JP7248008B2 - 領域評価システム、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動体の運航に用いられる領域を評価する領域評価システム、領域評価方法および領域評価プログラムに関する。

今後、物流目的などで、ドローンなどの無人航空機（Unmanned Aircraft Vehicles，ＵＡＶ）の活用が広がっていくことが見込まれている。しかし、ＵＡＶが安全に飛行可能な空の領域には限りがあるため、各事業者またはＵＡＶの運航を管理する運航管理システムでは、ＵＡＶが安全に飛行するための運航経路や運航領域を確保もしくは提供する仕組みが必要になる。なお、ＵＡＶに限らず移動体の運航を管理する場合も同様である。

移動体のコンフリクト回避の１つの方法として、１つまたは複数の事業者の移動体の運航計画を管理する運航管理システムを設け、該運航管理システムが、申請された移動体の運航計画に対して、承認済みの他の運航計画との間で使用領域が重複していないかを確認した上で承認を行うことが考えられる。

このとき、運航管理システムは、使用領域の重複が同一の事業者によるものであれば、両方の運航計画を承認して、その事業者内で移動体の衝突を回避する制御等を行わせることもできる。また、１つの事業者であっても移動体に実際の運航を指示する指示系統等が異なる場合はそれらを他事業者として、排他制御を行うこともできる。以下では、領域が排他的に割り当てられる「移動体の運航の指示系統」を指して、「事業者」という。

なお、本発明において「領域」は、それぞれがある幅をもった空間および時間で定義されるものとする。すなわち、空間が異なれば異なる領域とみなされるだけでなく、同じ空間でも時間帯が異なれば異なる領域とみなされる。

このような運航管理システムを前提にした場合、各事業者は、運航計画に含まれる領域の他事業者への割り当て状況に応じて、移動体の運航計画の見直し（運航経路の再設定等）を余儀なくされたり、事業者間で領域の交渉を行うことが考えられる。

移動体の運航計画の見直しや移動経路の再設定に関連する技術として、例えば、特許文献１には、ミッション実行中に、敵または脅威（本例でいう他の移動体）の力の動きを予測して、致命的な遭遇の可能性を低減または排除するように自軍のパスプラン（経路）を再計画することが記載されている。

また、特許文献２には、自律乗物システムプラットフォームにおいて各コンポーネントを監視するとともに他のコンポーネントとの間で調整しながら、自律乗物内の処理および意思決定を行うミッションマネージャモジュールの例が記載されている。

また、特許文献３には、空資源の物理的移動を計画し、期限日における空資源の利用可能性を最適な資産割り当てポリシーに基づいて保証しつつ、信頼性、収益性およびサービスレベル合意の点から注文を遂行する最善の方法を決定する注文管理システムが記載されている。なお、特許文献３に記載の注文管理システムは、顧客による設定オプションの受容に基づいて、注文またはそのコンポーネントを再処理することが記載されている。

米国特許第８５６６０２７号明細書 特開２０１５－２０５６９１号公報 特開２０１４－０３２６４５号公報

運航に使用される領域に対して他事業者との間でインタラクションがある場合、例えば他事業者との間で移動に使用する領域を共有し取り合う必要がある場合にも、自身にとって不利にならない選択をすることが求められる。ここで、「選択」は、例えば、ミッションの選択や、ある領域の取得にかかる選択（取得するか否か）や解放にかかる選択（解放するか否か）などである。不利な選択をしないためには、ミッション内容およびそれに含まれる各移動体の運航経路ひいては該運航経路で使用する領域を適切に評価することが重要となる。特に、ミッションレベルで領域を評価することが重要となる。

本発明では、ミッションを、「その事業者が管理する１つ以上のタスク（務め）に対して実行性を持たせたもの（具体的な計画群）」、より具体的には、「その事業者が管理する１つ以上のタスクの各々を実行可能なように資源（移動体資源、領域資源等）の割り当てを行って得られる運航計画群」と定義する。ここで、タスクは、移動体の運航を伴うタスクであって、空間と時間の指定を少なくとも含む。なお、あるタスクに対して、移動体資源の割り当ておよび割り当てられた各移動体資源に対する運航経路の決定により得られる運航計画群は、ミッションの一例である。

ここで、タスクにおける空間の指定は、該運航の目的地点や対象範囲を規定できればよい。運航の目的地点の例としては、ゴールを含む１以上の地点（スタートや中継点を含んでもよい）が挙げられる。また対象範囲の例としては、監視を目的とする運航における運航対象空間（監視すべき空間）等が挙げられる。また、運航タスクにおける時間の指定は、該運航の達成時刻（ゴールへの到達制限時刻）や運航にかかる所要時間を規定できればよい。換言すると、タスクは、少なくとも、運航の目的地点または対象範囲を規定する空間の情報と、該運航の達成時刻または所要時間を規定する時間の情報とによって示される、移動体の運航にかかるタスクである。なお、タスクは、そのタスクの実行によって与えられる経済的または業務的な効用の指定を含んでいてもよい。ここで、経済的または業務的な効用を、「報酬」や「予算」や「重要度」などと読み替えることも可能である。

例えば、他事業者との間で領域の排他制御を行う運航管理システムに運航計画の申請を行う場面や、他事業者と交渉して領域の使用権を譲渡等する場面を考える。このような場面では、自身にとって不利にならないように、ミッション内容およびそれに含まれる各移動体の運航経路ひいては該運航経路で使用する領域を適切に評価した上で、ミッション内容を選択することが必要となる。また、計画済みのミッション内容で使用するある領域を評価した結果、その領域を使用すると自身にとって不利になるようであれば、ミッション計画に立ち戻ってより適切なミッションを決定する、すなわちミッションを再計画することが求められる。

このように、他事業者との間で少なくとも領域に関するインタラクションがある場合に、自身にとって不利な選択をしないためには、ミッションレベルでの効用、より具体的にはそのミッションに含まれる全てのタスクの運航経路およびそれに基づく効用を勘案して、領域を評価する必要がある。しかし、そのような観点で領域を評価する点について、特許文献１～３では何ら考慮されていない。

例えば、特許文献１に示されるような、単に衝突を回避するための移動体の運航計画（パスプラン）レベルでの評価や修正だけでは、ミッションレベルでの最適化までを行うことができず、自身にとって不利な選択をする可能性がある。これは、特許文献１における運航計画の判断指標には、衝突防止という排他条件はあっても、領域に対する評価（価値判断等）の概念がないために、その領域を使用するタスクの効用が適切に評価されないためである。

なお、他事業者とのインタラクションがある環境において、自ミッションの効用（業務的価値や経済的価値等）に基づいて領域を評価する点が何ら考慮されていないのは、特許文献２、３も同様である。

例えば、それぞれ異なる目的を有する事業者（経済主体）が複数いる環境で、オークションや交渉や管理システムへの申請等を介して領域の確保を行う際に対価の支払いを伴う場合を考える。そのような場合、事業者側では、ある対価を払ってその領域を確保することが自身のミッションにとって有効か（他のミッション内容と比べてミッションレベルの効用を高めるか）どうかを正しく評価することが求められる。例えば、領域評価の結果によっては、ミッション計画からやりなおして移動体の配送拠点（スタート位置）を変更等する方がミッションレベルの効用が高まることも考えられる。また、例えば、領域の効用をミッションレベルで適切に評価できれば、他事業者との領域交渉において不利のない交渉（対価の提示等）を行うことができる。

本発明は、上記課題に鑑み、運航に使用される領域に対して他事業者との間でインタラクションがある場合にも、自事業者にとって適切に領域を評価できる領域評価システム、領域評価方法および領域評価プログラムを提供することを目的にする。

本発明による領域評価システムは、移動体の運航経路に用いられる第１の領域を使用する第１のミッションと、少なくとも第１の領域を使用しない点で第１のミッションと異なる第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の価値を、第１のミッションの、ミッションに含まれる移動体によるタスクの達成に対する報酬と移動コストとに基づいて規定される効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価する領域評価部を備え、第１の領域は、他者を相手に行われる使用権の授受の対象とされる領域であることを特徴とする。

本発明による領域評価方法は、情報処理装置が、移動体の運航経路に用いられる第１の領域を使用する第１のミッションと、少なくとも第１の領域を使用しない点で第１のミッションと異なる第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の価値を、第１のミッションの、ミッションに含まれる移動体によるタスクの達成に対する報酬と移動コストとに基づいて規定される効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価し、第１の領域は、他者を相手に行われる使用権の授受の対象とされる領域であることを特徴とする。

本発明による領域評価プログラムは、コンピュータに、移動体の運航経路に用いられる第１の領域を使用する第１のミッションと、少なくとも第１の領域を使用しない点で第１のミッションと異なる第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の価値を、第１のミッションの、ミッションに含まれる移動体によるタスクの達成に対する報酬と移動コストとに基づいて規定される効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価する処理を実行させ、第１の領域は、他者を相手に行われる使用権の授受の対象とされる領域であることを特徴とする。

本発明は、運航に使用される領域に対して他事業者との間でインタラクションがある場合にも、自事業者にとって適切に領域を評価できる。

第１の実施形態の領域評価システムの構成例を示す構成図である。 第１の実施形態の領域評価システムの構成例を示す構成図である。 領域Ｒの効用ｆ（Ｒ）の算出結果の例を示す説明図である。 領域Ｒの例を示す説明図である。 第２の実施形態の移動体運航管理システムの概略構成図である。 第２の実施形態の移動体運航管理システムの概略構成図である。 第２の実施形態の業務管理システム１００Ａにおける領域評価の動作例を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるミッションの生成処理の一例を示すフローチャートである。 ＭＰ１０Ａが割り当てるグラフとパスとの関係を示す説明図である。 領域のイメージ図である。 領域のイメージ図である。 ＭＰ１０Ａにおけるグラフの作成例を示す説明図である。 ＰＰ２０Ａによる最適経路および移動コストの算出例を示す説明図である。 ＭＰ１０Ａにおけるグラフの更新例を示す説明図である。 オークションによる経路の価格付けの例を示す説明図である。 オークションによる経路の価格付けの例を示す説明図である。 オークション形式で領域が確保される場合の業務管理システム１００Ａの動作例を示すフローチャートである。 オークション時の領域の効用の評価例を示す説明図である。 オークション時の領域の効用の評価例を示す説明図である。 オークション時の領域の効用の評価例を示す説明図である。 オークション形式で領域が確保される場合の業務管理システム１００Ａの動作の他の例を示すフローチャートである。 最適ミッション生成時の領域の効用の評価の具体例を示す説明図である。 最適ミッション生成後のオークション時の領域の効用の評価の具体例を示す説明図である。 オークション時の最適ミッションの見直し例を示す説明図（１）である。 オークション時の最適ミッションの見直し例を示す説明図（２）である。 オークション時の最適ミッションの見直し例を示す説明図（３）である。 交渉対象領域の例を示す説明図である。 交渉により領域が確保される場合の業務管理システム１００Ａの動作例を示すフローチャートである。 交渉前の領域の効用の評価例を示す説明図である。 交渉中の領域の効用の評価例を示す説明図である。 本発明の各実施形態にかかるコンピュータの構成例を示す概略ブロック図である。 本発明の領域評価システムの概要を示すブロック図である。

実施形態１．
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１および図２は、本発明の第１の実施形態の領域評価システムの構成例を示す構成図である。図１および図２に示すように、本実施形態の領域評価システム１００は、業務計画部１０と、１つ以上の経路計画部２０（２０－１～２０－ｎ）とを備える。

なお、図１は、経路計画部２０と移動体３０とが１対１で対応する分散型のシステム構成例であり、図２は、１つの経路計画部２０が、当該領域評価システム１００のユーザとされる事業者（以下、自事業者という場合がある）が管理する全ての移動体と対応する集中型のシステム構成例である。なお、経路計画部２０は、必ず１対１もしくは１対ＡＬＬで移動体３０と対応づけられている必要はなく、自事業者が管理する１つ以上の移動体３０と対応づけられていればよい。

