計画数理学

科目基礎情報

学校 長野工業高等専門学校 開講年度 令和08年度 (2026年度)
授業科目 計画数理学
科目番号 0021 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 工学科(専門科目:都市デザイン系) 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:大橋・柳澤『建設システム計画』,コロナ社/参考書:飯田恭敬編著『土木計画システム分析』,森北出版株式会社
担当教員 栁澤 吉保 ,轟 直希

到達目標

(1) 都市計画と交通計画に必要な確率分布、確率分布を用いた統計的仮説検定の考え方を説明できる.
(2) 線形計画法としての図解法、シンプレックス法を説明できる.
(3) 費用便益分析の考え方を説明できる.
これらにより学習・教育目標(D-1:基盤となる工学分野において、事象を理解するとともに、技術士第一次試験相当の学力を身につける)、(D-2:基盤となる工学分野において、論理展開に必要な基礎問題を解くことができる)の達成とする.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安最低限の到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目(1) 確率統計と統計的処理調査データの分析およびモデル化が説明でき、計画に必要な確率分布、確率分布を用いた統計的仮説検定の考え方を説明できる.計画に必要な確率分布、確率分布を用いた統計的仮説検定の考え方を説明できる.教員が助言したり本を見れば、計画に必要な確率分布、確率分布を用いた統計的仮説検定の考え方を説明できる.最低限の到達レベルを満たさない.
評価項目(2) 最適化手法最適化手法が説明でき、線形計画法としての図解法、シンプレックス法にて最適解を求めることができる.線形計画法としての図解法、シンプレックス法にて最適解を求めることができる.教員が助言したり本を見れば、線形計画法としての図解法、シンプレックス法にて最適解を求めることができる.最低限の到達レベルを満たさない.
評価項目(3) 評価分析費用便益分析の考え方が説明でき、計算できる.費用便益分析の考え方が説明できる.教員が助言したり本を見れば、費用便益分析の考え方が説明できる.最低限の到達レベルを満たさない.

学科の到達目標項目との関係

D D-1 説明 閉じる
D D-2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
整備事業などにおける計画とそのシステム分析の必要性を把握し、計画立案のプロセスで必要とされる現象の調査・分析、現象の予測、最適化と意志決定、事業の評価で扱われる各種手法を理解し、身につける.
授業の進め方・方法:
テキストを中心に適宜、オペレーションズリサーチに関する資料を用いる.
注意点:
<成績評価>4回の到達度試験および小テストの合計100点満点で(D-1)及び(D-2)を評価し、合計の6割以上を獲得した者をこの科目の合格者とする.なお、各試験の重みは同じとする.
<オフィスアワー>原則として、担当教員出勤時にC棟3階 建築機器室で対応する.
<先修・後修科目>後修科目は都市計画、交通工学

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 計画数理学の意義 対象,目的,手段,構成を理解し,説明できる.
2週 確率密度関数 確率密度関数を理解し,説明できる.
3週 統計資料の整理と確率密度関数 現象に含まれる不確実性を,確率分布を用いて表現できる.
4週 母分散が既知の平均値の検定 u検定が行える.
5週 母分散が未知の平均値の検定 t検定が行える.
6週 平均値の差の検定式の導出
平均値の差の検定式を導くことができる.
7週 平均値の差の検定
平均値の差のt検定が行える.
8週 等分散性の検定 F検定式を導き,検定が行える.
2ndQ
9週 回帰分析によるパラメータ推定式の導出 パラメータの推定式を導出できる.
10週 回帰分析によるモデルの作成
線形回帰による現象予測モデルを構築できる.
11週 予測モデル作成 予測モデルの構築
12週 回帰係数のt検定式と相関係数
t検定式と相関係数を導出できる.
13週 回帰係数のt検定式と相関係数の算定
t検定と相関係数を算定できる.
14週 回帰係数の評価 モデル係数をt検定,相関係数で評価できる.
15週 ネットワーク手法による工程管理
工程管理の各種日程
ネットワークの規則を理解し,説明できる.
最早・最遅結合点日程,クリティカルパスを計算できる.
16週 前期末達成度試験
後期
3rdQ
1週 工程管理の各種余裕時間 フリーフロートなど各種余裕時間の意味を理解し,説明ができる.
2週 工程管理の各種余裕時間の計算 フリーフロートなど各種余裕時間の意味を理解し,計算ができる.
3週 作業日数にばらつきがある場合の3点見積 3点見積を用いて,日程計算ができる.
4週 作業日数にばらつきがある場合の工程管理 日程を確率的に評価できる.
5週 作業日数にばらつきがある場合の工程管理(2) 日程を確率的に評価できる(演習).
6週 線形計画法の概念 最適化問題の定式化が行える.
7週 シンプレックス法のための逆行列演算 ガウス-ジョルダン法による逆行列計算ができる.
8週 標準型シンプレックス法の手順 スラック変数,技巧変数の導入の意味と,シンプレックス法の計算フローを説明できる.
4thQ
9週 シンプレックス表の作成法 シンプレックス法を理解し説明できる.
10週 最適解の導出 シンプレックス法を用いて,最適解を求めることができる.
11週 罰金法を用いたシンプレックス法 罰金法を用いたシンプレックス法を使い最適解を求めることができる.
12週 費用便益法の概念 純現在価値,便益費用比,内部収益率を理解し,説明できる.
13週 費用便益法の計算 事業を純現在価値,便益費用比を用いて計算できる.
14週 費用便益法の計算
事業を内部収益率を用いて計算できる.
15週 費用便益による評価の考察 事業の規模と純現在価値,便益費用比,内部収益率の関係を考察できる.
16週 学年末達成度試験

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の専門工学建設系分野計画計画の意義と計画学の考え方を説明できる。4
二項分布、ポアソン分布、正規分布(和・差の分布)、ガンベル分布、同時確率密度関数を説明できる。4
重回帰分析を説明できる。4
線形計画法(図解法、シンプレックス法)を説明できる。4
費用便益分析について考え方を説明でき、これに関する計算ができる。4

評価割合

試験小テスト平常点レポートその他合計
総合評価割合7030000100
配点7030000100