワーク構造によってプッシュ型支援の性能が低下する条件を示した．また，在庫輸送戦略に資する物流拠点間の道路復旧戦略を明らかにした．次に，通信障害下の物流戦略を分析するために，プル型の分散制御システムを構築し，その性質を数値的に検証した．具体的に，長期的な視点に基づく戦略によってシステム挙動が安定する一方，過去の需要履歴を用いて需要予測する場合は不安定になることが示唆された．また，戦略の標準偏差とシステムで発生する総費用との関係が正の相関関係にあることを示した．

基于大东日本地震的经验，日本已经制定了支持措施，结合了推送型系统，在该系统中，通过依靠预期的撤离数量来运输供应，然后在收到灾区的请求之前，作为救援供应的物流措施，该救援供应的物流措施是基于在供应范围内响应灾害和灾难的需求，该供应是响应灾难和系统的响应。但是，仅基于经验知识的临时策略会导致意外混乱。实际上，库曼托地震导致货物运输因恢复的道路网络上的交通拥堵而推迟的情况，因此无法适应恢复状况。要解决这个问题，对于动态恢复管理和建立物流策略至关重要，以考虑当前的流量情况。这项研究的目的是通过阐明恢复过程和交通状况的动态影响最佳物流策略的机制来积累有关动态物流策略的数学知识。今年，我们首先将申请人以前的推送类型支持的数学知识扩展到了通用网络。具体而言，我们制定了一个随机动态优化问题，该问题决定了不确定供应的最佳库存运输策略，并得出了近似解决方案。此外，分析了近似解决方案的数学特性，并由于常规的层次网络结构而降低了推送型支持的性能。还阐明了有助于库存和运输策略的物流中心之间的道路回收策略。接下来，为了分析通信失败下的物流策略，构建了一个拉动型分布式控制系统，并在数值上验证了其属性。具体而言，据建议，尽管基于长期观点的策略，系统行为是稳定的，但使用过去需求历史的需求预测将变得不稳定。它还表明，策略的标准偏差与系统产生的总成本之间的关系是正相关的。

项目成果

災害時における情報の遅れを考慮した分散型物流制御の検討

考虑灾害期间信息延迟的分布式物流控制的思考

• 发表时间: 2021
• 作者: 河瀬理貴;井料隆雅
• 通讯作者: 井料隆雅

THE POST DISASTER HUMANITARIAN LOGISTICS: CASE STUDIES OF THE TOHOKU DISASTERS AND KUMAMOTO EARTHQUAKE

灾后人道主义物流：东北灾难和熊本地震的案例研究

• DOI: 10.2208/jscejipm.76.5_i_987
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management)
• 作者: KAWASE Riki;URATA Junji;IRYO Takamasa
• 通讯作者: IRYO Takamasa

OPTIMAL INVENTORY DISTRIBUTION STRATEGY FOR RELIEF SUPPLY CONSIDERING INFORMATION UNCERTAINTY

考虑信息不确定性的救援物资最优库存分配策略

• DOI: 10.2208/jscejipm.77.3_184
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management)
• 作者: Valary Tubei;Hiroyuki Toda;Worapol Ketanond ;Hiro Fujihara;Osamu Takakuwa;Akihisa Takeuchi;and Masayuki Uesugi;河瀬理貴， 井料隆雅， 浦田淳司
• 通讯作者: 河瀬理貴， 井料隆雅， 浦田淳司