業務計画部１０は、運航を伴うタスクであって空間と時間の指定を含むタスクが与えられると、これまでに与えられた１つ以上のタスクを対象に１つまたは複数のミッションを計画（生成）する。なお、以下では、ミッションの生成対象とされる１つ以上のタスクをまとめて、対象タスクと呼ぶ場合がある。

業務計画部１０は、例えば、対象タスクの各々またはそれらの組み合わせに対して、１つ以上の移動体資源の割り当てと該移動体資源に対する具体的な運航計画の割り当てとを行うことにより、ミッションを生成してもよい。業務計画部１０は、例えば、対象タスクの各々を実行可能なように、１つ以上の移動体資源（ただし、具体的な運航経路の指定はない）の割り当てを行って、第１次ミッションを生成してもよい。ここで、第１次ミッションにおいて行われる移動体資源の割り当てには、経路計画部２０が最適パスを導出する際に必要とする運航条件の指定が含まれる。一例として、業務計画部１０は、スタート地点の指定、スタート時刻の指定、対象範囲もしくはゴール地点を含む１以上の地点の指定、実行完了までの許容時刻の指定、および運航可能領域の指定の少なくともいずれかを含む移動体資源の割り当てを行って第１次ミッションを生成してもよい。そして、生成した第１次ミッションに対して経路計画部２０に最適パス（運航経路）を導出させて、第２次ミッションを生成する。ここで、第２次ミッションは、第１次ミッションで割り当てられた該移動体資源に対してさらに具体的な運航経路が指定されたミッションをいう。その上で、業務計画部１０は、生成した第２次ミッションの中から、効用（ミッション効用）が最適値をとるミッションを選択することで、最適ミッションを生成してもよい。

なお、最適ミッションの生成過程には、後述するように、運航経路に使用される領域の確保や評価を行う手続きが含まれていてもよい。以下では、運航経路の少なくとも一部に未確保の領域を含む第２次ミッションと、運航計画の全ての領域が確保された第２次ミッションとを特に区別せずに、単に「ミッション」という場合がある。

経路計画部２０は、第１次ミッションが与えられると、与えられた第１次ミッションに対して最適パスを計画（導出）する。
例えば、業務計画部１０は、あるミッションｍ_ｉのミッション効用ｕ（ｍ_ｉ）の算出を以下の式（１）を用いて行ってもよい。

ｕ（ｍ_ｉ）＝ｒ（ｍ_ｉ）－ｃ（ｍ_ｉ） ・・・（１）

ここで、ｒ（ｍ_ｉ）はｍ_ｉのミッション報酬を表し、ｃ（ｍ_ｉ）はｍ_ｉのミッションコストを表しており、それぞれタスクｊの報酬ｒ_ｊおよび該タスクに割り当てられた移動体の移動コストｃ_ｊを用いて次のように算出できる。なお、ミッション効用ｕの算出方法がこれに限定されない。例えば、ミッション効用ｕは、対象タスクの効用（報酬と移動体の移動コストに基づく効用）を用いて算出されるものであればよい。なお、以下の式（３）では、１つのタスクに１つに移動体が割り当てられる例を示しているが、１つのタスクに対して２つの移動体が割り当てられたり（１つのタスクの対象範囲を２つの移動体で分割して運航する等）、２以上のタスクに対して１つの移動体が割り当てられる（１つの移動体が２つのタスクの目的地点のいずれかを中継する等）場合もある。なお、その場合において、１つの移動体の運航を１つのタスク（疑似タスク）とみなして、移動体とタスクとが１対１に対応するようにすることも可能である。その場合、疑似タスクは、元の対象タスクの情報を適宜加工して引き継げばよい。加工の例として、報酬の加算／除算や、ゴール地点や中継地点の設定などが挙げられる。

ｒ（ｍ_ｉ）＝Σｒ_ｊ ・・・（２）
ｃ（ｍ_ｉ）＝Σｃ_ｊ ・・・（３）

ここで、移動コストは、ある運航経路に沿ってスタート（出発位置）からゴール（到着位置）まで移動体が移動する際の、その運航経路の評価値であってもよい。移動コストが低いほど、好ましい経路と言える。また、以下では、ある条件下で最も低い移動コストで到着位置まで移動できる運航経路を、その条件下での最適パス（最適経路）や最適解と呼ぶ場合がある。なお、移動コストの算出対象とする運航経路は１つに限定されない。例えば、複数の運航経路を設定し、各々の運航経路に基づく移動コストを算出することも可能である。

移動コストの算出は、例えば、コスト関数を用いることができる。コスト関数は、指定された運航経路にかかる移動コストを計算する計算式である。ここで、コスト関数には、移動距離、移動時間、消費エネルギ、経路上の各点における障害物との距離などが要素として含まれうる。なお、コスト関数＝「移動距離」と「障害物との距離」との重み付け和とする等、これらのうち複数の要素を組み合わせてコスト関数を定義してもよい。コスト関数の定義によって、経路探索の最適解は異なる。

また、本実施形態では、ミッションやタスクや領域の「効用」を、それが自身にとってどの程度「得」または「損」となるかを表す値として定義する。一例として、ある事業者に与えられたタスクに対して計画される、あるミッションに対する領域の効用は、そのミッションに含まれる全ての運航計画がスタートからゴールまで到達することにより与えられたタスクを全て満足する問題において、該領域が自分にとってどの程度「得」または「損」があるかを表す値とされる。例えば、領域の効用は、その領域を使用することにより、より低い移動コストで全ての運航計画がゴールまで到達し、かつ与えられたタスクを全て達成する場合にプラスの値（最高値）となり、一部でもより高い移動コストでゴールする運航計画があったり、一部でも達成できないタスクがある場合にはマイナスの値となる。このとき、各運航経路の移動コストの内訳には、当該運航経路を移動するためにかかる移動体の移動コストだけでなく、当該運航経路に使用される領域を確保するためのコスト（後述する経路価格等）が含まれ得る。

領域評価部４０は、このようなミッション効用ｕに基づいて、ある特定の領域Ｒを使用する任意のｍ_１と、領域Ｒを使用しない任意のｍ_２が与えられたときに、これらの異なるｍについての効用ｕ（ｍ_１）およびｕ（ｍ_２）の差異から、領域Ｒの効用ｆ（Ｒ）を評価する。

領域評価部４０は、例えば、業務計画部１０が生成した２以上のミッションであって経路計画部２０がパスを導出した２以上のミッションに含まれる２つのミッションにおいて、一方のミッションが使用していて他方のミッションが使用していない領域の少なくとも一部の効用を、一方のミッションであるミッションｍ_１の効用と、他方のミッションであるミッションｍ_２の効用の差異に基づいて評価してもよい。

ところで、上記のｍ_１とｍ_２はそれぞれ、そのミッションの生成条件において生成されるミッションの中でミッション効用が最適値をものであってもよい（式（３）参照）。一例として、上記のｍ_１とｍ_２は、１つ以上のタスクが与えられたときに、領域Ｒを使用できる条件の下で生成されるミッションの中でミッション効用が最適値をとるものと、領域Ｒを使用できない条件の下で生成されるミッションの中でミッション効用が最適値をとるものとであってもよい。これらは、例えば、領域Ｒの使用可否が変化しうる場合において、ミッションの見直し前と見直し後のそれぞれにおいて効用ｕが最適値をとるミッションであってもよい。

ｍ^＊＝ａｒｇ ｍａｘ_ｍ ｕ（ｍ） ・・・（３）

ここで、ｍは、ある事業者において１つ以上のタスクが与えられたときに、生成されうるもしくは生成されたミッションの集合に含まれるいずれの要素を表す。なお、ｍ^＊は、そのような集合において効用が最適値をとるミッションを表す。

また、上記のｍ_１とｍ_２はそれぞれ、１つ以上のタスクに対して、業務計画部１０と経路計画部２０とによって、ミッション効用ｕが最適値をとるよう導出されたミッションであってもよい。より具体的に、上記のｍ_１とｍ_２はそれぞれ、そのミッションにおいて与えられた１つ以上のタスクに対して、１つ以上の移動体資源の割り当て結果と、割り当て結果で示される移動体資源の各々に対するパスの導出結果とに基づいて、効用が最適値をとるよう導出されたミッションであってもよい。このとき、パスの導出結果が次のように表されてもよい（式（４）参照）。

ｐ^＊＝ａｒｇ ｍｉｎ_ｐ ｃ（ｐ） ・・・（４）

ここで、ｐは、その事業者において対象タスクに対し割り当てられたある移動体資源において導出されうるもしくは導出されたパス集合に含まれるいずれの要素を表す。なお、ｐ^＊は、そのような集合においてコストが最小値をとるパス（最適パス）を表す。なお、ｃ（ｐ）はパスｐのコストを表わしており、例えば、以下の式（５）を用いて算出される。例えば、上記のタスクの移動コストの和で表されるミッションコストｃ（ｍ）を、対象タスクに対して割り当てられた全ての移動体資源において導出された最適パスのコストの和とみなしてもよい。

ｃ（ｐ）＝ｐの到達時間＋ｐの実コスト・・・（５）

ここで、ｐの到達時間はそのパスを移動体が移動するための時間を表す。また、ｐの実コストは、そのパスを移動するためにかかる移動体の移動コストと、そのパスで使用される領域を確保するためのコスト（経路価格等）とに基づいて定められてもよい。

これは、スタートとゴールが決められた状態の１つ以上のタスクに対して割り当てられたパスの集合体に対して、各パスの長さ（到達時間）のみを考慮して最適パスを求めるのではなく、各パスの移動にかかる移動体の移動コストや領域の価格等も含めて最適パスを求めることを意味している。また、このような最適パスの導出およびコスト計算により、最終的なミッションの効用ｕ（ｍ）や該効用ｕ（ｍ）を基に算出される領域の効用ｆ（ｒ）においても、そのミッションまたは比較対象とされるミッションで使用されるパス（運航経路）の長さだけでなく、その運航経路の運航にかかる移動体の移動コストや領域の価格が反映されたものになることを意味している。

なお、ｍ_１とｍ_２は、必ずしも効用ｕが最適値をとるものでなくてもよい。すなわち、領域Ｒの効用ｆ（Ｒ）を評価する際に用いる２つのｍ_１とｍ_２は、領域Ｒについて使用状況が異なって（使用または未使用に分かれて）おり、かつ評価時点で効用ｕが算出可能なミッションであればよい。

また、図３は、領域Ｒの効用ｆ（Ｒ）の算出結果の例を示す説明図である。本例では、２つの対象タスクに対して、２つのミッション（Ｍ１およびＭ２）が生成されたとする。ミッションの生成に用いた各種パラメータ（対象タスク、移動体の割り当て、割り当てた移動体における移動コスト等）および算出されたミッション効用は次の通りである。

１．ミッションＭ１
Ａ．タスクアサイン
・タスクＪ１（配送先Ｄ１）：拠点Ｓ１（拠点Ｓ１にいる移動体３０－１）
・タスクＪ２（配送先Ｄ２）：拠点Ｓ２（拠点Ｓ１にいる移動体３０－２）
Ｂ．報酬ｒ（ｍ）
・タスクＪ１：１００
・タスクＪ２：１００
・合計Σｒ（ｊ）：１００＋１００＝２００
Ｃ．移動コストｃ（ｊ）：ｐの到着時間＋ｐの価格
・タスクＪ１（経路Ｐ１）：１０＋０＝１０
・タスクＪ２（経路Ｐ２）：１５＋０＝１５
・合計Σｃ（ｊ）：１０＋１５＝２５
Ｄ．ミッション効用ｕ（ｍ）：Σｒ（ｊ）－Σｃ（ｊ）
・ミッションＭ１：２００－２５＝１７５

