JP2024010274A - エリア決定方法および情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配送エリアの割り当てを最適化する。【解決手段】複数の配送体それぞれの配送対象となるエリアを決定するエリア決定方法は、コンピュータが、複数のエリア候補を決定するエリア候補決定処理を実行し、エリア候補に基づいて、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行し、配送体が需要点に配送した過去の配送データに基づいて、組み合わせ毎に配送体が配送した確率を導出する確率導出処理を実行し、確率に基づいて、エリアを決定するエリア決定処理を実行する。【選択図】図５

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 令和３年１２月１９日に土岐爽真、本間裕大、塩野直志、長谷川大輔、および、丸山純矢が、都市のＯＲウインターセミナー２０２１にて、エリア決定方法および情報処理装置に関する発明を公開 令和４年３月１８日に土岐爽真、本間裕大、塩野直志、長谷川大輔、および、丸山純矢が、日本オペレーションズ・リサーチ学会２０２２年春季研究発表会にて、エリア決定方法および情報処理装置に関する発明を公開 令和４年３月９日に土岐爽真、本間裕大、塩野直志、長谷川大輔、および、丸山純矢が、日本オペレーションズ・リサーチ学会２０２２年春季研究発表会アブストラクト集にて、エリア決定方法および情報処理装置に関する発明を公開 令和４年６月１８日に土岐爽真、本間裕大、塩野直志、長谷川大輔、および、丸山純矢が、Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｅａｒｎｉｎｇ抄録にて、エリア決定方法および情報処理装置に関する発明を公開

本発明は、エリア決定方法および情報処理装置に関する。

従来、需要家にＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇａｓ）容器が設けられ、当該ＬＰＧ容器のガス残量が０になる前にＬＰＧ容器の交換作業が行われる。例えば、特許文献１には、需要家に設けられたＬＰＧ容器のガス使用量またはガス残量を検知し、当該ガス使用量またはガス残量に基づいて、ＬＰＧ容器の交換日を算出することについて開示がある。また、特許文献１には、当該交換日におけるＬＰＧ容器を配送する配送車の配送エリアにおいて、配送者の員数を決定することについて開示がある。

特開２０１８－１９０２５３号公報

ところで、配送車には、予め配送する配送エリアが割り当てられる。その配送エリア内の需要家の分布は、定期的に変化する。例えば新設などによる需要家増や転居などによる需要家減などが考えられる。また、家族構成や在宅時間の変化などによる需要家の使用量の増減が、配送車がある期間に配送を行う必要がある需要家の分布に影響を及ぼすことがある。このように、需要家の分布が変化していくことで、予め定めた配送車の配送エリアが効率的でなくなっていく場合がある。そのため、需要家の分布が変化した場合、配送エリアの割り当ての見直しが必要となる。配送エリアの割り当ての見直し作業には、膨大な時間が必要となるため、従来、配送エリアの割り当ての最適化が困難であった。

本発明は、配送エリアの割り当てを最適化することが可能なエリア決定方法および情報処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のエリア決定方法は、複数の配送体それぞれの配送対象となるエリアを決定するエリア決定方法であって、コンピュータが、複数のエリア候補を決定するエリア候補決定処理を実行し、エリア候補に基づいて、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行し、配送体が需要点に配送した過去の配送データに基づいて、組み合わせ毎に配送体が配送した確率を導出する確率導出処理を実行し、確率に基づいて、エリアを決定するエリア決定処理を実行する。

抽出処理は、同一のエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、組み合わせ毎に、同一の配送体が配送した確率である第１個別確率を導出し、第１個別確率を複数の組み合わせで合成して第１合成確率を導出し、エリア決定処理は、エリア候補決定処理、抽出処理、確率導出処理を繰り返し、第１合成確率が最大となるエリア候補をエリアとしてもよい。

抽出処理は、異なるエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、組み合わせ毎に、同一の配送体が配送した確率である第２個別確率を導出し、第２個別確率を複数の組み合わせで合成して第２合成確率を導出し、エリア決定処理は、エリア候補決定処理、抽出処理、確率導出処理を繰り返し、第２合成確率が最小となる前記エリア候補をエリアとしてもよい。

抽出処理は、同一のエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、同一のエリア候補から抽出された組み合わせ毎に、同一の配送体が配送した確率である第１個別確率を導出し、第１個別確率を複数の組み合わせで合成して第１合成確率を導出し、抽出処理は、異なるエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、異なるエリア候補から抽出された組み合わせ毎に、同一の配送体が配送した確率である第２個別確率を導出し、第２個別確率を複数の組み合わせで合成して第２合成確率を導出し、エリア決定処理は、エリア候補決定処理、抽出処理、確率導出処理を繰り返し、第１合成確率から第２合成確率を減算した結果が最大となる前記エリア候補を前記エリアとしてもよい。

抽出処理は、異なるエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、組み合わせ毎に、異なる配送体が配送した確率である第３個別確率を導出し、第３個別確率を複数の組み合わせで合成して第３合成確率を導出し、エリア決定処理は、エリア候補決定処理、抽出処理、確率導出処理を繰り返し、第３合成確率が最大となるエリア候補をエリアとしてもよい。

