交通信号システムに対するモデリングと制御に関する研究

• Project/Area Number: 15760323
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Control engineering
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 若佐 裕治 山口大学, 工学部, 助教授 (60263620)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 交通信号システム / 制御理論 / 可制御性 / H∞制御 / システム同定 / モデリング / ゲインスケジューリング制御 / モデル予測制御

Research Abstract

都市道路網の交通渋滞低減を目指して、リアルタイムでの交通信号の制御方法、および制御のためのモデリング方法について研究を行なった。主につぎの3項目から成る。
(1)交通流を制御理論の適用可能な動的システムとして、交通量収支に基づいてモデリングする方法、およびシステム同定法によってモデリングする方法を提案した。先行研究において考察が不十分であったシステムの可制御性、および平衡点について議論した。可制御性については、これに注目した信号システムの構造設計の指針を示した。また、平衡点については、二次計画法による設定方法を提案した。
(2)上記モデルに対応するH∞制御による信号機の制御パラメータ(スプリット)算出法を示した。
(3)上記のモデリング方法および制御方法の効果を交通シミュレータAIMSUNを用いて検証した。
以上の結果、先行研究におけるモデリングおよび制御の問題点が解決され、交通信号システムへの制御工学的アプローチが整理されたといえる。今後、さらにソフトウェア環境の充実のため、AIMSUNとMATLABのシームレス化などが望まれる。

Research Products

• [Journal Article] Modeling and control of traffic signal systems based on traffic simulators (2005)
  • Author(s): Kenichiro Hanaoka
  • Journal Title: Proc.SICE Annual Conference 2005 in Okayama Pages: 2358-2362
• [Journal Article] Modeling for control of traffic signal systems (2005)
  • Author(s): Yuji Wakasa
  • Journal Title: Proc.2005 IEEE Conference on Control Applications Pages: 1594-1599
• [Journal Article] Modeling of traffic systems via a traffic simulator (2004)
  • Author(s): Y.Wakasa, K.Hanaoka, K.Tanaka, Y.Mizukami
  • Journal Title: Proc.35th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications Pages: 152-157
  • NAID: 130007376954
• [Journal Article] Controllability of network-wide traffic signal systems and state-feedback controller tuning (2004)
  • Author(s): Y.Wakasa, K.Hanaoka, K.Iwaoka, K.Tanaka
  • Journal Title: Proc.11th World Congress on ITS Nagoya, Aichi 2004, Japan (CD-ROM)
• [Publications] Y.Wakasa, K.Iwaoka: "Traffic signal control based on a system with multipilicative noise"Proc.34th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications. 229-233 (2003)
• [Publications] Y.Wakasa, K.Iwaoka, K.Tanaka: "Traffic signal control using an LMI-Based MPC method"Preprints of the 10th IFAC Symposium on Control in Transportation Systems. 59-64 (2003)
• [Publications] Y.Wakasa, K.Iwaoka, K.Tanaka: "Modelling and robust control of traffic signal systems"Proc.European Control Conference 2003. (CD-ROM). (2003)
• [Publications] Y.Wakasa, K.Iwaoka, K.Tanaka: "Robust traffic signal control for intelligent transportation systems"Proc.6th Japan-France Congress on Mechatronics. 190-195 (2003)