２．ミッションＭ２
Ａ．タスクアサイン
・タスクＪ１（配送先Ｄ１）：拠点Ｓ２（拠点Ｓ２にいる移動体３０－３）
・タスクＪ２（配送先Ｄ２）：拠点Ｓ２（拠点Ｓ１にいる移動体３０－２）
Ｂ．報酬ｒ（ｍ）
・タスクＪ１：１００
・タスクＪ２：１００
・合計Σｒ（ｊ）：１００＋１００＝２００
Ｃ．移動コストｃ（ｊ）：ｐの到着時間＋ｐの価格
・タスクＪ１（経路Ｐ３）：４０＋０＝４０
・タスクＪ２（経路Ｐ２）：１５＋０＝１５
・合計Σｃ（ｊ）：４０＋１５＝５５
Ｄ．ミッション効用ｕ（ｍ）：Σｒ（ｊ）－Σｃ（ｊ）
・ミッションＭ２：２００－５５＝１４５

これより、例えば、ミッションＭ１が使用し、かつミッションＭ２が使用していない領域Ｒ（本例では、経路Ｐ３に使用される領域）の効用ｆ（Ｒ）を、ミッションＭ１の効用ｕ（Ｍ１）とミッションＭ２の効用ｕ（Ｍ２）とに基づいて、ｆ（Ｒ）＝ｕ（Ｍ１）－ｕ（Ｍ２）＝１７５－１４５＝３０と求めてもよい。

また、評価対象とする領域Ｒの例としては、次のようなものが挙げられる。図４は、評価対象とする領域Ｒの例を示す説明図である。なお、図４では、３つの視点（“Ｗｈａｔ”、“Ｗｈｏ”、“Ｗｈｅｎ”）から領域Ｒの例を表わしている。すなわち、評価対象とする領域Ｒは、運航前の領域でもよいし、運航中の領域でもよい。また、領域Ｒは、いずれかの事業者に所有（使用権が確保）されている領域でもよいし、いずれの事業者にも所有（使用権が確保）されていない領域でもよい。また、領域Ｒは、市場型、すなわち不特定の事業者を相手に行われるやりとり（領域の授受）の対象とされる領域でもよいし、相対型、すなわち特定の事業者を相手に行われるやりとり（領域の授受）の対象とされる領域でもよい。なお、これらを適宜組み合わせることも可能である。

また、「市場型」の例としては、市場原理に従ってやりとりが行われるオークションや、管理者に申請した順番・申請内容の優先度等所定条件に基づいてやりとりが行われる承認制度などが挙げられる。また、「相対型」の例としては、１対１の交渉などが挙げられる。

また、「運航前」の例として、領域Ｒは、領域評価を行う事業者（またはいずれかの事業者）においてあるミッションの計画段階で該ミッションに含まれる運航計画に用いられる領域であってもよい。また、「運航中」の例として、領域Ｒは、その事業者（またはいずれかの事業者）においてあるミッションに含まれるいずれかの運航計画を移動体が実行中にその運航計画に用いられる領域であってもよい。なお、ある事業者にとって運航前の領域が、別の事業者にとって運航中の領域の場合もあるが、その場合、領域評価を行う事業者から見た領域の状態をいうものとする。

さらなる例として、上記の領域Ｒは、ｍ_１とｍ_２（より具体的にはそれらに含まれる運航計画）がいずれも運航前において使用状況が異なる領域であってもよいし、ｍ_１とｍ_２の少なくとも一部が運航中において使用状況が異なる領域であってもよい。また、上記の領域Ｒは、交渉などの協議に基づいて特定の事業者との間で直接行われる使用権の移転（譲渡もしくは譲受）により、使用状況が異なるもしくは異なることになる領域であってもよい。また、上記の領域Ｒは、オークションなどの市場原理に基づいて行われる使用権の移転により、使用状況が異なるもしくは異なることになる領域であってもよい。また、上記の領域Ｒは、特定の誰か（もしくは事業者）に所有されている領域であってもよいし、いずれの事業者にも所有されていない領域でもよい。もちろん、これらも適宜組み合わせることができる。

いずれの場合においても、運航に使用される領域（自事業者が使用する場合に限らず自事業者が使用しないことによって他の事業者が使用する場合も含む）の効用を、指定されたミッションに従って適正に評価できるので、領域の確保や譲渡等において自身に不利な選択をすることを防止できる。

なお、上記の例では、ミッションを、業務計画部１０と経路計画部２０とで分担して生成する例を示したが、１つの計画部（例えば、業務計画部１０）が、第１次ミッションを生成し、生成した第１次ミッションに対して最適パス（運航経路やその進み方）を導出してミッション（第２次ミッション）を生成することも可能である。すなわち、与えられたタスクに対して、運航条件を指定した移動体資源の割り当てから行って、その割り当てられた移動体資源の各々に対してパスの導出を行ってミッションが生成されればよく、それを行う処理部の数は特に限定されない。

実施形態２．
次に、移動体の運航に用いる領域や移動体の運航計画の管理（申請の受付、承認、コンフリクト制御等）を行う移動体運航管理システム（UAV Traffic Management System，ＵＴＭＳ）への、上記の領域評価システムの適用例を示す。

図５および図６は、本発明の第２の実施形態の移動体運航管理システムの概略構成、および該運航管理システムに含まれる領域評価システムとしての業務管理システムの構成例を示す構成図である。

図５および図６に示す移動体運航管理システム３００Ａは、領域管理システム２００と、１つ以上の業務管理システム１００Ａとを備える。本例において、業務管理システム１００Ａは、移動体を運航させることにより各種業務を行う事業者と１対１に対応づけられている。また、業務管理システム１００Ａの各々は、その事業者が管理する１つ以上の移動体３０と通信可能に接続される。

領域管理システム２００は、上記移動体（複数の事業者がそれぞれの業務に用いる移動体）の運航に用いられる領域の管理を行う。領域管理システム２００は、例えば、各々の事業者（各々の事業者が対応する各々の業務管理システム１００Ａ）から領域の申請や移動体の運航計画の申請を受け付け、受け付けた領域や受け付けた運航計画で使用される領域を、該事業者に割り当てたり、受け付けた運航計画で使用される領域の使用権を確認して運航計画の承認を行う。なお、本例では、移動体の運航に用いられる領域が、少なくとも事業者間で排他的に割り当てられるものとする。なお、移動体の運航に用いられる領域が、移動体間で排他的に割り当てられてもよい。

業務管理システム１００Ａは、自事業者の、移動体の運航を少なくとも伴う業務を管理するシステムである。本例の領域評価システム１００としての業務管理システム１００Ａは、ＭＰ（Mission Planner）１０Ａと、ＰＰ（Path Planner）２０Ａと、領域評価部４０Ａと、運航計画申請部５０Ａと、交渉部６０Ａとをさらに備える。なお、ＭＰ１０Ａは上記の業務計画部１０に対応し、ＰＰ２０Ａは上記の経路計画部２０に対応し、領域評価部４０Ａは上記の領域評価部４０に対応している。

なお、図５に示す例は、その事業者が管理する全ての移動体３０のパスを１つのＰＰ２０Ａが生成する集中型の領域評価システムとしての業務管理システムの構成例である。なお、図５には、各々の業務管理システム１００Ａが、自事業者（当該業務管理システム１００Ａが対応づけられている事業者）が管理する全ての移動体３０のパスを生成する１つのＰＰ２０Ａを含む構成が示されているが、ＰＰ２０Ａは、別システムに設けられてもよい。

また、図６に示す例は、移動体ごとに個別のＰＰ２０Ａが設けられる分散型の領域評価システム（図１参照）としての業務管理システムの構成例である。なお、図６には、移動体３０の各々が、自身のパスを生成するＰＰ２０Ａを含む構成が示されているが、業務管理システム１００Ａ内に、自身が管理する複数の移動体３０の各々に対応する複数のＰＰ２０Ａが含まれる構成であってもよい。

なお、移動体運航管理システム３００Ａにおいて、ＰＰ２０Ａは、必ずしも事業者ごとや移動体ごとに設けられなくてもよく、各事業者のＭＰ１０Ａが自身が管理する移動体３０のパス生成先として定められる１つまたは複数のＰＰ２０Ａと通信可能に接続されていればよい。

運航計画申請部５０Ａは、ＭＰ１０Ａが生成したミッション（例えば、最適ミッション）に基づいて、領域管理システム２００に対して自事業者の移動体３０の運航計画の申請を行う。運航計画申請部５０Ａは、例えば、ミッションが与えられると、該ミッションに含まれる１つ以上の移動体の運航計画について、領域管理システム２００に対して申請を行ってもよい。このとき、運航計画申請部５０Ａは、当該ミッションに含まれる１つ以上の移動体資源およびそれに対して導出されたパスを、そのまま該移動体資源が対応する移動体３０およびその運航経路とみなして申請用の運航計画を生成して申請してもよい。

また、運航計画申請部５０Ａは、運航計画の申請と併せて、該運航計画で使用する領域の申請を、領域管理システム２００に対して行うことも可能である。このとき、運航計画申請部５０Ａは、確保したい領域について価格を設定して申請してもよい。

交渉部６０Ａは、他事業者間で運航に用いる領域の使用権の受け渡しを行う際に、価格の交渉を行う。

次に、本実施形態の移動体運航管理システム３００Ａの動作を説明する。以下では、特に、移動体運航管理システム３００Ａのうち業務管理システム１００Ａで行われる領域評価に関する動作を説明する。図７は、本実施形態の業務管理システム１００Ａにおける領域評価の動作例を示すフローチャートである。

図７に示す例では、まず、ＭＰ１０Ａは、与えられた１つ以上の対象タスクに対して、現在の利用可能領域を経路選択領域として、ミッションを計画（生成）する（ステップＳ１１）。このとき、ＭＰ１０Ａは、第１の実施形態と同様、ＰＰ２０Ａを利用しながらミッションを計画してもよい。

ここで、利用可能領域は、その事業者が現時点において利用可能な領域（例えば、自事業者に割り当てられた領域や、誰にも占有されていない領域であって運航可能な領域等）である。また、経路選択領域は、ＰＰ２０Ａがパスを導出する際に該パスが通る領域として選択できる領域である。換言すると、ＰＰ２０Ａは、経路選択領域以外の領域を通るパスは導出できない。

次に、ＭＰ１０Ａは、与えられた１つ以上の対象タスクに対して、効用の評価対象とする領域である評価対象領域（領域Ｒ）を経路選択領域に加えてまたは評価対象領域を経路選択領域から除外して、ミッションを計画する（ステップＳ１２）。なお、ミッションの生成方法は、ステップＳ１１と同様でよい。

次に、領域評価部４０Ａは、評価対象領域の効用ｆ（Ｒ）を算出する（ステップＳ１３）。対象領域の効用の算出方法は、第１の実施形態と同様でよい。すなわち、評価対象領域を使用することによるミッション効用（ステップＳ１１で生成されるミッションの効用）と、評価対象領域を使用しない場合のミッション効用（ステップＳ１２で生成されるミッションの効用）の差異に基づいて、評価してもよい。

なお、上記動作例において、ステップＳ１１とステップＳ１２とで実行順番を逆にしてもよい。また、ステップＳ１１とステップＳ１２とを並列に実行してもよいし、１つの処理で同時に２つのミッションを生成することも可能である。

また、図８は、ステップＳ１１およびステップＳ１２で行われるミッションの生成処理の一例を示すフローチャートである。

図８は、対象タスクとして移動体による配送タスクが与えられ、ミッションとして荷物配達シナリオ（具体的な運航経路が示される移動体の運航計画群）を生成する場合のミッションの生成処理の一例である。また、以下に、そのような配送タスクに対して荷物配達シナリオを生成するためのパラメータの例を示す。

・自事業者は１つ以上の配送拠点を有している。
・複数の配送タスクが、それぞれ配送先と目標到達時間の指定とともに与えられる。
・ＭＰは、各配送タスクに対して、効用が最大となるように配送拠点（および／またはＵＡＶ）を割り当てる。
・ＰＰは、各ＵＡＶ（各配送拠点に対し割り当てられたＵＡＶ）に対して配送拠点から配送先までのパスを生成する。
・各配送タスクには、達成に対する報酬が設けられている。