抽出処理は、同一のエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、組み合わせ毎に、異なる配送体が配送した確率である第４個別確率を導出し、第４個別確率を複数の組み合わせで合成して第４合成確率を導出し、エリア決定処理は、エリア候補決定処理、抽出処理、確率導出処理を繰り返し、第４合成確率が最小となるエリア候補をエリアとしてもよい。

抽出処理は、異なるエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、異なるエリア候補から抽出された組み合わせ毎に、異なる配送体が配送した確率である第３個別確率を導出し、第３個別確率を複数の組み合わせで合成して第３合成確率を導出し、抽出処理は、同一のエリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、確率導出処理は、同一のエリア候補から抽出された組み合わせ毎に、異なる配送体が配送した確率である第４個別確率を導出し、第４個別確率を複数の組み合わせで合成して第４合成確率を導出し、エリア決定処理は、エリア候補決定処理、抽出処理、確率導出処理を繰り返し、第３合成確率から第４合成確率を減算した結果が最大となるエリア候補をエリアとしてもよい。

所定範囲内に位置する複数の需要点を需要集合とし、需要点の代わりに需要集合を用いてもよい。

配送体が配送した確率として、過去の実績値が用いられてもよい。

配送体が配送した確率として、未来の予測値が用いられてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の情報処理装置は、複数の配送体それぞれの配送対象となるエリアを決定するコンピュータを備えた情報処理装置であって、コンピュータは、複数のエリア候補を決定するエリア候補決定処理と、エリア候補に基づいて、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理と、配送体が需要点に配送した過去の配送データに基づいて、組み合わせ毎に配送体が配送した確率を導出する確率導出処理と、確率に基づいて、エリアを決定するエリア決定処理と、を実行する。

本発明によれば、配送エリアの割り当てを最適化することができる。

図１は、本実施形態に係る配送システムを示す概略図である。 図２は、本実施形態に係るサーバの機能を説明するための機能ブロック図である。 図３は、本実施形態に係る配送車の機能を説明するための機能ブロック図である。 図４は、配送車が過去に配送した最適な配送ルートの一例を説明するための図である。 図５は、エリア決定方法のフローチャート図である。 図６は、エリア候補の一例を説明するための図である。 図７は、各エリア候補に含まれる複数の小領域を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

［１．配送システムの全体構成］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る配送システム１０００の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る配送システム１０００を示す概略図である。

図１に示すように、本実施形態に係る配送システム１０００は、サーバ（情報処理装置）１００と、複数の配送車（配送体）２００とを含む。サーバ１００と複数の配送車２００は、ネットワークＮＷを介して相互に通信可能に接続される。

サーバ１００は、例えば、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、大型コンピュータ、マイクロコンピュータなどの各種のコンピュータ装置で構成される。サーバ１００は、複数の配送車２００から送信される各種情報を収集、蓄積、処理する。

配送車２００は、燃料を事業所から需要家に輸送する。具体的に、配送車２００は、燃料としてＬＰＧをガス事業所から需要家に輸送する。配送車２００は、例えば、需要家に設けられるＬＰＧ容器にＬＰＧを供給するものであってもよいし、ＬＰＧが充填されたＬＰＧ容器を積載し、積載したＬＰＧ容器を需要家に設けられるＬＰＧ容器と交換するものであってもよい。配送車２００は、詳しくは後述するように、自車両の位置情報、車両識別情報、燃料供給情報、燃料残量情報等の各種情報をサーバ１００に送信する。

ネットワークＮＷは、サーバ１００と、複数の配送車２００とを通信可能に接続するための無線または有線の通信回線網である。ネットワークＮＷは、例えば、衛星通信ネットワーク、携帯電話ネットワーク、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、その他の専用回線網などの各種のネットワークで構成される。ネットワークＮＷの少なくとも一部は、無線ネットワークを含んでいる。ただし、ネットワークＮＷは、その一部に有線ネットワークを含んでいてもよい。

図２は、本実施形態に係るサーバ１００の機能を説明するための機能ブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係るサーバ１００は、サーバ通信部１１０と、サーバ記憶部１３０と、サーバ制御部１５０とを有する。

サーバ通信部１１０は、ネットワークＮＷを通じて複数の配送車２００に搭載される配送通信部２３０（図３参照）との通信を確立する。サーバ記憶部１３０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、サーバ１００に用いられるプログラムや各種データを記憶する。

サーバ制御部１５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、サーバ記憶部１３０に格納されたプログラムを用い、サーバ１００全体を制御する。また、サーバ制御部１５０は、情報受信部１５２、エリア候補決定処理部１５４、抽出処理部１５６、確率導出部１５８、エリア決定処理部１６０としても機能する。なお、確率導出部１５８は、個別確率導出部１５８ａと、合成確率導出部１５８ｂとしても機能する。かかる機能部については後程詳述する。

図３は、本実施形態に係る配送車２００の機能を説明するための機能ブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る配送車２００は、配送装置２１０を有する。配送装置２１０は、配送通信部２３０と、配送記憶部２５０と、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）センサ２７０、配送制御部２９０とを有する。

配送通信部２３０は、ネットワークＮＷを通じてサーバ１００に搭載されるサーバ通信部１１０（図２参照）との通信を確立する。配送記憶部２５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、配送装置２１０に用いられるプログラムや各種データを記憶する。ＧＮＳＳセンサ２７０は、配送車２００の位置（緯度、経度）を検出し、配送車２００の位置を示す検出信号を配送制御部２９０に出力する。

