2022 Fiscal Year Annual Research Report
A Routing Method Using Nonlinear Dynamical Theory for Large-scale Ride-share Systems
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19K04395
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木村 貴幸 日本工業大学, 基幹工学部, 准教授 (80579607)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 隆文 日本工業大学, 先進工学部, 准教授 (70579771)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 経路制御 / ライドシェア / 電気自動車 / 配送計画問題 / 決定論的カオス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題である，大規模ライドシェアシステムに対する非線形力学系理論を用いた経路制御手法の実現に向けて，今年度は，ネットーワークモデルの一つである通信ネットワークモデルに対して，ノードの状態に応じた経路制御手法の開発を進めた．この手法では，ネットワーク内のノードが，ある決められた閾値を超え混雑状態と判断されると，混雑信号を隣接する他のノードへ送る．混雑信号を受け取ったノードは，対象ノードの混雑が緩和されるまで，パケットの送信を控える．さらにこの手法では，リンク間の距離として，ネットワークにおける新たな中心性の一つである重力中心性[J. Ma, J. Zhang, and Y. Zhang, IEEE Access, 2021]を用いた．ネットワークの状態に応じてパケットの経路を柔軟に変化させること，結合状態を表すホップ距離ではなく，ネットワーク重力に基づく重みをノード間の距離として用いることで，従来の手法と比較して，提案手法は高いパケット送信性能を有することを，数値実験により明らかにした．また，本研究課題に関連して，電気自動車を用いた配送経路構築手法に対する非線形力学系理論を用いた探索手法を提案した．一般的な配送経路問題と異なり，本問題では，電気運搬車の充電時間を考慮している．電気運搬車は一般的に，従来の運搬車より航続距離が短いため，配送途中での再充電が必要となる．顧客や運搬車の配送可能時間も決まっているため，顧客への荷物の配送時間や，再充電時間を考慮しつつ，電気運搬車の移動距離が短くなる経路を，理想的な時間内に構築することは容易ではない．この問題に対して本研究では，決定論的カオスを応用した配送路構築手法を提案した．数値実験の結果から，従来の手法と比較して提案手法は，複数の電気運搬車から構成される配送路について，より短い配送路を探索可能なことを明らかにした．
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