2019 Fiscal Year Research-status Report
次世代都市インフラシステム構築のための動的インセンティブ設計・制御法
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18K13781
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
和佐 泰明 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (60793560)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 制御工学 / 動的インセンティブ設計 / ゲーム理論 / 契約理論 / 都市インフラシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では次世代都市インフラシステムの基盤技術創出のための理論的構築を目指して、競争関係にある個人最適の均衡状態と全体最適の矛盾を解消する動的インセンティブ設計法の開発を目的とする。この目的を実現するために、本年度は大きく分けて次の３つの課題を実施する。（I）動的インセンティブ設計・制御法の理論的構築（II）提案する動的インセンティブの効果解析（III）電力システム及び交通システムによる提案手法の有効性検証。
課題（I）について、前年度から取り組む有限区間連続時間線形システムにおける理論的枠組みを3つの方向性で拡張した。一つ目は無限区間計画問題の場合において数学的厳密性を保証したまま理論拡張に成功した。二つ目は離散時間における問題を検討し、とあるインセンティブが与えられた時のゲーム的状況下での最適制御則を理論的に導出し、システム全体で最適となるインセンティブを数値的に導出した。三つ目は非線形システムへの適用を検討し、基礎となる理論構築において一定の成果が得られた。
課題（II）について、前年度に得られた理論的枠組みではエージェントに最適入力を選択させるための最適インセンティブを設計しているが、入力以外のモデル情報には制約がないことが分かった。つまり、エージェントは事前に渡すモデル情報を戦略的に伝達した方が個人の利益を増大させ、システム全体の性能を悪化させる可能性を秘めている。今年度は、限定的な状況下で戦略的にモデル情報を渡した際のシステム全体に与える悪影響の効果を理論的に導出した。
課題（III）について、上記成果を電力システムの基本モデルに適用し、提案手法の有効性と戦略的行動に対するシステム全体への影響を定量的に分析した。関連成果の一部は国際的主要学会においてBest Paper Award Finalistに選出された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
課題（I）（II）については、当初の計画通り、非線形システムに対するインセンティブ設計法の理論構築を完了した。また、当初の予定に含まれていない離散時間の問題やインセンティブで保証されていない戦略的要素に対するシステム全体への影響分析にも着手し、一定の成果を上げることができた。課題（III）については、当初の計画通り、来年度への準備が整っている。以上のことから、研究は当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、課題(I)および(II)で得られた成果を用いて課題(III)の解決を図り、次世代都市インフラシステムの基盤技術創出のための理論的構築の一手法として提案手法が有効であることを示す。また、課題（I）（II）について既に得られた成果を理論的に強化することを試み、これまでの成果をまとめ、国際論文誌に投稿することを目指す。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた出張が新型コロナウイルス予防対策により中止となり、旅費が少なく済んだため。次年度では本研究課題に関する出張および論文費用の支出の予定があり、その費用として充てる。
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Research Products
(5 results)