配送制御部２９０は、ＣＰＵで構成され、配送記憶部２５０に格納されたプログラムを用い、配送装置２１０全体を制御する。また、配送制御部２９０は、情報送信部２９２、位置情報取得部２９４としても機能する。かかる機能部については後程詳述する。

ところで、配送車２００には、予め配送するエリア（配送エリア）が割り当てられる。その配送エリア内の需要家の分布は、定期的に変化する。例えば新設などによる需要家増や転居などによる需要家減などが考えられる。また、家族構成や在宅時間の変化などによる需要家の使用量の増減が、配送車２００がある期間に配送を行う必要がある需要家の分布に影響を及ぼすことがある。このように、需要家の分布が変化していくことで、予め定めた配送車２００の配送エリアが効率的でなくなっていく場合がある。そのため、需要家の分布が変化した場合、配送エリアの割り当ての見直しが必要である。配送エリアの割り当ての見直し作業には、膨大な時間が必要となるため、配送エリアの割り当ての最適化が困難である。

そこで、本実施形態では、配送車２００が需要家に配送した過去の配送データに基づいて、配送エリアの割り当てを最適化することを目的とする。より具体的に、本実施形態では、配送車２００が需要家に配送した過去の配送データ、および、導出データに基づいて、配送エリアの割り当てを最適化することを目的とする。ここで、導出データは、例えば、過去の配送データから需要家の配送可能日を抽出したうえで、過去に決定された配送エリアの概念を外して、配送車が所定の目的を達成するように需要家に配送するように計算された結果の配送データである。所定の目的は、例えば、配送車の配送距離を最短にすることや、配送車の移動時間を最短にすること等である。また、導出データは、例えば、現在あるいは未来の配送データから需要家の配送可能日を仮想的に作成したうえで、配送車が所定の目的を達成するように需要家に配送するように計算された結果の配送データである。ただし、仮想的な需要家の配送可能日を作成する際には、過去の配送データを用いて推定されてもよい。以下では、配送車２００が過去に配送した最適な配送ルートを含む配送データ、および、上述した導出データに基づいて、配送車２００の最適な配送エリアを推定（配送エリアを最尤推定）する。以下、本実施形態における配送車２００の最適な配送エリアを最尤推定するエリア決定方法について説明する。

図４は、配送車２００が過去に配送した最適な配送ルートの一例を説明するための図である。図４中、Ｐ１は、配送車２００が配送開始する事業所の位置を示す点（以下、施設点という）であり、Ｐ２は、需要家の位置を示す点（以下、需要点という）である。図４中、施設点Ｐ１以外の点は、すべて需要点Ｐ２である。

図４に示すように、複数の配送車２００のうちの配送車２００Ａは、実線で示した配送ルートＡを通る各需要点Ｐ２に燃料を輸送する。また、複数の配送車２００のうちの配送車２００Ｂは、二点鎖線で示した配送ルートＢを通る各需要点Ｐ２に燃料を輸送する。また、複数の配送車２００のうちの配送車２００Ｃは、一点鎖線で示した配送ルートＣを通る各需要点Ｐ２に燃料を輸送する。なお、図４中、配送ルートＡ、Ｂ、Ｃ上に配置されていない各需要点Ｐ２は、燃料の配送が未だ必要でない需要家の位置や、燃料の配送ができない日における需要家の位置等である。

このとき、配送エリアを最尤推定する際に参照するデータベースを構築するため、各配送車２００に搭載される配送装置２１０の位置情報取得部２９４は、ＧＮＳＳセンサ２７０から位置情報を取得する。また、配送記憶部２５０には、車両識別情報が記憶されている。車両識別情報は、各配送車２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれに設けられ、自車両と他車両を識別するための情報である。なお、車両識別情報には、配送車２００が積載可能なＬＰＧあるいはＬＰＧ容器の最大積載量に関する情報が含まれてもよい。

配送装置２１０の情報送信部２９２は、配送通信部２３０を通じて、位置情報取得部２９４で取得された配送車２００の位置情報と、時刻情報と、配送記憶部２５０に記憶された車両識別情報とをサーバ通信部１１０に送信する。ここで、情報送信部２９２は、配送車２００が需要点Ｐ２に到着し、需要点Ｐ２にＬＰＧあるいはＬＰＧ容器を供給するときに、配送車２００の位置情報と時刻情報と車両識別情報とをサーバ通信部１１０に送信する。

このとき、情報送信部２９２は、位置情報、時刻情報および車両識別情報に併せて、需要点Ｐ２のＬＰＧ容器に供給するＬＰＧの供給量あるいはＬＰＧ容器の交換量（交換本数）に関する燃料供給情報をサーバ通信部１１０に送信してもよい。また、情報送信部２９２は、配送車２００に積載されるＬＰＧの残量あるいはＬＰＧ容器の残り本数に関する燃料残量情報をサーバ通信部１１０に送信してもよい。

サーバ１００の情報受信部１５２は、配送装置２１０の情報送信部２９２から配送車２００の各種情報を取得する。情報受信部１５２は、配送車２００から各種情報を取得すると、取得した各種情報をサーバ記憶部１３０に記憶させる。サーバ記憶部１３０は、配送車２００の各種情報を蓄積する。