図８に示すように、まず、ミッションの生成条件（対象タスクや経路選択領域の情報等）が与えられると、まず、ＭＰ１０Ａが、対象タスクの各々の配送先（ゴール地点）と配送拠点とを結ぶグラフ（有向グラフ）を作成する（ステップＳ１０１）。ＭＰ１０Ａは、例えば、配送拠点を開始点、配送先を終了点とする有向グラフを作成してもよい。

次に、ＭＰ１０Ａは、グラフのエッジ移動コストを初期化する（ステップＳ１０２）。その上で、ＭＰ１０Ａは、各タスクの配送先に対して配送元（スタート地点）とする拠点（並びに移動体資源）を割り当て、ミッションを生成するとともに、該ミッションの効用を算出する（ステップＳ１０３）。ここで生成されるミッションは、上記の第１次ミッションに相当する。このとき、ＭＰ１０Ａは、与えられた対象タスクに対し、現時点の各グラフのエッジ移動コストに基づくミッション効用が最適値をとるミッションを生成してもよい。

次に、ＭＰ１０Ａは、ミッションに含まれる各グラフを対象に、実際の移動経路とコスト（最適パスおよび当該パスの実コスト）の算出をＰＰ２０Ａに依頼する。

依頼を受けたＰＰ２０Ａは、指定されたグラフについて、与えられた経路選択領域の中から実際に移動体が運航する運航経路（最適パスとなる移動経路等）や、そのパスの実コストを算出する（ステップＳ２０１）。このとき、パスの実コストは、当該パスが通る領域の価格に基づく値が設定されてもよい。なお、既に獲得済みの領域であれば価格を０とすることも可能である。

ＭＰ１０Ａは、ＰＰ２０Ａから算出結果を受け取って、各グラフおよびそのエッジ移動コストを更新する（ステップＳ１０４）。この更新によって得られるミッションは、上記の第２次ミッションに相当する。

次に、ＭＰ１０Ａは、いずれかのグラフのエッジ移動コストに変更があったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。変更があれば（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１０３に戻り、拠点の割り当てからミッションの見直しを行う。変更がなければ（ステップＳ１０６のＮｏ）、現在のミッション（各グラフが対応する移動経路および移動コストを、そのまま各移動体の運航経路および移動コストとする運航計画が示されたミッション）を出力する。ＭＰ１０Ａは、ミッションとして、生成した各グラフが対応する移動経路および移動コストを、そのまま各移動体の運航経路および移動コストとする運航計画群を、出力してもよい。

このとき、ステップＳ１０３でミッション効用が最適値をとるミッションを生成し、ステップＳ２０１でパスコストが最小値をとるパス（最適パス）を導出していれば、現在のミッションを最適ミッションとして出力してもよい。

次に、上記のＭＰ１０ＡおよびＰＰ２０Ａの動作について、より具体的に説明する。図９は、ＭＰ１０Ａが割り当てるグラフとＰＰ２０Ａが導出するパスとの関係を示す説明図である。

図９（ａ）に示すように、ＭＰ１０Ａは、拠点とタスクの配送先とを結ぶ有向グラフによりタスクを表現してもよい。図９（ａ）において、ｓ１、ｓ２は拠点を表し、ｄ１、ｄ２はタスクの配送先を表している。また、ｃ１１、ｃ１２、ｃ２１、ｃ２２は各有向グラフの移動コスト（エッジ移動コスト）を表している。なお、ここでは、“ｃｘｙ”の表記においてｘが拠点の識別子、ｙが配送先の識別子を表している。また、図９（ｂ）に示すように、ＰＰ２０Ａは、ＭＰ１０Ａから有効グラフが指定されると、実際の運航範囲や運航条件等に基づいて、パス（運航経路）を導出してもよい。

図１０は領域の定義の一例を示す説明図である。図１０（ａ）は、２次元空間において定義される領域の例を示す説明図であり、図１０（ｂ）は、３次元空間において定義される領域の例を示す説明図である。なお、領域は、領域管理システム２００において、空間座標（本例では、２次元座標）と時間とで区切られた、（空間＋１）次元の情報（３次元ブロックの情報）として管理されてもよい（図１０（ｃ））。以下では、説明を簡単にするため、移動体の運航経路として２次元に拡がる領域を例示するが、該経路が３次元に拡がる領域にも適用可能であることは当業者であれば容易に想像されるであろう（図１１参照）。

また、移動体３０としてのＵＡＶが行う配送に関する配送タスクに対してミッションを生成するＭＰ１０Ａの例として、次のような機能および目的関数が挙げられる。

ＭＰ１０Ａの機能：
・ミッション効用ｕ（ｍ）を最大化するミッションｍ^＊を算出する。
ここで、ｕ（ｍ）およびｍ^＊は、上記の式（１）および式（３）と同様でよい。なお、本例においてミッションｍは、与えられたタスクに対する移動体資源アサインの組み合わせで表される。

制約条件：
・流量保存則、エッジ容量制約など。
例えば、ＭＰ１０Ａは、制約条件として流量保存則（フロー保存則とも呼ばれる）を適用してもよい。すなわち、スタート地点（拠点）、ゴール地点（配送先）およびこれらの間にある中継点において、入出力量（本例の場合、当該地点に入る移動体と該地点から出る移動体の数）が一致する、という制約を与えてもよい。また、例えば、ＭＰ１０Ａは、制約条件として、さらにエッジ容量に関する制約を加えてもよい。ここで、エッジ容量とは、各拠点からある１つのタスクに対してアサイン可能な移動体の数を表す。例えば、配送を１台のみで行う場合、容量は１に設定される。

移動コストの初期値：
・ユーグリッド距離（推定）
ＭＰ１０Ａは、移動コスト（上記の各グラフのエッジ移動コスト）の初期値を、ユークリッド距離で推定してもよい。

ミッションのリプランニング：
移動コストに変化が生じた場合、オンラインで（即座に）ミッションの再計画を行う。このとき、負閉路除去法などの最小フローコスト問題の効率的解法を使用してもよい。

また、そのようなＭＰ１０Ａが割り当てたミッションに対してパスを生成するＰＰ２０Ａの例として、次のような機能および目的関数が挙げられる。

ＰＰ２０Ａの機能：
・ミッションｍ^＊を制約してｋ番目のＵＡＶの最適パスｐ_ｋ ^＊を算出する。
ここで、ｐ_ｋ ^＊は、上記の式（４）と同様でよい。ただし、ｃ（ｐ）をｃ（ｐ_ｋ）とする。

制約条件（パス導出時）の例：
・（１）スタート地点とゴール地点
・（２）ゴール到達制限時刻
・（３）利用可能領域のみ使用可
・（４）連続飛行可能時間内

パスのリプランニング：
移動コストに変化が生じた場合、オンラインで（即座に）パスの再計画を行う。このとき、Ｄ＊（Ｄスター）などのオンライン経路計画アルゴリズムを使用してもよい。

時間軸の考慮：
領域状態が、空間座標（例えば、３次元座標）と時間で区切られた（空間＋１）次元のブロック（例えば、４次元ブロック）で管理される場合、時間軸も考慮した経路計画を行う（図９（ｃ）、図１１等参照）。

次に、具体例を用いて上記のミッション生成処理（図８参照）を説明する。本例のＭＰ１０Ａの入力・出力は次の通りである。

ＭＰ１０Ａの入力：
・（１）配送タスク（配送先と配送要求時間（到達制限時間）とあれば報酬）の集合
・（２）配送拠点（およびそれが有する移動体資源）の集合
・（３）運航に用いる領域についての領域状態（使用禁止か否か、承認済みか否か、使用可能な価格等）
ＭＰ１０Ａの出力：
・ミッション（運航計画群）のプランとその効用

また、図１２（ａ）に、本例における入力情報の例を示す。図１２（ａ）に示すように、本例では、（１）配送タスクに関し、（配送先，到達制限時間，報酬）＝｛（ｄ１，２０，１００），（ｄ２，２０，１００）｝が入力され、（２）配送拠点に関し、配送拠点＝｛ｓ１，ｓ２｝が入力されたとする。

計算フロー：
・（ステップＳ１０１）：
ＭＰ１０Ａは、配送拠点と配送先をつないだグラフを生成する。図１２（ｂ）は、本例で生成されるグラフの例である。

・（ステップＳ１０２）：
ＭＰ１０Ａは、グラフのエッジ移動コストを２点間の直線距離移動時間（直線距離／移動速度）として初期化する（図１２（ｂ）参照）。本例では、各グラフ（ｓ１－ｄ１を結ぶグラフｇ１１、ｓ１－ｄ２を結ぶグラフｇ１２、ｓ２－ｄ１を結ぶグラフｇ２１、ｓ２－ｄ２を結ぶグラフｇ２２）のエッジ移動コストｃ１１、ｃ１２、ｃ２１、ｃ２２がそれぞれ、４、１５、１５、３と計算されたものとする。

・（ステップＳ１０３）：
ＭＰＡ１０Ａは、各配送タスクに対して配送元（スタート地点）とする拠点（並びに移動体資源）を割り当てる。このとき、ＭＰＡ１０Ａは、各配送タスクの配送先に対して、それぞれ最もエッジ移動コストの低い拠点（さらに該拠点が有する移動体資源）を割り当ててもよい。全ての配送タスクに対して拠点を割り当てた結果として、上記の第１次ミッションが生成される。

図１２（ｂ）に示す例では、配送先１に対してエッジ移動コストｃ１１＝４の拠点１が割り当てられ、配送先２に対してエッジ移動コストｃ２２＝３の拠点２が割り当てられている。なお、ＭＰＡ１０Ａは、全ての配送タスクに拠点を割り当てると、割り当てられた拠点（以下、配送拠点という）に応じて定める全ての配送タスクのエッジ移動コストと、全ての配送タスクの報酬とに基づいて、現在のミッション（現在のグラフ集合）の効用を求めてもよい。例えば、図１２（ｂ）に示す例の場合、次のようにミッションの効用が求められる。

（第１次）ミッション効用：
・ミッション報酬＝タスク報酬の総和＝１００＋１００＝２００
・ミッションコスト＝タスクの移動コスト（初期値）の総和＝４＋３＝７
・ミッションの効用＝ミッション報酬－ミッションコスト＝２００－７＝１９３

・（ステップＳ２０１）：
ＰＰ２０Ａは、ステップＳ１０３で生成されたミッションに含まれる全てのグラフ（すなわち、配送先と配送拠点の組で表される移動体資源）について、与えられた経路選択領域において、その配送拠点から配送先までの最適経路およびその移動コストを算出し、その結果をＭＰ１０Ａに通知する。このとき、本例のＰＰ２０Ａは、時間軸も考慮した経路計画を行う。

図１３は、ＰＰ２０Ａによる最適経路および移動コストの算出例を示す説明図である。図１３に示す例は、図１２に示したｓ１－ｄ１を結ぶグラフｇ１１についての算出例である。図１３（ａ）に、ＭＰ１０Ａで生成されたグラフを示し、図１３（ｂ）、（ｃ）にＰＰ２０Ａによる最適経路および移動コストを示している。なお、図１３（ｂ）、（ｃ）では、簡略化のため領域をなす空間を２次元平面で表しているが、空域などの場合は、空間は３次元空間となる。この場合、ＰＰ２０Ａは、３次元座標（空間座標）と時間で区切られた４次元ブロックにおいて、時間軸も考慮した経路計画を行えばよい。なお、図１３（ｂ）では、時間とともに他者割当領域が変化しているが、これは他者においても時間軸を考慮した経路計画および運航が行われていることを表している。

図１３（ａ）に示す例では、ＭＰ１０Ａにより算出された移動コスト（ｓ１－ｄ１間の直線距離移動時間）は４であったが、図１３（ｃ）に示すように、ＰＰ２０Ａにより算出された移動コスト（実際の到着時間）は７であった。

