Elucidation of consumer incentives for collaborative social systems based on HEMS data

• Project/Area Number: 18H04155
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 本田 智則 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00425745)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田原 聖隆 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 総括研究主幹 (10344160) ; 小澤 暁人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20783640) ; 西野 成昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90401299) ; 稲葉 敦 工学院大学, 先進工学部, 教授 (90356494)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥42,900,000 (Direct Cost: ¥33,000,000、Indirect Cost: ¥9,900,000); Fiscal Year 2021: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2020: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000); Fiscal Year 2019: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000); Fiscal Year 2018: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
• Keywords: HEMS / スマートメーター / 太陽光発電 / 異常検知 / ビッグデータ / LCA / AI / 深層学習 / カーボンニュートラル / ライフスタイル / IDEA / 敵対的生成学習 / 電力 / 実験経済学 / 意思決定 / Deep Learning / 機械学習 / 行動変容 / ディープラーニング / インベントリデータベース / パリ協定

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、家庭部門におけるエネルギー消費削減に向けて、政府・自治体、企業、消費者がそれぞれの経済的・非経済的インセンティブを最大化することで、結果的に社会全体の省エネ及び経済成長を両立する共創的社会システムの形成を目指し、人々の家庭内ライフスタイル(エネルギー消費を伴う家庭内の行動選択・意思決定)の分類と体系化及び、そこから得られた知見に基づいた、多様なライフスタイルのそれぞれについての省エネ型ライフスタイルへの変容を促すための手法を提案することを目的とした研究である。
本年度は最終年度としての結果のとりまとめ、及びこれまで蓄積してきたデータの集約を中心として行ってきた。これまでに約9万世帯、述べ時間数25億時間にのぼる各家庭内の1時間毎消費電力データを収集し、これを研究用途として利用可能（非公開）な状態に取りまとめた。また、新たに約10万台の室内空調機の稼働実績データ（約500億レコード）を補助的なデータとして取りまとめた。生活者のライフスタイルを分析する上で、その時間的な行動変化を中心として分析を行ってきたが、空調機データを利用することで室内における温湿度環境を明らかにすることができた。すなわち、家庭内においてどのような温熱環境で生活者が過ごしているのかを明らかにすることができる。ただし、住宅消費電力データと空調機稼働データは相互に紐付きがないため、深層学習モデル等を用いた相互の連結手法の探索を行った。加えて、最終年度におけるデータの取りまとめにあたり、各家庭の間取り、断熱性能といったこれまで扱いが困難であったデータについて付与した分析を実施した。
上記についてデータのとりまとめを行うと同時に、機械学習・深層学習を相互に組み合わせた新たな深層学習モデルを構築し、最終年度としてのとりまとめを実施した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] ビッグデータと人工知能を活用した空調機のエネルギー分析 (2022)
  • Author(s): 杉山 弦太、本田 智則、伊坪 徳宏
  • Journal Title: 第17回日本LCA学会研究発表会講演要旨集 Volume: 17 Pages: 16-17
  • Open Access
• [Journal Article] 電力ビッグデータから見るライフスタイル (2022)
  • Author(s): 本田 智則、小澤 暁人
  • Journal Title: 第17回日本LCA学会研究発表会講演要旨集 Volume: 17 Pages: 18-18
  • Open Access
• [Journal Article] Determination of the interface between amorphous insulator and crystalline 4H-SiC in transmission electron microscope image by using convolutional neural network (2021)
  • Author(s): Hironori Yoshioka, Tomonori Honda
  • Journal Title: AIP Advances Volume: 11 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1063/5.0036982
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Profitability Assessment of Residential Photovoltaic Battery Systems in Japan Using Electric Power Big Data (2021)
  • Author(s): Honda Tomonori、Ozawa Akito、Wakamatsu Hiroko
  • Journal Title: Sustainability Volume: 13 Pages: 1-20
  • DOI: 10.3390/su13105370
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] デマンドレスポンスのゲーム理論的分析 (2020)
  • Author(s): 西野成昭
  • Journal Title: 第15回日本LCA学会研究発表会講演要旨集 Volume: 15 Pages: 10-11
• [Journal Article] 深層学習を用いた住宅電力需要予測手法の開発 (2020)
  • Author(s): 小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
  • Journal Title: 第15回日本LCA学会研究発表会講演要旨集 Volume: 15 Pages: 2-3
• [Journal Article] オール電化住宅におけるエネルギー消費実態の解明 (2020)
  • Author(s): 足立智佳,本田智則,稲葉敦
  • Journal Title: 第15回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: 15 Pages: 320-321
• [Journal Article] 住宅電力需要予測に向けた深層学習の実装 (2019)
  • Author(s): 小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会講演要旨集 Volume: － Pages: 374-375
  • Open Access
• [Journal Article] ICTの持続可能性の評価方法の開発 (2019)
  • Author(s): 武田明日花・並河治・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 216-217