サーバ１００のエリア決定処理部１６０は、このサーバ記憶部１３０に蓄積された配送車２００の各種情報に基づいて、最終的に決定する配送車２００の配送エリアを最尤推定する。以下、配送エリアを最尤推定するエリア決定方法について説明する。

図５は、エリア決定方法のフローチャート図である。なお、図５では、第１実施形態におけるエリア決定方法の処理フローを示しているが、第２および第３実施形態においても基本的な処理フローは同様であるため、第２および第３実施形態において第１実施形態と重複する内容については説明を省略する。図５に示すように、配送エリアを最尤推定するために、まず、サーバ１００のエリア候補決定処理部１５４は、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアのエリア候補を決定するエリア候補決定処理を実行する（Ｓ１００）。

図６は、エリア候補の一例を説明するための図である。図６では、破線で区画された３つのエリア候補Ｒａ、エリア候補Ｒｂ、エリア候補Ｒｃが示される。エリア候補Ｒａは、配送車２００Ａの配送対象となる配送エリアのエリア候補であり、エリア候補Ｒｂは、配送車２００Ｂの配送対象となる配送エリアのエリア候補であり、エリア候補Ｒｃは、配送車２００Ｃの配送対象となる配送エリアのエリア候補である。各エリア候補には、少なくとも１つの需要点Ｐ２が含まれる。

エリア候補の数は、複数の配送車２００の台数によって決定される。例えば、図６では、複数の配送車２００の台数が配送車２００Ａ、配送車２００Ｂ、配送車２００Ｃの３台であるため、エリア候補は、エリア候補Ｒａ、エリア候補Ｒｂ、エリア候補Ｒｃの３つである。つまり、エリア候補の数は、複数の配送車２００の台数と等しい数である。

エリア候補決定処理部１５４は、エリア候補Ｒａ、エリア候補Ｒｂ、エリア候補Ｒｃが重複しないように各エリア候補を決定する。ここで、各需要点Ｐ２は、少なくとも一つのエリア候補に属するように設定される。そのため、各需要点Ｐ２は、複数のエリア候補に属するように設定することも可能である。その場合、各エリア候補は、互いに重複するように設定されてもよい。なお、各エリア候補の面積は、互いに等しくてもよいし、異なっていてもよい。例えば、各エリア候補の面積は、施設点Ｐ１からの距離に応じて異なってもよい。具体的に、各エリア候補の面積は、施設点Ｐ１からの距離が大きくなるほど、小さくなってもよい。

また、ここでは、各エリア候補内の需要点Ｐ２の数や各エリア候補内の需要量が一定になるようにバランスを取って各エリア候補が設定される。例えば、各エリア候補内の需要点Ｐ２の数の差が閾値未満となるように各エリア候補が設定される。また、各エリア候補内の需要量の差が閾値未満となるように各エリア候補が設定される。ただし、これに限定されず、各エリア候補に含まれる需要点Ｐ２の数や需要量は、例えば、施設点Ｐ１からの距離に応じて異ならせてもよい。具体的に、各エリア候補に含まれる需要点Ｐ２の数や需要量は、施設点Ｐ１からの距離が大きくなるほど、少なくなってもよい。

なお、配送車２００には、積載可能な燃料の容量に制約が設けられる場合がある。また、一人の配送員が配送ルート上を周れる需要点Ｐ２の数に制約が設けられる場合がある。同様に、一人の配送員が配送ルートを周る配送時間に制約が設けられる場合がある。このように、配送車２００に積載可能な燃料の容量、配送ルート上の需要点Ｐ２の数、配送時間のうち、燃料の容量のみ、需要点Ｐ２の数のみ、あるいは、配送時間のみなど、少なくともいずれか一の制約が設けられる場合がある。そのため、エリア候補決定処理部１５４は、これらの制約（配送車２００に積載可能な燃料の容量、配送ルート上の需要点Ｐ２の数、配送時間等）を加味して、エリア候補を決定する。

エリア候補決定処理部１５４は、複数のパターンのエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを作成する。複数のパターンのエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃは、それぞれ形状および大きさが異なる。エリア候補決定処理部１５４は、作成した複数のパターンのエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの中から一のエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを選択的に決定する。

つぎに、エリア候補決定処理部１５４で作成された複数のパターンのエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの中から、以下の第１の点および第２の点のうち少なくとも一方を達成するようなエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを導出する処理を行う。

ここで、第１の点は、「同一のエリア候補内の２つの需要点Ｐ２をランダムに抽出したとき、それらが同一の配送車２００によって配送されている確率を最大化する」ことである。第２の点は、「異なるエリア候補内の２つの需要点Ｐ２をランダムに抽出したとき、それらが同一の配送車２００によって配送されている確率を最小化する」ことである。

まず、第１の点の条件を満たすために、抽出処理部１５６は、同一のエリア候補において、２つの需要点Ｐ２の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する（Ｓ２００）。

つぎに、個別確率導出部１５８ａは、同一のエリア候補から抽出された２つの需要点Ｐ２の組み合わせ毎に、同一の配送車２００が配送した確率である個別確率（第１個別確率）を導出する個別確率導出処理を実行する（Ｓ３００）。