・（ステップＳ１０４～ステップＳ１０５）：
ＭＰ１０Ａは、ＰＰ２０Ａからこのような算出結果に基づいて、グラフ上の移動コストを更新する。図１４（ａ）に更新前、（ｂ）に更新後のグラフを示す。本例では、ＰＰ２０Ａより、ｓ１－ｄ１間の移動コストｃ１１＝７、ｓ２－ｄ２間の移動コストｃ２２＝２５と算出されたとする。その場合、ＭＰ１０Ａは、移動コストの更新が行われたとしてステップＳ１０３に戻り、ミッションの見直しを行う。

・（２回目のステップＳ１０３）：
ＭＰ１０Ａは、例えば、更新前のミッションの効用に比べて更新後のミッションの効用が低かった場合、拠点の割り当てからミッションの見直しを行ってもよい。本例の場合、更新前のミッションの効用＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（４＋３）＝１９３であったが、更新後のミッションの効用＝ミッション報酬（１００＋０）－ミッションコスト（７＋Ｎ／Ａ）＝９３となる。ここでは、到達制限時刻オーバー（例えば、図中のｓ２－ｄ２間参照。）など達成できないグラフ（タスク）については、その報酬およびコストをミッションの報酬およびコストに反映させずに、ミッションの効用を算出している。

この結果に基づいて、ＭＰ１０Ａは、ミッションの見直し（拠点の再割り当て）をしてもよい。本例では、配送先ｄ２への配送拠点をｓ１からｓ２に変更する。この処理は、当該ミッションを表すグラフ集合から、グラフｇ２２が削除されてグラフｇ１２が追加されることに相当する。そして、ＭＰ１０Ａは、新たにミッションに追加されたグラフｇ１２について、実際の移動経路とコストの算出をＰＰ２０Ａに依頼する。

・（２回目のステップＳ２０１）
ＰＰ２０Ａは、１回目と同様、指定されたグラフについて、与えられた経路選択領域において、その配送拠点から配送先までの最適経路およびその移動コストを算出し、その結果をＭＰ１０Ａに通知する。本例では、ＰＰ２０Ａにより、当該グラフの移動コスト（実際の到着時間）が１８と算出されたとする。

以降、ＭＰ１０Ａは、この結果を受けてグラフの移動コストの更新を行い、ミッションの効用を再算出する。本例の場合、更新後のミッションの効用＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（７＋１８）＝１７５となる（図１４（ｃ）参照）。

本例では、ＰＰ２０Ａによる最適パスの導出により移動コストが更新されたことに伴い、ＭＰ１０Ａは再度ミッションの見直しを図る。このとき、ＭＰ１０Ａは、配送拠点の割り当てを見直した結果、他に割り当て可能な拠点がない場合や、拠点があっても拠点変更後のミッションの効用が現在のミッションの効用よりも小さい場合などは、ミッションの変更を行わずそのまま処理を終了する。本例の場合も、ＭＰ１０Ａは、他に割り当て可能な拠点がないため、現在のミッションが最適ミッションであるとして処理を終了する。

次に、本実施形態における領域評価の利活用方法について、具体例を提示しながら説明する。

ａ．（運航計画申請時）
１．（競り上げオークション形式）
以下、運航計画申請時に競り上げオークション形式によって領域が割り当てられる場合の領域評価例について説明する。以下に示す例では、オークションにより経路価格が変動する場合を想定している。

オークションに基づいた領域割り当てが行われる場合、領域管理者は運航開始前のある一定時間、運航計画のビッドを受け付けてもよい。このとき、運航計画のビッド価格を、例えば、当該運航計画の中で利用する各領域の価格により定めてもよい。一例として、当該運航計画の中で利用する各領域の価格の総和や最大値などが挙げられる。すると、各領域の価格は、オークションによって、その領域に対する申請数すなわちその領域を含む運航計画数に応じて上昇していく。以下に、オークションにおける領域価格および経路価格（運航計画のビッドに必要な価格）の例を示す。

領域価格＝他者が最後に当該領域を含む経路の使用を申請したときの価格＋１
・・・（ａ１１）

経路価格＝経路に含まれる各領域の価値の最大値 ・・・（ａ１２）

また、この場合において、各事業者は、自身の運航計画が示す運航経路にかかる移動体の移動コストを次のように見積もって、ミッションの効用を算出してもよい。

移動コスト＝ａ×ｆ（到達時間）＋ｂ×ｇ（経路価格）・・・（ａ１３）

式（ａ１３）において、ａ、ｂは係数を表し、ｆ（）、ｇ（）は任意の関数を表している。なお、ミッションの効用ｕ（ｍ）は、上述したように、当該ミッションに関わる全てのタスクを対象にして、Σ報酬－Σ移動コストを求めればよい。

図１５および図１６は、オークションによる経路の価格付けの例を示す説明図である。図１４に示す例では、まず、事業者Ａが経路ｐ１をビッドする（図１５（ａ））。このとき、事業者Ａは、当該経路ｐ１が他の誰の運航計画とも干渉（領域の重複）がないため、初期価格（本例では０）でビッド可能とする。

次いで、事業者Ｂが経路ｐ２をビッドする（図１５（ｂ））。このとき、事業者Ｂは、当該経路ｐ２が事業者Ａの経路ｐ１と、領域Ｒ１で干渉するため、当該領域Ｒ１を含む経路ｐ２を、干渉領域である領域Ｒ１の現在価格＝０よりも１つ大きい価格＝１にしてビッドする。これは、経路ｐ１との干渉の結果、領域Ｒ１の入札価格が１に繰り上がり、それを含む経路ｐ２の入札価格も１となるためである。

事業者Ｂが経路ｐ２を価格＝１でビッドした結果、領域Ｒ１の価格が１となり、それに伴い該領域Ｒ１を含む経路ｐ１の価格も１となって、それよりも低い価格でビッドした事業者Ａの経路ｐ１は否認される。

事業者Ａが再び同じ経路ｐ１をビッドするためには、経路ｐ１の現在価格＝１（これは、経路ｐ１上の領域に他の事業者が付した最高価格に相当）よりも高い価格でビッドする必要がある。すなわち、領域Ｒ１に価格＝１を付した事業者Ｂの経路ｐ２のビッド価格よりも高い価格＝２でビッドする必要がある。本例では、事業者Ａは、経路ｐ１を価格＝２で再ビッドする（図１５（ｃ））。

その後、事業者Ｂが更なるビッドを辞退すれば、事業者Ａに経路ｐ１が割り当てられる。事業者Ａは、経路ｐ１に対して入札価格＝２を支払う（図１５（ｄ））。

図１６に示す例は、事業者Ｂが経路ｐ２を、価格＝１でビッドするところまでは、図１５に示す例と同じである（図１６（ｂ））。本例でも、事業者Ｂが経路ｐ２を価格＝１でビッドした結果、領域Ｒ１の価格が１、該領域Ｒ１を含む経路ｐ１の価値が１となり、それよりも低い入札価格でビッドした事業者Ａの経路ｐ１は否認される。

さらに本例では、事業者Ｃが、経路ｐ３をビッドする（図１６（ｃ））。このとき、事業者Ｃは、当該経路ｐ３を、他の経路との干渉領域である領域Ｒ２の現在価格＝０よりも１つ大きい価格＝１にしてビッドする。これは、経路ｐ２が経路ｐ２と干渉した結果、干渉領域である領域Ｒ２の入札価格が１に繰り上がり、それを含む経路ｐ３の入札価格も１となるためである。

事業者Ｃが経路ｐ３を価格＝１でビッドした結果、領域Ｒ２の価格が１、該領域Ｒ２を含む経路ｐ１の価値が１となり、これによっても事業者Ａの経路ｐ１は否認される。

事業者Ａは、再び同じ経路ｐ１をビッドするためには、経路ｐ１の現在価格＝１（これは、経路ｐ１上の領域に他の事業者が付した最高価格に相当）よりも高い価格でビッドする必要がある。本例の場合、領域Ｒ１に価格＝１を付した事業者Ｂの経路ｐ２へのビッド価格および領域Ｒ２に価値＝１を付した事業者Ｃの経路ｐ３へのビッド価格よりも高い価格＝２でビッドする必要がある（図１６（ｄ））。

なお、図示省略しているが、仮に事業者Ａが更なるビッドを辞退すれば、事業者Ｂに経路ｐ２が割り当てられるとともに事業者Ｃに経路ｐ３が割り当てられる。各事業者は、割り当てられた経路に対して自身の入札価格＝１を支払う。

一方、事業者Ａが経路ｐ１を価格＝２で再ビッドした場合、領域Ｒ１および領域Ｒ２の価格が２、該領域を含む経路ｐ１および経路ｐ２の価値が２となり、これによって事業者Ｂの経路ｐ２および事業者Ｃの経路ｐ３は否認されることとなる。

次に、上記のようなオークション形式で領域が確保されるときの業務管理システム１００Ａ全体の動作を説明する。図１７は、オークション形式で領域が確保される場合の業務管理システム１００Ａの動作例を示すフローチャートである。

図１７に示す例では、まず、ＭＰ１０Ａが、与えられた対象タスクに対して自身が生成した複数のミッション（以下、ミッション候補という）の中からミッションを１つ選択する（ステップａ１０１）。

次いで、運航計画申請部５０Ａが、選択したミッションに使用する全ての移動体の運航計画を、領域管理システム２００に申請する（ステップａ１０２）。ここでの運航計画の申請は、上述したオークションにおける「経路のビッド」に相当する。

領域管理システム２００は、上記のようなオークション形式に従って申請された運航計画に使用される領域の割り当てを行い、領域の割り当て結果に基づく運航計画の承認／否認の判定結果を返す。ここでの運航計画の承認は、上述したオークションにおける「ビッドした経路に対する領域の割り当て」に相当し、運航計画の否認は、「ビッドした経路の否認」に相当する。

運航計画の承認／否認の判定結果を受け付けると、運航計画申請部５０Ａは、否認された運航計画があるか否かを判定する（ステップａ１０３）。否認された運航計画がなければ（ステップａ１０３のＮｏ）、与えられた対象タスクに対するミッションとして現在のミッションを確定させて処理を終了する。

一方、否認された運航計画があれば（ステップａ１０３のＹｅｓ）、ＭＰ１０Ａは、否定された運航計画（経路）に含まれる領域の状態（割当有無等）および価格変化に基づいて、現在のミッションの効用を更新する（ステップａ１０４）。

次いで、領域評価部４０Ａは、申請した領域、特に否認された運航計画に使用される領域の効用を評価する（ステップａ１０５）。

該領域の効用が閾値以上であれば（ステップａ１０６のＹｅｓ）、運航計画申請部５０Ａが、当該領域を使用する運航計画を再度申請する（ステップａ１０７）。運航計画申請部５０Ａは、例えば、否認された運航計画を、価格を変更して再度申請する。なお、ステップａ１０７の後は、ステップａ１０３に戻り、申請結果を待つ。

一方、該領域の効用が閾値未満であれば（ステップａ１０６のＮｏ）、ＭＰ１０Ａは、他にミッション候補があるか否かを判定する（ステップａ１０８）。ＭＰ１０Ａは、他にミッション候補があれば（ステップａ１０８のＹｅｓ）、ステップａ１０１に戻ってミッションの選択から、上記処理を繰り返す。

一方、ＭＰ１０Ａは、他にミッション候補がなければ（ステップａ１０８のＮｏ）、当該経路にかかるタスクについては実施不可（解なし）として、処理を終了する。なお、他のオークションの結果によっては、今回の否認原因となった他の運航計画との干渉領域が解放される（当該他の運航計画が、別の干渉領域での競合等によりビッドを辞退する等）ことも考えられる。その場合は時間を置いて再度申請を行ってもよい。