  • Open Access
• [Journal Article] 中国での家庭ごみの処理方法の提言 (2019)
  • Author(s): ヨウショウ・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 360-361
  • Open Access
• [Journal Article] 衣類のリサイクル方法によるGHG削減量の算定 (2019)
  • Author(s): 石川美玖・仙波壽朗・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 312-313
  • Open Access
• [Journal Article] グリーン製品の普及によるGHG排出削減効果の推定 (2019)
  • Author(s): 高橋彩・竹内孝曜・深津学治・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 338-339
  • Open Access
• [Journal Article] 企業の持続可能性に向けた生産・調達活動の調査 (2019)
  • Author(s): 松井克久・竹内孝曜・深津学治・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 346-347
  • Open Access
• [Journal Article] 飲食店のエコマーク認定によるCO2排出削減量の算定 (2019)
  • Author(s): 土屋友祐・大澤 亮・本間 隆之・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 304-305
  • Open Access
• [Journal Article] ESG投資に向けた国内全上場企業を網羅した温室効果ガス排出データベースの開発 (2019)
  • Author(s): 本田智則、稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 134-135
  • Open Access
• [Journal Article] 東京オリンピック・パラリンピックの食に関する調達基準の評価 (2019)
  • Author(s): 岩崎裕太・稲葉 敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 354-355
  • Open Access
• [Journal Article] エコマーク認定サービスにおける環境負荷低減効果(CO2換算)の推計方法の検討、 (2019)
  • Author(s): 大澤 亮・本間 隆之・稲葉敦
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 92-93
  • Open Access
• [Journal Article] 河本竜路・望月英生・森口義久・中野隆裕・本橋真之・酒井裕司・稲葉 敦 (2019)
  • Author(s): LCAによる内燃機関自動車とBEVのCO2排出量の算定、
  • Journal Title: 第14回日本LCA学会研究発表会予稿集 Volume: － Pages: 72-73
  • Open Access
• [Journal Article] 潜在的印象に基づく類似度を用いた意思決定モデルの検証 (2019)
  • Author(s): 高橋裕紀，西野成昭，竹中毅，石川竜一郎
  • Journal Title: サービス学会第7回国内大会講演論文集 Volume: -
• [Journal Article] Preface (2018)
  • Author(s): Inaba Atsushi、Itsubo Norihiro
  • Journal Title: The International Journal of Life Cycle Assessment Volume: 23 Pages: 2271-2275
  • DOI: 10.1007/s11367-018-1545-6
• [Presentation] ビッグデータと人工知能を活用した空調機のエネルギー分析 (2022)
  • Author(s): 杉山 弦太、本田 智則、伊坪 徳宏
  • Organizer: 第17回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] 電力ビッグデータから見るライフスタイル (2022)
  • Author(s): 本田 智則、小澤 暁人
  • Organizer: 第17回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] Life Cycle Assessment of Air Conditioners Using HEMS Data and Artificial Intelligence (2021)
  • Author(s): Genta Sugiyama, Tomonori Honda, Norihiro Itsubo
  • Organizer: SETAC Europe 31st Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Life Cycle Assessment for Air Conditioners in Japan Using Artificial Intelligence and Big Data Analysis (2021)
  • Author(s): Genta Sugiyama, Tomonori Honda, Norihiro Itsubo
  • Organizer: EcoDesign2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Improvement of Reliability of LCA for Air Conditioners Using HEMS Data and Artificial Intelligence (2021)
  • Author(s): Genta Sugiyama, Tomonori Honda, Norihiro Itsubo
  • Organizer: The 10th Interenational Conference on Life Cycle Management
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 環境情報を活用した行動変容・ライフスタイル解析 (2021)
  • Author(s): 本田智則
  • Organizer: 第16回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] 電力ビッグデータを活用した家庭エネルギーマネジメント予測 (2021)
  • Author(s): 小澤暁人
  • Organizer: 第16回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] HEMSデータと人工知能を活用した空調機のライフサイクル評価 (2021)
  • Author(s): 杉山弦太
  • Organizer: 第16回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] 深層学習を用いた住宅電力需要予測手法の開発 (2020)
  • Author(s): 小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
  • Organizer: 第15回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] Case-based Decisions on Bad Experiences: Online reviews data of Japanese (2019)
  • Author(s): Hiroki Takahashi, Nariaki Nishino, Ryuichiro Ishikawa
  • Organizer: Workshop on Process-Oriented Case-Based Reasoning, joint with 27th International Conference on Case-Based Reasoning