また、合成確率導出部１５８ｂは、個別確率導出部１５８ａにより導出された個別確率（第１個別確率）を複数の組み合わせで合成して合成確率（第１合成確率）を導出する合成確率導出処理を実行する（Ｓ４００）。

そして、エリア決定処理部１６０は、上述したエリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し実行させ、下記数式（１）に基づいて、第１合成確率が最大となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定する（Ｓ５００）。なお、本実施形態では、下記数式（１）を用いて配送エリアを決定しているが、配送エリアを決定するために使用される数式は、これに限定されない。例えば、下記数式（１）の近似式を用いて配送エリアを決定してもよい。

ここで、ｉ，ｊ（∈Ｉ）は、２つの需要点Ｐ２の添え字である。ａは、エリア候補の添え字である。ｋは、エリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し行った試行の添え字である。Ｉは、需要点Ｐ２の集合である。Ａは、エリア候補の集合である。Ｋは、試行の集合である。Ｉ_ｋは、試行ｋが周った需要点Ｐ２の集合である。Ｃ（Ｘ）は、ある点集合Ｘから2つの需要点Ｐ２を取るあらゆる組み合わせを抽出した集合を生成した集合→集合の関数定義である。

は、試行ｋにおいて需要点ｉ，ｊが同一の配送車２００によって配送されたとき1となり、そうでない場合に0となるパラメータである。Ｚ_ｉａは、需要点ｉがエリアａに属するとき1となり、そうでない場合に0となる決定変数である。

エリア決定処理部１６０により決定された配送エリアによれば、過去の配送データを基に、同じエリアに属する２つの需要点Ｐ２は、極力同じ配送車２００で配送されることとなる。配送エリアの決定に上記数式（１）を用いることで、配送エリアの割り当ての最適化を容易に行うことができ、また、最適性を高めることができるようになる。また、配送エリアの割り当てに自動化が図れることにより、作業者の負担が軽減される。

また、配送エリアの決定は、第１の点の条件ではなく、第２の点の条件を満たすことで決定されてもよい。第２の点の条件を満たすために、抽出処理部１５６は、異なるエリア候補において、２つの需要点Ｐ２の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する（Ｓ２００）。

つぎに、個別確率導出部１５８ａは、異なるエリア候補から抽出された２つの需要点Ｐ２の組み合わせ毎に、同一の配送車２００が配送した確率である個別確率（第２個別確率）を導出する個別確率導出処理を実行する（Ｓ３００）。

また、合成確率導出部１５８ｂは、個別確率導出部１５８ａが導出した個別確率（第２個別確率）を複数の組み合わせで合成して合成確率（第２合成確率）を導出する合成確率導出処理を実行する（Ｓ４００）。

そして、エリア決定処理部１６０は、上述したエリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し実行させ、下記数式（２）に基づいて、第２合成確率が最小となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定する（Ｓ５００）。なお、本実施形態では、下記数式（２）を用いて配送エリアを決定しているが、配送エリアを決定するために使用される数式は、これに限定されない。例えば、下記数式（２）の近似式を用いて配送エリアを決定してもよい。

エリア決定処理部１６０により決定された配送エリアによれば、過去の配送データを基に、異なるエリアに属する２つの需要点Ｐ２は、極力異なる配送車２００で配送されることとなる。配送エリアの決定に上記数式（２）を用いることで、配送エリアの割り当ての最適化を容易に行うことができ、また、最適性を高めることができるようになる。また、配送エリアの割り当てに自動化が図れることにより、作業者の負担が軽減される。

また、配送エリアの決定は、第１の点と第２の点の２つの観点以外に代えて、または、加えて、２つの観点を一度に判断してもよい。例えば、配送エリアの決定は、第１の点の条件と、第２の点の条件の双方を同時に満たすことで決定されてもよい。具体的に、エリア決定処理部１６０は、上記数式（１）および（２）に基づいて、第１合成確率から第２合成確率を減算した結果が最大となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定する（Ｓ５００）。

エリア決定処理部１６０により決定された配送エリアによれば、過去の配送データを基に、同じエリアに属する２つの需要点Ｐ２は、極力同じ配送車２００で配送され、異なるエリアに属する２つの需要点Ｐ２は、極力異なる配送車２００で配送されることとなる。配送エリアの決定に上記数式（１）および（２）を用いることで、配送エリアの割り当ての最適化を容易に行うことができ、また、最適性を高めることができるようになる。また、配送エリアの割り当てに自動化が図れることにより、作業者の負担が軽減される。

（第２実施形態）
過去の配送データの容量や需要点Ｐ２の数が多い場合、第１実施形態の最尤推定の演算処理に時間がかかる場合がある。また、特定の区域（例えば、○○丁目、△△番地等）においては同一の配送車２００で配送した方が効率が良い場合がある。そこで、第２実施形態では、各エリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを複数の小領域ＳＡに分割する。

図７は、各エリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに含まれる複数の小領域ＳＡを説明するための図である。図７に示すように、各エリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃは、複数の小領域ＳＡにより構成される。各小領域ＳＡには、少なくとも１つの需要点Ｐ２が含まれる。第２実施形態では、各小領域ＳＡは、特定の区域であり、例えば、○○丁目や△△番地である。

各小領域ＳＡは、各小領域ＳＡ内の需要点Ｐ２の数や各小領域ＳＡ内の需要量が一定になるようにバランスを取って設定される。具体的に、各小領域ＳＡ内の需要点Ｐ２の数や需要量の差が閾値未満となるように各小領域ＳＡが設定される。