図１８～図２０は、オークション時の領域の効用の評価の具体例を示す説明図である。図１８～図２０は、ミッション候補として２つのミッション（Ｍ１、Ｍ２）があった場合において、申請した運航計画が否認される毎に行う領域評価の具体例をそれぞれ示している。

図１８に示す例は、事業者Ａが、ミッションＭ１に含まれる経路ｐ１に対応する第１の運航計画と、経路ｐ２に対応する第２の運航計画とをそれぞれ価格＝０で申請した結果として、事業者Ｂが経路ｐ４を価格＝１で申請したため、経路ｐ１に対応する第１の運航計画が否認された場合の例である。なお、本例において、申請前のミッションＭ１の効用ｕ（Ｍ１）＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（（１０＋０）＋（１５＋０））＝２００－２５＝１７５であったとする。また、他のミッション候補であるミッションＭ２のミッションの効用ｕ（Ｍ２）＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（（４０＋０）＋（１５＋０））＝２００－５５＝１４５であったとする。なお、ミッションコストの（４０＋０）は、第１のタスク（配送先ｄ１）に対応する経路ｐ１の移動コスト（到達時間（４０）＋経路価格（０））を表している。また、（１５＋０）は第２のタスク（配送先ｄ２）に対応する経路ｐ２の移動コスト（到達時間（１５）＋経路価格（０））を表している。ミッションコストの表記において以下同様である。

本例の場合、ステップａ１０４で、事業者ＡのＭＰ１０Ａは、否認された第１の運航経路について、否認の理由として通知された干渉領域である領域Ｒ１の現在価格（本例の場合、価格＝１）やそれに基づく経路ｐ１の経路価格（入札価格）＝２等を基にミッションＭ１の効用を更新すればよい。例えば、ＭＰ１０Ａは、上記のミッションコスト（１０＋１５）のうち経路ｐ１にかかる移動コスト（到達時間＝１０）に、当該経路価格（当該経路の入札価格）＝２を反映して、ミッションＭ１の効用を再計算すればよい。当該効用は、当該経路を再申請したときのミッションＭ１の効用に相当する。本例では、再計算後のミッションＭ１の効用ｕ（Ｍ１）＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（（１０＋２）＋（１５＋０））＝２００－２７＝１７３となる。

次いで、ステップａ１０５で、領域評価部４０Ａが、否認された経路ｐ１の当該否認の理由となった領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）を、当該領域Ｒ１を含むミッションＭ１の更新後の効用ｕ（Ｍ１）と、該領域Ｒ１を含まないミッションＭ２の効用ｕ（Ｍ２）とを基に、次のように評価する。

ｆ（Ｒ１）＝ｕ（Ｍ１）－ｕ（Ｍ２）＝１７３－１４５＝２８

次のステップａ１０６では、算出した領域Ｒ１の効用が所定の閾値以上か否かを判定する。本例では、閾値として０を用いる。したがって、上記のｆ（Ｒ１）≧０なので、ステップａ１０７に進む。

ステップａ１０７では、運航計画申請部５０Ａが、経路ｐ１に対応する第１の運航計画を、価格＝２で再申請する。

その後、事業者Ｂが、経路ｐ４を価格＝３で再ビッドすると、事業者Ａは、再度否認の通知を受け付けることとになる。このようにしてお互いに再ビッドを繰り返した結果、事業者Ａに、第１の運航経路について、否認の旨、および否認の理由として干渉領域である領域Ｒ１の現在価格（本例の場合、価格＝２９）やそれに基づく経路ｐ１の経路価格（入札価格）が通知されたとする（図１９参照）。

図１９は、事業者Ｂからの経路ｐ４に対して行われた価格＝２９の再ビッドの結果、経路ｐ１の経路価格が３０となったときの領域効用の算出例である。図１９に示す例では、再計算後のミッションＭ１の効用ｕ（Ｍ１）＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（（１０＋３０）＋（１５＋０））＝２００－５５＝１４５となり、その結果、領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）＝ｕ（Ｍ１）－ｕ（Ｍ２）＝１４５－１４５＝０と算出される。ｆ（Ｒ１）≧０なので、ステップａ１０７に進み、経路ｐ１に対応する第１の運航計画を価格＝３０で再申請する。

また、図２０は、事業者Ｂからの経路ｐ４に対して行われた価格＝３１の再ビッドの結果、経路ｐ１の経路価格が３２となったときの領域効用の算出例である。図２０に示す例では、再計算後のミッションＭ１の効用ｕ（Ｍ１）＝ミッション報酬（１００＋１００）－ミッションコスト（（１０＋３２）＋（１５＋０））＝２００－５７＝１４３となり、その結果、領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）＝ｕ（Ｍ１）－ｕ（Ｍ２）＝１４３－１４５＝－２と算出される。ｆ（Ｒ１）＜０なので、これ以上のビッドはせずにステップａ１０８に進み、他にミッション候補があるか否かを判定する。

ステップａ１０８では、他のミッション候補としてＭ２があることから、ステップａ１０１に戻り、申請対象とするミッションを選択しなおす。本例では、ミッションＭ２が選択され、続くステップａ１０２で、運航計画申請部５０Ａが、経路ｐ１の再ビッドを辞退して、代わりにミッションＭ２に含まれる経路ｐ３をビッドする。なお、経路ｐ２については承認状態をそのまま維持すればよい。

なお、図１７に示す例は、ＭＰ１０Ａが、複数のミッション候補を生成し、その中から任意のミッションを運航計画の申請候補とする場合の例であるが、ＭＰ１０Ａが、複数のミッション候補の中から予め最適ミッションを選択して出力する場合は、例えば、図２１に示すような動作としてもよい。

図２１は、オークション形式で領域が確保される場合の業務管理システム１００Ａの動作の他の例を示すフローチャートである。図２１は、ＭＰ１０Ａが予め最適ミッションを生成して出力する場合の動作例である。図２１に示す例では、図１７のステップａ１０１に代わり、ＭＰ１０Ａが、最適ミッションを生成するミッションプランニング処理を行う点（ステップａ１１１）、およびステップａ１０８の動作が省略される点が異なっている。

すなわち、図２１に示す例では、最初にＭＰ１０Ａが、最適ミッションを生成するミッションプランニング処理を行う（ステップａ１１１）。このとき、ＭＰ１０Ａは、ミッションプランニング処理で、例えば、複数のミッション候補の中から、領域の状態や経路価格をも考慮した最適ミッションを出力してもよい。

最適ミッションの生成方法は、例えば、式（３）に示すように、ミッション効用を最大化するミッション（タスクアサインの組合せ）を算出してもよい。このとき、各タスクに使用する経路は任意でよいが、各パスの移動コストを、到達時間だけでなく経路価格に基づいて算出する。また、ミッション（タスクアサインの組合せ）の算出においては、負閉路除去法などの最小フローコスト問題の効率的解法を使用してもよい。

なお、以降、ステップａ１０２～ａ１０６までは図１７に示す例と同様である。本例では、選択したミッション（最適ミッション）中に否認された運航計画があり（ステップａ１０３のＹｅｓ）、かつ申請した領域の効用が閾値未満であった場合（ステップａ１０６のＮｏ）、他のミッション候補の有無を判定せずにステップａ１１１に戻る。

２度目以降のステップａ１１１では、現在（否認後）の領域の状態や経路価格を反映した上で、最適ミッションの見直し（例えば、最適パスの見直しやそれに基づく拠点割り当ての見直し等）を行う。このとき、ミッション内容に変更がなければ、否認された経路にかかるタスクについては実施不可（解なし）として、処理を終了してもよい。

図２２は、最適ミッション生成時の領域の効用の評価の具体例を示す説明図である。また、図２３は、その後のオークション時の領域の効用の評価の具体例を示す説明図である。

図２２では、２つの拠点（ｓ１，ｓ２）を有する事業者の配送先ｄ１、ｄ２に対応する２つの対象タスクに対して、Ｍ１～Ｍ４のミッション候補があり、そのうちのミッションＭ１が最適ミッションに選ばれたことを示している。なお、図２２に示す例において、配送先ｄ１に対応するタスクの到達制限時間＝５０、報酬＝１００であり、配送先ｄ２に対応するタスクの到達制限時間＝２０、報酬＝１００である。

また、ミッションＭ１におけるタスクアサインは第１のタスク：ｓ１－ｄ１および第２のタスク：ｓ２－ｄ２であり、ミッション報酬＝（１００＋１００）＝２００、ミッションコスト＝（（１０＋０）＋（１５＋０））＝２５である。したがって、ミッション効用ｕ（Ｍ１）＝２００－２５＝１７５と算出される。

また、ミッションＭ２におけるタスクアサインは第１のタスク：ｓ２－ｄ１および第２のタスク：ｓ２－ｄ２であり、ミッション報酬＝（１００＋１００）＝２００、ミッションコスト＝（（４０＋０）＋（１５＋０））＝５５である。したがって、ミッション効用ｕ（Ｍ２）＝２００－５５＝１４５と算出される。

また、ミッションＭ３におけるタスクアサインは第１のタスク：ｓ１－ｄ１および第２のタスク：ｓ１－ｄ２（ただし、第２のタスクは到達ならず）であり、ミッション報酬＝（１００＋０）＝１００、ミッションコスト＝（（１０＋０）＋（Ｎ／Ａ）＝１０である。したがって、ミッション効用ｕ（Ｍ３）＝１００－１０＝９０と算出される。

また、ミッションＭ４におけるタスクアサインは第１のタスク：ｓ３－ｄ１および第２のタスク：ｓ１－ｄ２（ただし、第２のタスクは到達ならず）であり、ミッション報酬＝（１００＋０）＝１００、ミッションコスト＝（（４０＋０）＋（Ｎ／Ａ）＝４０である。したがって、ミッション効用ｕ（Ｍ４）＝１００－４０＝６０と算出される。以上の結果から、ＭＰ１０Ａは、最適ミッションとしてＭ１を出力する。

図２３では、ミッションＭ１に含まれる各タスクの経路について運航計画を申請した結果、競り上げを繰り返し、第１のタスクの経路ｐ１の価格が３２となった場合の領域の効用の評価の具体例を示す説明図である。本例の場合、ステップａ１０４で経路ｐ１に含まれる他事業者との干渉領域とされる領域Ｒ１の効用を、その領域を使用するミッションＭ１と、その領域を使用しないミッションＭ２の効用とに基づいて、次のように算出する。

まず、更新後のミッションコスト＝（（１０＋３２）＋（１５＋０））＝５７より、Ｍ１の効用ｕ（Ｍ１）＝２００－５７＝１４３となる。したがって、領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）＝１４３－１４５＝－２と算出される。領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）＜０のため、経路ｐ１について更なるビッドは行われない。

本例では、その後ａ１１１に戻り、ＭＰ１０Ａが、更新後のミッション効用を基に、ミッションＭ２を最適ミッションに選びなおす。

また、図２４～図２６は、オークション時の最適ミッションの見直しの他の例を示す説明図である。図２４は１回目の計画時における最適ミッションの例を示す説明図である。図２５は、１回目の最適ミッションの入札結果を受けて２回目の計画時における最適ミッションの例を示す説明図である。図２６は、２回目の最適ミッションの入札結果を受けて３回目の計画時における最適ミッションの例を示す説明図である。なお、図２４～図２６では、説明を簡便にするため、対象タスクが１つの例を示している。本例の対象タスクは配送先ｄ１、到達制限時刻＝２０、達成報酬＝１００とする。

本例では、まず、ＭＰ１０Ａは、配送先ｄ１までの配送を、拠点ｓ１から経路ｐ１でアサインしたとする。このとき、タスクアサイン：ｓ１－ｄ１、経路ｐ１、経路コスト＝１０（到達時間＝１０、経路価格＝０）であった。したがって、ミッションの効用＝１００－１０＝９０と算出される（図２４参照）。

