국립대학법인 큐슈대학 매스포어인더스트리연구소와 주식회사 후지쯔연구소는 재해 시의 라이프라인 및 교통망 등의 복구대책에서 슈퍼컴퓨터를 활용하여 최적의 복구작업 스케줄링을 고속으로 입안하는 기술을 개발하였다.
대규모 재해 시에는 이차 재해 및 도로의 단절 등 돌발적으로 다양한 사태가 발생하는 등 단시간에 상황이 크게 변화하기 때문에 피난, 유도, 복구계획 등을 긴급히 책정하여 신속한 대응을 수행하는 것이 요구되고 있다. 이것을 실현하기 위해서는 재해상황의 데이터 및 지리정보 데이터 등 막대한 데이터를 이용하여 최적의 계획 입안을 실시간으로 계산할 수 있는 것이 필요하다.
재해 시 라이프라인 등의 복구는 작업순서의 제약, 작업 도중의 공동작업 등 작업원간의 상호의존 및 개인의 노동시간, 기술 등을 고려할 필요가 있으며, 복잡한 조건 하에서 최적의 작업 스케줄을 효율적으로 구하는 것이 용이하지 않다. 때문에 재해의 거대화에 따른 복구작업의 규모 확대 및 광역화에 대한 대응이 요구되는 가운데 대규모 복구 작업 스케줄의 최적화 계산은 지금까지 수행되지 않았다.
국립대학법인 큐슈대학 매스포어인더스트리연구소의 수학이론 선진소프트웨어 개발실, 후지쯔 소셜수리공동연구부문과 후지쯔연구소는 공동으로 재해 시 복구활동의 인원배치와 스케줄링을 현실의 복잡한 제약 하에서 고속으로 계산 가능하게 되는 수리 최적화 알고리즘을 개발하여 슈퍼컴퓨터로 실시간 계산을 실현하였다.
이번에 작업 스케줄의 막대한 조합 중에서 작업의 우선순위, 합류작업, 담당지구 우선, 노동시간 규약 등 많고 복잡한 제약조건을 고려하여 높은 효율로 최적의 작업 스케줄이 입안 가능한 국소 탐색 알고리즘을 개발하였다. 개발한 알고리즘은 큐슈대학 정보기반연구개발센터의 고성능 연산 서버시스템은 후지츠의 PC서버를 사용하여 고효율 병렬계산을 실행함으로써 실시간으로 스케줄을 산출한다.
본 연구에서는 국립연구개발법인 과학기술진흥기구(JST) 전략적창조연구추진사업 CREST “포스트 벡터 스케줄 시스템에서 초대규모 그래프 최적화 기반”에서 개발 중인 소프트웨어 “공유 메모리형 멀티 프로세스 컴퓨터 시스템을 위한 고성능 병렬화 기술”을 활용하여 성능 검증을 실시하였다. 또한 국소탐색 알고리즘의 연구개발에서는 독립행정법인 일본학술진흥회(JSPS)의 과학연구비 조성금 “연구비 26730010”의 일부 조성을 받았다.
복구장소 506개, 작업반 64개의 경우를 적용한 결과, 제약조건을 만족한 적절한 복구작업 스케줄의 계산을 3분이라는 실용 가능한 시간 내에 완료시킬 수 있었다. 이것에 의해 대규모 재해 시에 피해의 확대상황 및 복구의 작업 진보에 대응한 최신 계획을 신속하게 제시할 수 있다. 또한 이번에 개발한 알고리즘과 계산환경은 유통, 물류에서 배송 스케줄링 및 그것을 위한 작업 스케줄링 및 인원배치에서의 적용도 가능하다. 배송 시 혼잡 등의 상황변화에 대응하기 위한 상세한 배송계획의 입안도 기대할 수 있다.
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