第１実施形態では、エリア候補内の２つの需要点Ｐ２をランダムに抽出しているが、第２実施形態では、エリア候補内の２つの小領域ＳＡをランダムに抽出する。つまり、第２実施形態では、エリア候補内における所定範囲内に位置する複数の需要点Ｐ２を小領域（需要集合）とし、需要点Ｐ２の代わりに小領域（需要集合）を用いて最尤推定の演算処理を実行する。

第２実施形態における最尤推定の演算処理では、以下の第３の点および第４の点のうち少なくとも一方を達成するようなエリア候補Ｒａ、エリア候補Ｒｂ、エリア候補Ｒｃを導出する処理を実行する。

ここで、第３の点は、「同一のエリア候補内の２つの小領域ＳＡをランダムに抽出したとき、それらが同一の配送車２００によって配送されている確率を最大化する」ことである。また、第４の点は、「異なるエリア候補内の２つの小領域ＳＡをランダムに抽出したとき、それらが同一の配送車２００によって配送されている確率を最小化する」ことである。

まず、第３の点の条件を満たすために、抽出処理部１５６は、同一のエリア候補において、２つの小領域ＳＡの組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する（Ｓ２００）。

つぎに、個別確率導出部１５８ａは、同一のエリア候補から抽出された２つの小領域ＳＡの組み合わせ毎に、同一の配送車２００が配送した確率である個別確率（第１個別確率）を導出する個別確率導出処理を実行する（Ｓ３００）。

また、合成確率導出部１５８ｂは、個別確率導出部１５８ａにより導出された個別確率（第１個別確率）を複数の組み合わせで合成して合成確率（第１合成確率）を導出する合成確率導出処理を実行する（Ｓ４００）。

そして、エリア決定処理部１６０は、エリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し実行させ、下記数式（３）に基づいて、第１合成確率が最大となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定する（Ｓ５００）。なお、本実施形態では、下記数式（３）を用いて配送エリアを決定しているが、配送エリアを決定するために使用される数式は、これに限定されない。例えば、下記数式（３）の近似式を用いて配送エリアを決定してもよい。

ここで、ｐ、ｑは、２つの小領域の添え字である。ａは、エリア候補の添え字である。ｋは、エリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し行った試行の添え字である。Ｐは、小領域ＳＡの集合である。Ａは、エリア候補の集合である。Ｋは、試行の集合である。Ｃ（Ｘ）は、ある点集合Ｘから2つの小領域ＳＡを取るあらゆる組み合わせを抽出した集合を生成した集合→集合の関数定義である。

は、試行ｋにおいて訪問した需要点Ｉ_ｋのあらゆる組み合わせＣ（Ｉ_ｋ）のうち，一方の需要点が小領域ｐにあり，他方が小領域ｑにあり，かつ，それらが同じ配送車２００で配送された組み合わせの数を示すパラメータである。

は、試行ｋにおいて訪問した需要点Ｉ_ｋのあらゆる組み合わせＣ（Ｉ_ｋ）のうち，一方の需要点が小領域ｐにあり，他方が小領域ｑにあるような組み合わせの数を示すパラメータである。Ｘ_ｐａは、小領域ｐがエリアａに属するとき１となり，そうでない場合に０となる決定変数である。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。さらに、第２実施形態によれば、第１実施形態に比べ、最尤推定の演算処理を短時間で行うことができる。

また、配送エリアの決定は、第３の点の条件ではなく、第４の点の条件を満たすことで決定されてもよい。第４の点の条件を満たすために、抽出処理部１５６は、異なるエリア候補において、２つの小領域ＳＡの組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する（Ｓ２００）。

つぎに、個別確率導出部１５８ａは、異なるエリア候補から抽出された２つの小領域ＳＡの組み合わせ毎に、同一の配送車２００が配送した確率である個別確率（第２個別確率）を導出する個別確率導出処理を実行する（Ｓ３００）。

また、合成確率導出部１５８ｂは、個別確率導出部１５８ａにより導出された個別確率（第２個別確率）を複数の組み合わせで合成して合成確率（第２合成確率）を導出する合成確率導出処理を実行する（Ｓ４００）。

そして、エリア決定処理部１６０は、エリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し実行させ、下記数式（４）に基づいて、第２合成確率が最小となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定する（Ｓ５００）。なお、本実施形態では、下記数式（４）を用いて配送エリアを決定しているが、配送エリアを決定するために使用される数式は、これに限定されない。例えば、下記数式（４）の近似式を用いて配送エリアを決定してもよい。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。さらに、第２実施形態によれば、第１実施形態に比べ、最尤推定の演算処理を短時間で行うことができる。

また、配送エリアの決定は、第３の点と第４の点の２つの観点以外に代えて、または、加えて、２つの観点を一度に判断してもよい。例えば、配送エリアの決定は、第３の点の条件と、第４の点の条件の双方を同時に満たすことで決定されてもよい。具体的に、エリア決定処理部１６０は、上記数式（３）および（４）に基づいて、第１合成確率から第２合成確率を減算した結果が最大となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となるエリアとして決定する。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。さらに、第２実施形態によれば、第１実施形態に比べ、最尤推定の演算処理を短時間で行うことができる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、上述した第１の点および第２の点のうち少なくとも一方を達成するようなエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを導出する処理を行った。