当該最適ミッションの入札の結果、経路ｐ１の価格が１５まで上昇して、ミッションの効用＝１００－（１０＋１５）＝７５になったとする。ＭＰ１０Ａは、経路ｐ１の価格上昇に伴い、タスクアサインｓ１－ｄ１に対する経路を経路ｐ２に変更する（最適ミッションの見直し）。なお、経路ｐ２の到達時間＝１３であり、入札前のミッションの効用＝１００－１３＝８７であった。

運航計画申請部５０Ａは、見直し後の最適ミッションについて運航計画の申請を行う（図２５参照）。なお、図２５には、比較のため、経路ｐ１に対応するミッションについて該経路の入札結果に基づく更新後の効用等も示している。

当該最適ミッションの入札の結果、経路ｐ２の価格が７まで上昇して、ミッションの効用＝１００－（１３＋８７）＝８０になったとする。ＭＰ１０Ａは、経路ｐ２の価格上昇に伴い、ｄ１に対する配送拠点を、より低いコスト（経路ｐ３）で配送可能なｓ２に変更する（最適ミッションの見直し）。なお、このときのｓ２－ｄ１の経路ｐ３の到達時間＝１８であり、入札前のミッションの効用＝１００－１８＝８２であった。

運航計画申請部５０Ａは、見直し後の最適ミッションについて運航計画の申請を行う（図２６参照）。なお、図２６には、比較のため、さらに経路ｐ２に対応するミッションについて該経路の入札結果に基づく更新後の効用等も示している。

当該最適ミッションの入札の結果、経路ｐ３は価格＝１で確保され、ミッションの効用＝１００－（１８＋１）＝８１になったとする。

このような場合において、例えば、領域評価部４０Ａは、経路ｐ１にのみ含まれる領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）を、当該領域を含むミッションの効用－当該領域を含まないミッションの最大効用＝７５－８１＝－６と算出できる。同様に、経路ｐ２にのみ含まれる領域Ｒ２の効用ｆ（Ｒ２）を、当該領域を含むミッションの効用－当該領域を含まないミッションの最大効用＝８０－８１＝－１と算出できる。同様に、経路ｐ３にのみ含まれる領域Ｒ３の効用ｆ（Ｒ３）を、当該領域を含むミッションの効用－当該領域を含まないミッションの最大効用＝８１－８０＝１と算出できる。

ｂ．（交渉形式）
次に、他事業者との間で領域交渉を行う場合の領域評価例について説明する。これにより、交渉により経路価格が変更する場合においても適切に交渉価格を算出できる。なお、以下に示す例では、運航計画申請時に、領域交渉を行う例を示すが、運行中においても同様に行うことができる。

図２７は、交渉対象領域の例を示す説明図である。上記の例では、図２７に示すように、事業者Ａが最適ミッションを生成中などにおいて、事業者Ｂによって予約されている領域の影響で拠点ｓ１から配送先ｄ１への解がない場合に、ＭＰ１０Ａは、拠点ｓ２から配送を行う経路ｐ３に対してタスクアサインを行っていた。しかし、拠点ｓ１から配送を行う経路ｐ１を使用する方がミッションの効用が高くなる可能性がある場合、経路ｐ１上の領域について権利を譲り受けるための交渉を事業者Ｂに対して行ってもよい。

その場合、交渉を持ちかける側は、他事業者が予約済みの領域の効用が閾値以上であれば、当該他事業者と交渉を行うようにしてもよい。このとき、交渉対象領域とされる領域Ｒは、自事業者のミッションまたはミッション候補に含まれる経路上の領域であって他事業者が予約済みの領域（干渉領域）であってもよい。以下に、交渉対象領域Ｒの効用の算出方法および交渉対象領域Ｒに関する交渉の効用の算出方法を示す。

交渉対象領域Ｒの効用ｆ（Ｒ）＝（領域Ｒを使用するミッションの効用）－（領域Ｒを使用しないミッションの効用）

領域Ｒに関する交渉の効用ｇ（Ｒ）＝ｆ（Ｒ） ・・・（ｂ１）

例えば、交渉を持ちかける側は、上記で示されるような交渉の効用を高めるように、交渉対象領域とその価格を決定する。

一方、交渉を受ける側は、自身にとっての交渉対象領域の効用を評価し、該領域の効用が閾値以下であれば交渉を受け入れてもよい。

領域Ｒに関する交渉の効用ｇ（Ｒ）＝－ｆ（Ｒ） ・・・（ｂ２）

例えば、交渉を受ける側は、交渉対象領域の効用が閾値以上である場合すなわち交渉の効用が閾値未満である場合、交渉を拒否するか、領域の効用が閾値以下すなわち交渉の効用が閾値以上となるよう交渉価格を提示してもよい。

なお、いずれの場合も（交渉を持ちかける側および受ける側）の交渉対象領域Ｒの効用の算出方法も、上述の式（１）と同様である。

また、図２８は、交渉により領域が確保される場合の業務管理システム１００Ａの動作例を示すフローチャートである。図２８に示す例では、まず、事業者Ａ（後に交渉を依頼する側）のＭＰ１０Ａが、自身の利用可能領域のみを経路選択領域としてミッションプランニングを行う（ステップｂ１０１）。

次いで、事業者ＡのＭＰ１０Ａは、自身の利用可能領域に他者占有領域を加えたものを経路選択領域としてミッションプランニングを行う（ステップｂ１０２）。

次いで、事業者Ａの領域評価部４０Ａが、他者占有領域の効用（交渉の効用）を算出する（ステップｂ１０３）。このとき、領域評価部４０Ａは、交渉価格も含めて効用を算出してもよい。

算出された交渉対象価格の効用が閾値以上であれば（ステップｂ１０４のＹｅｓ）、交渉部６０Ａが、当該領域を交渉対象領域として、当該他者（効用を算出した他者占有領域を保持している他事業者）に該領域の交渉を行う（ステップｂ１０５）。一方、算出された交渉対象価格の効用が閾値未満であれば、ステップｂ１０２に戻り、ＭＰ１の０Ａが、また別の他者占有領域を加えてミッションの更なる見直しを行うか（ステップｂ１０４のＮｏ（２））、解なしとしてそのまま処理を終了する（ステップｂ１０４のＮｏ（１））。

交渉を受ける側の事業者ＢのＭＰ１０Ａは、予め自身の利用可能領域のみを経路選択領域としてミッションプランニングを行っているものとする（ステップｂ１１１）。なお、交渉を受けてから、ステップｂ１１１を行うことも可能である。

次いで、事業者ＢのＭＰ１０Ａは、自身の利用可能領域から交渉対象領域を除外したものを経路選択領域としてミッションプランニングを行う（ステップｂ１１２）。

次いで、事業者Ｂの領域評価部４０Ａが、交渉対象領域の効用（－交渉の効用）を算出する（ステップｂ１１３）。このとき、領域評価部４０Ａは、交渉価格も含めて効用を算出してもよい。

算出された交渉対象価格の効用が閾値以上であれば（ステップｂ１１４のＹｅｓ）、事業者Ｂの交渉部６０Ａは、当該領域に対する交渉に合意し、その旨を、交渉を依頼してきた事業者Ａに通知する（ステップｂ１１５）。また、算出された交渉対象価格の効用が閾値以上であれば（ステップｂ１１４のＮｏ）、交渉否認の旨、または新たな交渉価格を通知する（ステップｂ１１６）。なお、事業者Ｂでは、ステップｂ１１６の後、さらなる交渉を待つ状態に移行してもよい。

なお、ステップｂ１０１、ｂ１０２は、実行順序を逆にしてもよいし、並行して実行してもよいし、１つの動作にして同時に算出することも可能である。

また、交渉は、交渉相手と直接やりとりしてもよいし、第三者であるコーディネータ（例えば、領域管理システム２００）を介して行ってもよい。また、上記において交渉対象領域の交渉価格は、領域の価格ひいては経路の移動コストに反映されるものとする。

また、図２９は、交渉前の領域の効用の評価例を示す説明図であり、図３０は、交渉中の領域の効用の評価例を示す説明図である。

なお、図２９、図３０では、説明を簡便にするため、対象タスクが１つの例を示している。本例の対象タスクは配送先ｄ１、到達制限時刻＝５０、達成報酬＝１００とする。

本例では、事業者ＡのＭＰ１０Ａは、事業者Ｂによって予約されている領域の影響で拠点ｓ１から配送先ｄ１への解がないため、拠点ｓ２から配送先ｄ１へ配送を行う経路ｐ３を最適ミッションとする。図２９では、２つの拠点（ｓ１，ｓ２）を有する事業者Ａの配送先ｄ１に対応する１つの対象タスクに対して、ｐ１～ｐ３の３つの経路候補（ミッション候補）があり、そのうちの経路ｐ３が最適ミッションに選ばれたことを示している。

なお、経路ｐ１におけるタスクアサインはｓ１－ｄ１であり、ミッション報酬＝１００、ミッションコスト（移動コスト）＝（１０＋∞）＝∞であり、ミッションの効用は０である。また、経路ｐ２におけるタスクアサインはｓ１－ｄ１であり、ミッション報酬＝１００、ミッションコスト＝（２０＋∞）＝∞であり、ミッションの効用は０である。また、経路ｐ３におけるタスクアサインはｓ２－ｄ１であり、ミッション報酬＝１００、ミッションコスト＝（４０＋５）＝４５であり、ミッションの効用は５５である。なお、経路ｐ３の移動コストには、運航計画の入札による経路価格が反映されている。

なお、交渉前において、領域評価部４０Ａは、経路ｐ１にのみ含まれる領域Ｒ１の効用ｆ（Ｒ１）を、当該領域を含むミッションの効用－当該領域を含まないミッションの最大効用＝０－５５＝－５５と算出できる。同様に、経路ｐ２にのみ含まれる領域Ｒ２の効用ｆ（Ｒ２）を、当該領域を含むミッションの効用－当該領域を含まないミッションの最大効用＝０－５５＝－５５と算出できる。同様に、経路ｐ３にのみ含まれる領域Ｒ３の効用ｆ（Ｒ３）を、当該領域を含むミッションの効用－当該領域を含まないミッションの最大効用＝５５－０＝５５と算出できる。

このような場合において、事業者Ａは、拠点ｓ１から経路ｐ１を使用して配送先ｄ１に配送する方がミッションの効用が高くなる可能性があるため、事業者Ｂが予約済みの領域のうち経路ｐ１上の領域を交渉対象領域として、事業者Ｂにその権利を譲り受けるための交渉を行ってもよい。

図３０では、経路ｐ１およびｐ２について、交渉価格をｘとしたときの、移動コスト（ミッションコスト）とミッション効用の計算式、およびその具体例を示している。例えば、経路ｐ１について交渉価格ｘ＝１として交渉を行った場合、領域の効用（交渉の効用）＝８９－５５＝３４（≧０）となる。なお、当該交渉が成立した場合、ミッションの効用＝８９となる。しかし、例えば、交渉価格＝１の申し出に対して、事業者Ｂが交渉価格＝４０を返してきた場合、領域の効用（交渉の効用）＝５０－５５＝－５（＜０）となる。この場合、事業者Ａは経路ｐ１の使用を断念して交渉不成立とし、他の経路上の領域について新たな交渉を行ってもよい。

例えば、事業者Ａの交渉部６０Ａは、経路ｐ１の交渉不成立を受けて、経路ｐ２上の領域Ｒ２について交渉を行ってもよい。例えば、経路ｐ２上の領域Ｒ２について交渉価格ｘ＝３として交渉を行った場合、領域の効用（交渉の効用）＝７７－５５＝２２（≧０）となる。交渉を受けた事業者（仮に事業者Ｂ）が当該交渉価格に合意すれば、交渉が成立し、経路ｐ２を使用して拠点ｓ１からの配送が可能になる。

また、例えば、経路ｐ２上の領域Ｒ２について交渉価格ｘ＝１として交渉を行ったが、相手側から交渉価格＝２８が返ってきたとする。この場合、領域の効用（交渉の効用）＝５２－５５＝－３（＜０）となる。この場合、事業者Ａは経路ｐ２の使用も断念して交渉不成立とし、元の経路ｐ３での配送を行う。

