Challenges in data-driven integrated water level control of river channel networks: dynamics modeling in directed graph structures

• Project/Area Number: 24K21314
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 村松 正吾 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 浩保 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 研究教授 (00399354) ; 田中 雄一 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10547029) ; 永原 正章 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (90362582) ; 劉 雪峰 東京女子大学, 現代教養学部, 教授 (50571220)
• Project Period (FY): 2024-06-28 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000); Fiscal Year 2026: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2025: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2024: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: 信号処理 / 制御理論 / 有向グラフ構造 / 動的システム / データ駆動モデリング

Outline of Research at the Start

本研究では，有向グラフ信号処理の新体系を確立し，有向グラフ上の動力学モデリング手法を創出する．この動機付けは，河川の流域治水をサイバーフィジカルシステム(CPS)により実現することにある．近年，世界的に大規模な河川災害が頻発し，既存の治水技術の効力不足が露呈している．日本政府はこの状況を打開するため，流域治水を提唱し，河道外への放水制御の体系化を急いでいる．しかし現状は，水系内の河道網水位の動態を一体的に把握できるデータ解析手法は存在せず，水位分布の制御の可能性について理論的に議論できない．そこで本研究では，河道網水位の動態を一体表現する時間発展式の導出に挑戦する．