ここで、第１実施形態の第１の点は、「異なるエリア候補内の２つの需要点Ｐ２をランダムに抽出したとき、それらが異なる配送車２００によって配送されている確率を最大化する」（第５の点）解を求めることと等価である。

また、第１実施形態における第２の点は、「同一のエリア候補内の２つの需要点Ｐ２をランダムに抽出したとき、それらが異なる配送車２００によって配送されている確率を最小化する」（第６の点）解を求めることと等価である。

そこで、第３実施形態では、エリア候補決定処理部１５４で作成された複数のパターンのエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの中から、上記第５の点および第６の点のうち少なくとも一方を達成するようなエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃを導出する処理を行う。

まず、第５の点の条件を満たすために、抽出処理部１５６は、異なるエリア候補において、２つの需要点Ｐ２の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する（Ｓ２００）。

つぎに、個別確率導出部１５８ａは、異なるエリア候補から抽出された２つの需要点Ｐ２の組み合わせ毎に、異なる配送車２００が配送した確率である個別確率（第３個別確率）を導出する個別確率導出処理を実行する（Ｓ３００）。

また、合成確率導出部１５８ｂは、個別確率導出部１５８ａにより導出された個別確率（第３個別確率）を複数の組み合わせで合成して合成確率（第３合成確率）を導出する合成確率導出処理を実行する（Ｓ４００）。

そして、エリア決定処理部１６０は、エリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し実行させ、上記数式（１）に基づいて、第３合成確率が最大となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定する（Ｓ５００）。

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。

また、配送エリアの決定は、第５の点の条件ではなく、第６の点の条件を満たすことで決定されてもよい。第６の点の条件を満たすために、抽出処理部１５６は、同一のエリア候補において、２つの需要点Ｐ２の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する（Ｓ２００）。

つぎに、個別確率導出部１５８ａは、同一のエリア候補から抽出された組み合わせ毎に、異なる配送車２００が配送した確率である個別確率（第４個別確率）を導出する個別確率導出処理を実行する（Ｓ３００）。

また、合成確率導出部１５８ｂは、個別確率導出部１５８ａにより導出された個別確率（第４個別確率）を複数の組み合わせで合成して合成確率（第４合成確率）を導出する合成確率導出処理を実行する（Ｓ４００）。

そして、エリア決定処理部１６０は、エリア候補決定処理、抽出処理、個別確率導出処理、合成確率導出処理を繰り返し実行させ、上記数式（２）に基づいて、第４合成確率が最小となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となる配送エリアとして決定を導出する（Ｓ５００）。

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。

また、配送エリアの決定は、第５の点と第６の点の２つの観点以外に代えて、または、加えて、２つの観点を一度に判断してもよい。例えば、配送エリアの決定は、第５の点の条件と、第６の点の条件の双方を同時に満たすことで決定されてもよい。具体的に、エリア決定処理部１６０は、上記数式（１）および（２）に基づいて、第３合成確率から第４合成確率を減算した結果が最大となるエリア候補を、複数の配送車２００それぞれの配送対象となるエリアとして決定する。

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。なお、ここでは、第３実施形態が第１実施形態に適用される例について説明したが、これに限定されず、第３実施形態は、第２実施形態に適用されてもよい。

以上のように、第１～３実施形態によれば、サーバ記憶部１３０に蓄積された配送車２００の各種情報に基づいて、配送車２００の最適な配送エリアを最尤推定する。具体的に、抽出処理部１５６は、エリア候補決定処理部１５４で決定されたエリア候補Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに基づいて、２つの需要点Ｐ２（あるいは、２つの小領域ＳＡ）の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行する。また、確率導出部１５８は、配送車２００が需要点Ｐ２に配送した過去の配送データに基づいて、抽出処理部１５６で抽出された２つの需要点Ｐ２（あるいは、２つの小領域ＳＡ）の組み合わせ毎に配送車２００が配送した確率を導出する確率導出処理を実行する。そして、エリア決定処理部１６０は、確率導出部１５８で導出された確率に基づいて、複数の配送車２００それぞれの配送対象となるエリアを決定するエリア決定処理を実行する。これにより、配送エリアの割り当てを最適化することが容易にできるようになる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記第１～３実施形態では、過去の実績値である配送データを用いて配送車２００が配送した確率を導出した。しかし、これに限定されず、過去の配送データに基づいて導出された未来の予測値を用いて配送車２００が配送した確率を導出するようにしてもよい。

上記第１～３実施形態では、配送車２００が燃料（ＬＰＧ）を配送する例について説明した。しかし、配送車２００は、事業所と需要家との間を往来する車両であればよく、燃料を配送するものに限定されず、例えば、物品を宅配する車両であってもよいし、需要家を訪問する車両であってもよい。

Ｐ１ 施設点
Ｐ２ 各需要点
Ｒａ エリア候補
Ｒｂ エリア候補
Ｒｃ エリア候補
ＳＡ 小領域
１００ サーバ
１１０ サーバ通信部
１３０ サーバ記憶部
１５０ サーバ制御部
１５２ 情報受信部
１５４ エリア候補決定処理部
１５６ 抽出処理部
１５８ 確率導出部
１５８ａ 個別確率導出部
１５８ｂ 合成確率導出部
１６０ エリア決定処理部
２００ 配送車
２１０ 配送装置
２３０ 配送通信部
２５０ 配送記憶部
２７０ センサ
２９０ 配送制御部
２９２ 情報送信部
２９４ 位置情報取得部
１０００ 配送システム