その他の実施形態．
なお、上記では、配送タスクを例に種々の領域の評価例を示したが、本発明の領域の評価方法は配送タスクに使用される領域に限定されない。他の例として、警備や防犯目的でルート周回や対象追跡を行うタスクや、測量や点検目的で対象エリアを網羅的に運航するタスクや、災害対応（被害状況把握や被災者捜索など）を目的として対象エリアを網羅的に運航するタスクや、農業系（農薬散布、植育状態測定など）を目的として対象エリアを網羅的に運航するタスクや、ニュース・芸能・スポーツなどにおいて対象物追跡や多角撮影を行うタスクや、個人運転の車・タクシー・バスなどの業務車両・船舶・ドローンタクシー等を利用して人の輸送を行うタスクなどが挙げられる。

ｃ．（対象エリアを網羅的に運航するタスクの場合）
例えば、業務計画部１０やＭＰ１０Ａは、各対象エリアに対して１つ以上の移動体資源を割り当てた結果として、ミッションの効用（各エリアのカバー時間の総和、最大値）が最小となるように移動体資源を割り当ててもよい。その際、経路計画部２０やＰＰ２０Ａは、例えば、移動コスト＝エリアカバー時間として、移動コストが最小となるよう経路を導出してもよい。

また、交渉を受ける際には、交渉対象領域にかかるルートを変更した場合の移動コストからミッションの効用を算出し、ルート変更する前のミッションの効用と比較して、該領域の効用を算出してもよい。例えば、交渉対象領域を一定時間解放し、その時間帯は他のエリアの監視等を行うようルート変更するなどが挙げられる。また、状況によっては、対象エリアを分割して、それぞれ個別に移動体をアサインすることも考えられる。

また、図３１は、本発明の各実施形態にかかるコンピュータの構成例を示す概略ブロック図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１００１と、主記憶装置１００２と、補助記憶装置１００３と、インタフェース１００４と、ディスプレイ装置１００５と、入力デバイス１００６とを備える。

上述の各実施形態のシステムが備えるサーバその他の装置等は、コンピュータ１０００に実装されてもよい。その場合、各装置の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置１００３に記憶されていてもよい。ＣＰＵ１００１は、プログラムを補助記憶装置１００３から読み出して主記憶装置１００２に展開し、そのプログラムに従って各実施形態における所定の処理を実施する。なお、ＣＰＵ１００１は、プログラムに従って動作する情報処理装置の一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）以外にも、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＭＣＵ（Memory Control Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などを備えていてもよい。

補助記憶装置１００３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例として、インタフェース１００４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ１０００に配信される場合、配信を受けたコンピュータは１０００がそのプログラムを主記憶装置１００２に展開し、各実施形態における所定の処理を実行してもよい。

また、プログラムは、各実施形態における所定の処理の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、プログラムは、補助記憶装置１００３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで各実施形態における所定の処理を実現する差分プログラムであってもよい。

インタフェース１００４は、他の装置との間で情報の送受信を行う。また、ディスプレイ装置１００５は、ユーザに情報を提示する。また、入力デバイス１００６は、ユーザからの情報の入力を受け付ける。

また、実施形態における処理内容によっては、コンピュータ１０００の一部の要素は省略可能である。例えば、コンピュータ１０００がユーザに情報を提示しないのであれば、ディスプレイ装置１００５は省略可能である。例えば、コンピュータ１０００がユーザから情報入力を受け付けないのであれば、入力デバイス１００６は省略可能である。

また、上記の各実施形態の各構成要素の一部または全部は、汎用または専用の回路（Circuitry）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実施される。これらは単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。また、上記の各実施形態各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。

上記の各実施形態の各構成要素の一部又は全部が複数の情報処理装置や回路等により実現される場合には、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。

次に、本発明の概要を説明する。図３２は、本発明の領域評価システムの概要を示すブロック図である。

図３２に示す領域評価システムは、領域評価部６０１を備える。

領域評価部６０１（例えば、領域評価部４０）は、第１の領域を使用する第１のミッションと、第１の領域を使用しない第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の効用を、第１のミッションの効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価する。

このような構成により、運航に使用される領域に対して他事業者との間でインタラクションがある場合にも、自事業者にとって適切に領域を評価できる。ひいては、自身にとって不利にならない選択をすることができる。

なお、上記の実施形態は以下の付記のようにも記載できる。

（付記１）第１の領域を使用する第１のミッションと、第１の領域を使用しない第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の効用を、第１のミッションの効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価する領域評価部を備えたことを特徴とする領域評価システム。

（付記２）第１のミッションおよび第２のミッションはそれぞれ、そのミッションの生成条件において生成されるミッションの中で、効用が最適値をとるミッションである付記１に記載の領域評価システム。

（付記３）第１のミッションおよび第２のミッションはそれぞれ、そのミッションにおいて与えられた１つ以上のタスクに対して、１つ以上の移動体資源の割り当て結果と、割り当て結果で示される移動体資源の各々に対するパスの導出結果とに基づいて、効用が最適値をとるよう導出されたミッションである付記１または付記２に記載の領域評価システム。

（付記４）第１の領域は、運航前の領域である付記１から付記３のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記５）第１の領域は、運航中の領域である付記１から付記３のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記６）第１の領域は、不特定の者を相手に行われるやりとりの対象とされる領域である付記１から付記５のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記７）第１の領域は、特定の者を相手に行われるやりとりの対象とされる領域である付記１から付記５のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記８）第１の領域は、いずれかの者に所有されている領域である付記１から付記７のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記９）第１の領域は、いずれの者にも所有されていない領域である付記１から付記７のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記１０）移動体の運航を伴う１つ以上のタスクであって、それぞれが空間と時間の指定を含む１つ以上のタスクが与えられると、１つ以上の移動体資源であって所定の運航条件が指定された移動体資源を割り当てて、ミッションを生成する業務計画部と、業務計画部が計画したミッションが与えられると、当該ミッションに含まれる移動体資源の各々に対してパスを導出する経路計画部とを備え、領域評価部は、業務計画部によって生成された２以上のミッションであって経路計画部によってパスが導出された２以上のミッションに含まれる２つのミッションにおいて、一方のミッションが使用していて他方のミッションが使用していない領域の少なくとも一部の効用を、一方のミッションである第１のミッションの効用と、他方のミッションである第２のミッションの効用の差異に基づいて評価する付記１から付記９のいずれかに記載の領域評価システム。

（付記１１）業務計画部が割り当てる移動体資源は、スタート地点の指定、スタート時刻の指定、対象範囲もしくはゴール地点を含む１以上の地点の指定、実行完了までの許容時刻の指定、および運航可能領域の指定の少なくともいずれかを含む付記１０に記載の領域評価システム。

（付記１２）
ミッションの効用は、当該ミッションにおいて与えられたタスクの経済的または業務的な効用と、当該ミッションに含まれる移動体資源の移動コストとに基づいて定められる付記１０または付記１１に記載の領域評価システム。

（付記１３）情報処理装置が、第１の領域を使用する第１のミッションと、第１の領域を使用しない第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の効用を、第１のミッションの効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価することを特徴とする領域評価方法。

（付記１４）コンピュータに、第１の領域を使用する第１のミッションと、第１の領域を使用しない第２のミッションとが与えられたとき、第１の領域の効用を、第１のミッションの効用と第２のミッションの効用の差異に基づいて評価する処理を実行させるための領域評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

以上、本実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

本発明は、ＵＡＶの運航計画に限らず、自動配送トラック等の運航事業者における配車計画やルート計画、さらには、自動運転車の走行中の車線変更や右左折といった運航車線の切り替えを行う際の経路確保用途にも好適に適用可能である。

１００ 領域評価システム
１０ 業務計画部
２０ 経路計画部
３０ 移動体
４０ 領域評価部
３００Ａ 移動体運航管理システム（ＵＴＭＳ）
２００ 領域管理システム
１００Ａ 業務管理システム
１０Ａ ＭＰ（Mission Planner）
２０Ａ ＰＰ（Path Planner）
４０Ａ 領域評価部
５０Ａ 運航計画申請部
６０Ａ 交渉部
６０１ 領域評価部
１０００ コンピュータ
１００１ ＣＰＵ
１００２ 主記憶装置
１００３ 補助記憶装置
１００４ インタフェース
１００５ ディスプレイ装置
１００６ 入力デバイス

Claims (10)

1. 移動体の運航経路に用いられる第１の領域を使用する第１のミッションと、少なくとも前記第１の領域を使用しない点で前記第１のミッションと異なる第２のミッションとが与えられたとき、前記第１の領域の価値を、前記第１のミッションの、ミッションに含まれる移動体によるタスクの達成に対する報酬と移動コストとに基づいて規定される効用と前記第２のミッションの前記効用の差異に基づいて評価する領域評価部を備え、
   前記第１の領域は、他者を相手に行われる使用権の授受の対象とされる領域である
   ことを特徴とする領域評価システム。
2. 前記第１のミッションおよび第２のミッションはそれぞれ、そのミッションの生成条件において生成されるミッションの中で、効用が最適値をとるミッションである
   請求項１に記載の領域評価システム。
3. 前記第１のミッションおよび前記第２のミッションはそれぞれ、１つ以上の移動体の運航を伴うタスクに対して、該タスクに割り当てられる１つ以上の移動体の各々に対するコストを最小にする、スタートとゴールが決められた運航経路に基づいて、効用が最適値をとるよう導出されたミッションである
   請求項２に記載の領域評価システム。
4. ミッションには移動体の運航計画が含まれ、前記第１の領域は、前記運航計画において用いられる予定の領域である
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の領域評価システム。
5. ミッションには移動体の運航計画が含まれ、前記第１の領域は、移動体が前記運航計画を実行している領域である
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の領域評価システム。
6. ミッションが与えられると、当該ミッションに含まれる移動体の各々に対してコストを最小にする、スタートとゴールが決められた運航経路を導出する経路計画部を備え、
   前記領域評価部は、前記経路計画部によって、スタートとゴールが決められた運航経路が導出された２つのミッションにおける一方のミッションである前記第１のミッションの効用と、他方のミッションである前記第２のミッションの効用の差異に基づいて、前記第１の領域の価値を評価する
   請求項３に記載の領域評価システム。
7. 移動体には、スタート地点、スタート時刻、対象範囲もしくはゴール地点を含む１以上の地点、実行完了までの許容時刻、および運航可能領域の少なくともいずれかが指定される
   請求項６に記載の領域評価システム。
8. ミッションの効用は、当該ミッションにおいて与えられた前記タスクの経済的または業務的な価値と、当該ミッションに含まれる前記移動体の移動コストとに基づいて定められる
   請求項６または請求項７に記載の領域評価システム。
9. 情報処理装置が、
   移動体の運航経路に用いられる第１の領域を使用する第１のミッションと、少なくとも前記第１の領域を使用しない点で前記第１のミッションと異なる第２のミッションとが与えられたとき、前記第１の領域の価値を、前記第１のミッションの、ミッションに含まれる移動体によるタスクの達成に対する報酬と移動コストとに基づいて規定される効用と前記第２のミッションの前記効用の差異に基づいて評価し、
   前記第１の領域は、他者を相手に行われる使用権の授受の対象とされる領域である
   ことを特徴とする領域評価方法。
10. コンピュータに、
    移動体の運航経路に用いられる第１の領域を使用する第１のミッションと、少なくとも前記第１の領域を使用しない点で前記第１のミッションと異なる第２のミッションとが与えられたとき、前記第１の領域の価値を、前記第１のミッションの、ミッションに含まれる移動体によるタスクの達成に対する報酬と移動コストとに基づいて規定される効用と前記第２のミッションの前記効用の差異に基づいて評価する処理
    を実行させ、
    前記第１の領域は、他者を相手に行われる使用権の授受の対象とされる領域である
    領域評価プログラム。

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