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interpreting value creation model by case-based decision theory (2019)
  • Author(s): Hiroki Takahashi, Nariaki Nishino, Takeshi Takenaka, Ruichiro Ishikawa
  • Organizer: 13th CIRP Conference on Intelligent Computation in Manufacturing Engineering
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 家庭電力需要の短期予測に向けた深層学習の適用 (2019)
  • Author(s): 小澤暁人
  • Organizer: BECC Japan 2019
• [Presentation] HEMS最適運用に向けた家庭エネルギー需給予測のためのAI活用 (2019)
  • Author(s): 小澤暁人、本田智則
  • Organizer: AIST 太陽光発電研究 成果報告会 2019
• [Presentation] ICTの持続可能性の評価方法の開発 (2019)
  • Author(s): 武田明日花・並河治・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 中国での家庭ごみの処理方法の提言 (2019)
  • Author(s): ヨウショウ、・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 衣類のリサイクル方法によるGHG削減量の算定 (2019)
  • Author(s): 石川美玖・仙波壽朗・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] グリーン製品の普及によるGHG排出削減効果の推定 (2019)
  • Author(s): 高橋彩・竹内孝曜・深津学治・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 企業の持続可能性に向けた生産・調達活動の調査 (2019)
  • Author(s): 松井克久・竹内孝曜・深津学治・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 飲食店のエコマーク認定によるCO2排出削減量の算定 (2019)
  • Author(s): 土屋友祐・大澤 亮・本間 隆之・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 東京オリンピック・パラリンピックの食に関する調達基準の評価 (2019)
  • Author(s): 岩崎裕太・稲葉 敦、
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] エコマーク認定サービスにおける環境負荷低減効果(CO2換算)の推計方法の検討 (2019)
  • Author(s): 大澤 亮・本間 隆之、稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] LCAによる内燃機関自動車とBEVのCO2排出量の算定 (2019)
  • Author(s): 河本竜路・望月英生・森口義久・中野隆裕・本橋真之・酒井裕司・稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 14)ESG投資に向けた国内全上場企業を網羅した温室効果ガス排出データベースの開発 (2019)
  • Author(s): 本田智則、稲葉 敦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会
• [Presentation] 住宅電力需要予測に向けた深層学習の実装 (2019)
  • Author(s): 小澤暁人、本田智則、工藤祐揮
  • Organizer: 第14回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] 潜在的印象に基づく類似度を用いた意思決定モデルの検証 (2019)
  • Author(s): 高橋裕紀，西野成昭，竹中毅，石川竜一郎
  • Organizer: サービス学会 第7回 国内大会
• [Presentation] Development of Evaluation Method for Social Aspects of ICT (2018)
  • Author(s): Asuka Takeda, Atsushi Inaba
  • Organizer: Life Cycle Inovation Conference 2018 (LCIC2018) 、Forum for Sustainability through Life Cycle novation(FSLCI)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Estimation of greenhouse gas emissions from a chicken meat production system in Japan through a life cycle assessment (2018)
  • Author(s): Tatsuo Hishinuma, Yuji Sakai, Thoru Sakuraoka, Atsushi Inaba
  • Organizer: EcoBalance2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sustainable food consumption:environmental,social,and public health issues (2018)
  • Author(s): Natsumi Fujiwara, Masashi Tachikawa, Naoki Yoshikawa, Steven R.McGreevy, Atsushi Inaba
  • Organizer: EcoBalance2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis on the survey results on contribution of products to avoided greenhouse gas emissions, (2018)
  • Author(s): Shoichiro Tsuruta, Masayuki Kanzaki, Ichiro Daigo, Masaharu Motoshita, Atsushi Inaba
  • Organizer: EcoBalance2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 飲食店のエコマーク認定によるCO2排出削減量の算定 (2018)
  • Author(s): 土屋友祐・稲葉 敦
  • Organizer: 第10回大学コンソーシアム八王子学生発表会
• [Presentation] 東京オリンピック・パラリンピックの食に関する調達基準の評価 (2018)
  • Author(s): 岩崎裕太・稲葉 敦
  • Organizer: 第10回大学コンソーシアム八王子学生発表会
• [Presentation] 食に関する温室効果ガス（GHG）排出削量の算定 (2018)
  • Author(s): 稲葉 敦・岩崎裕太・土屋友祐
  • Organizer: IFAEE
• [Presentation] Applicability of Case-based Decision Theory to Service Contexts (2018)
  • Author(s): Hiroki Takahashi, Nariaki Nishino, Ryuichiro Ishikawa, Takeshi Takenaka
  • Organizer: 6th International Conference on Serviceology,
• [Presentation] 深層学習を用いた家庭エネルギー利用予測手法の開発 (2018)
  • Author(s): 小澤暁人
  • Organizer: 第16回環境研究シンポジウム
• [Book] 企業経営と環境評価：第７章「環境リスクの評価」 (2018)
  • Author(s): 稲葉敦、栗山浩一
  • Publisher: 中央経済社