Claims (11)

1. 複数の配送体それぞれの配送対象となるエリアを決定するエリア決定方法であって、
   コンピュータが、
   複数のエリア候補を決定するエリア候補決定処理を実行し、
   前記エリア候補に基づいて、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理を実行し、
   前記配送体が前記需要点に配送した過去の配送データに基づいて、前記組み合わせ毎に前記配送体が配送した確率を導出する確率導出処理を実行し、
   前記確率に基づいて、前記エリアを決定するエリア決定処理を実行する、
   エリア決定方法。
2. 前記抽出処理は、
   同一の前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   前記組み合わせ毎に、同一の前記配送体が配送した確率である第１個別確率を導出し、
   前記第１個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第１合成確率を導出し、
   前記エリア決定処理は、
   前記エリア候補決定処理、前記抽出処理、前記確率導出処理を繰り返し、
   前記第１合成確率が最大となる前記エリア候補を前記エリアとする、
   請求項１に記載のエリア決定方法。
3. 前記抽出処理は、
   異なる前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   前記組み合わせ毎に、同一の前記配送体が配送した確率である第２個別確率を導出し、
   前記第２個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第２合成確率を導出し、
   前記エリア決定処理は、
   前記エリア候補決定処理、前記抽出処理、前記確率導出処理を繰り返し、
   前記第２合成確率が最小となる前記エリア候補を前記エリアとする、
   請求項１に記載のエリア決定方法。
4. 前記抽出処理は、
   同一の前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   同一の前記エリア候補から抽出された前記組み合わせ毎に、同一の前記配送体が配送した確率である第１個別確率を導出し、
   前記第１個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第１合成確率を導出し、
   前記抽出処理は、
   異なる前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   異なる前記エリア候補から抽出された前記組み合わせ毎に、同一の前記配送体が配送した確率である第２個別確率を導出し、
   前記第２個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第２合成確率を導出し、
   前記エリア決定処理は、
   前記エリア候補決定処理、前記抽出処理、前記確率導出処理を繰り返し、
   前記第１合成確率から第２合成確率を減算した結果が最大となる前記エリア候補を前記エリアとする、
   請求項１に記載のエリア決定方法。
5. 前記抽出処理は、
   異なる前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   前記組み合わせ毎に、異なる前記配送体が配送した確率である第３個別確率を導出し、
   前記第３個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第３合成確率を導出し、
   前記エリア決定処理は、
   前記エリア候補決定処理、前記抽出処理、前記確率導出処理を繰り返し、
   前記第３合成確率が最大となる前記エリア候補を前記エリアとする、
   請求項１に記載のエリア決定方法。
6. 前記抽出処理は、
   同一の前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   前記組み合わせ毎に、異なる前記配送体が配送した確率である第４個別確率を導出し、
   前記第４個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第４合成確率を導出し、
   前記エリア決定処理は、
   前記エリア候補決定処理、前記抽出処理、前記確率導出処理を繰り返し、
   前記第４合成確率が最小となる前記エリア候補を前記エリアとする、
   請求項１に記載のエリア決定方法。
7. 前記抽出処理は、
   異なる前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   異なる前記エリア候補から抽出された前記組み合わせ毎に、異なる前記配送体が配送した確率である第３個別確率を導出し、
   前記第３個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第３合成確率を導出し、
   前記抽出処理は、
   同一の前記エリア候補において、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出し、
   前記確率導出処理は、
   同一の前記エリア候補から抽出された前記組み合わせ毎に、異なる前記配送体が配送した確率である第４個別確率を導出し、
   前記第４個別確率を複数の前記組み合わせで合成して第４合成確率を導出し、
   前記エリア決定処理は、
   前記エリア候補決定処理、前記抽出処理、前記確率導出処理を繰り返し、
   前記第３合成確率から第４合成確率を減算した結果が最大となる前記エリア候補を前記エリアとする、
   請求項１に記載のエリア決定方法。
8. 所定範囲内に位置する複数の前記需要点を需要集合とし、
   前記需要点の代わりに需要集合を用いる請求項１に記載のエリア決定方法。
9. 前記配送体が配送した確率として、過去の実績値が用いられる請求項１から８のいずれか１項に記載のエリア決定方法。
10. 前記配送体が配送した確率として、未来の予測値が用いられる請求項１から８のいずれか１項に記載のエリア決定方法。
11. 複数の配送体それぞれの配送対象となるエリアを決定するコンピュータを備えた情報処理装置であって、
    前記コンピュータは、
    複数のエリア候補を決定するエリア候補決定処理と、
    前記エリア候補に基づいて、２つの需要点の組み合わせを無作為に複数抽出する抽出処理と、
    前記配送体が前記需要点に配送した過去の配送データに基づいて、前記組み合わせ毎に前記配送体が配送した確率を導出する確率導出処理と、
    前記確率に基づいて、前記エリアを決定するエリア決定処理と、
    を実行する情報処理装置。

Images