事象駆動型量子化制御に基づく通信制御系の縮退運転アルゴリズム

• 研究課題/領域番号: 15K06134
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御・システム工学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 澤田 賢治 電気通信大学, i－パワードエネルギー・システム研究センター, 准教授 (80550946)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 制御工学 / セキュリテイ / 縮退運転システム / 事象駆動システム / 制御系セキュリティ / フェールセーフ / フェールソフト / 通信制御系 / サイバーセキュリティ / サイバーフィジカルシステム

研究成果の概要

重要インフラの制御系のネットワーク化（通信制御系化）が進む中，制御系のサイバーセキュリティ対策は急務となっている．本研究は通信制御系へのサイバー攻撃対策技術としてモデルベース縮退運転システムを与えた．情報セキュリティ技術を基軸とした従来研究とは違い，「攻撃時でも制御系の基本的な稼働を保証する」可用性を主軸としている．これを実現するために，研究成果として，事象駆動型の量子化制御の提案，制御プログラムのフローグラフの検証，攻撃レベルと検知精度に基づく縮退動作，実装形式と検知精度の関係を得ることが出来た．

研究成果

• [国際共同研究] LAAS-CNRS(France)
• [雑誌論文] 通信可能範囲を考慮した分散協調制御システムに基づく迷路探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 7.望月優加理, 澤田賢治, 新誠一
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文集 巻: 31
  • NAID: 130007405018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 組み込みシステムの無瞬断更新のためのカルマン正準分解に基づくプログラム解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岸田 貴光、塚田 健人、澤田 賢治、新 誠一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 54 号: 2 ページ: 227-237
  • DOI: 10.9746/sicetr.54.227
  • NAID: 130006386574
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Model Based Fallback Control for Networked Control System via Switched Lyapunov Function (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsubasa Sasaki, Kenji Sawada, Siichi shin, Shu Hosokawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 巻: E100.A 号: 10 ページ: 2086-2094
  • DOI: 10.1587/transfun.E100.A.2086
  • NAID: 130006109901
  • ISSN: 0916-8508, 1745-1337
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電磁比例弁内のスプールに作用するクーロン摩擦力に起因した不安定振動の解析と安定化させるための設計法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山藤 勝彦, 山本 建, 澤田 賢治
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 83 号: 852 ページ: 16-00553-16-00553
  • DOI: 10.1299/transjsme.16-00553
  • NAID: 130006003959
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 自動車の前後制動力配分のシミュレーションモデルベース最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村健太，澤田賢治，新誠一
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 30 号: 5 ページ: 197-208
  • DOI: 10.5687/iscie.30.197
  • NAID: 130005974073
  • ISSN: 1342-5668, 2185-811X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic Quantizer Design under Communication Rate Constraints (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Okajima, Kenji Sawada, Nobutomo Matsunaga
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 61 号: 10 ページ: 3190-3196
  • DOI: 10.1109/tac.2015.2509438
  • 査読あり
• [雑誌論文] RSA公開鍵暗号を用いたネットワーク制御系のセキュリティ強化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤田貴大，澤田賢治，小木曽公尚，新誠一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 51 号: 9 ページ: 655-660
  • DOI: 10.9746/sicetr.51.655
  • NAID: 130005103095
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model reformulation for conflict-free routing problems using Petri Net and Deterministic Finite Automaton (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakamura, Kenji Sawada, Seiichi Shin, Kenji Kumagai and Hisato Yoneda
  • 雑誌名: Journal Artificial Life and Robotics 巻: 20 号: 3 ページ: 262-269
  • DOI: 10.1007/s10015-015-0215-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] On autonomous distributed operation of LiB combined type SOFC system (2018)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kuwana, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: AROB 23rd 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 風力・太陽光・蓄電池複合システムにおけるグルーピング最適化の検証 (2018)
  • 著者名/発表者名: 武田 健吾，澤田 賢治，横川 慎二，新 誠一
  • 学会等名: 計測自動制御学会,第30回自律分散シンポジウム
• [学会発表] カルマン正準分解に基づいたソフトウェアのモデル検査について (2017)
  • 著者名/発表者名: 塚田健人，岸田貴光，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: 第4回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] カルマン正準分解を用いた自律移動ロボットの無瞬断更新に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岸田貴光，塚田健人，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: 第4回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] Control of self-organizing robots with switching role: Addition of robots in the multi columns formation moving (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Ueda, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: AROB 22th 2017
  • 発表場所: B-Con PLAZAI(大分県別府市）
  • 年月日: 2017-01-18
  • 国際学会
• [学会発表] EddyStone-URLを用いた行方不明者捜索システムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋すみか・上野里奈・川喜田佑介・澤田賢治・新 誠一・市川晴久
  • 学会等名: 知的環境とセンサネットワーク研究会
  • 発表場所: 別府 花菱ホテル（大分県別府市）
  • 年月日: 2017-01-18
• [学会発表] On Software Update Analysis via Kalman Decomposition (2017)
  • 著者名/発表者名: Takanori Kishida, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: The 11th Asian Control Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Model-based Cybersecurity for Control Systems: Modeling, Design and Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sawada
  • 学会等名: SICE Annual Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 合意制御における誤り訂正符号を用いた改ざん検知のための検査ビット共有化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川上重太，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: 計測自動制御学会,システム・情報部門学術講演会
• [学会発表] 分散協調制御型探索システムにおけるデッドロック解決のための通信手段の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 望月優加理，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: 計測自動制御学会,システム・情報部門学術講演会
• [学会発表] トリネットを用いた渋滞現象のモデル化と動特性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡井 翔太，澤田 賢治，市原 裕之
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] マルチエージェントシステムによる迷路の協調探索における流量解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 望月 優加理，澤田 賢治，新 誠一
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] ZDDを用いた風力・太陽光・蓄電池複合システムのグルーピング最適化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武田 健吾，澤田 賢治，新 誠一
  • 学会等名: 第60回自動制御連合講演会
• [学会発表] 風力・太陽光・蓄電池融合システムの重複分散運用の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武田 健吾，澤田 賢治，新 誠一
  • 学会等名: 平成29年電気学会電子・情報・システム部門大会
• [学会発表] 多重解像度補間メッシュに基づく経路探索手法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永谷禎貴，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: 第163回アルゴリズム研究会
• [学会発表] 場を介した情報共有による自己組織化ロボットの役割切替 (2017)
  • 著者名/発表者名: 植田 雄太, 澤田 賢治, 新 誠一
  • 学会等名: 第61回システム制御情報学会研究発表講演会
• [学会発表] 通信可能範囲を考慮した分散協調制御システムに基づく迷路探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 望月 優加理，澤田 賢治，新 誠一
  • 学会等名: 第61回システム制御情報学会研究発表講演会
• [学会発表] 誤り訂正符号を用いたリーダー・フォロワー合意におけるビザンチン将軍問題 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川上重太，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: 第61回システム制御情報学会研究発表講演会
• [学会発表] 制御システムのためのモデルベースセキュリティ技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 澤田賢治
  • 学会等名: 制御システムセキュリティカンファレンス2017
  • 発表場所: コクヨホール（東京都品川区）
  • 招待講演
• [学会発表] Brake force distribution optimization using simultaneous perturbation stochastic approximation (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenta Tamura, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: SICE Annual Conference
  • 発表場所: 筑波大学（茨木県つくば市）
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] Multiple Agents Maze Exploration with Deadlock Avoidance (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukari Mochizuki, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: SICE Annual Conference
  • 発表場所: 筑波大学（茨木県つくば市）
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] 制御システムのためのモデルベースセキュリティ技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田賢治
  • 学会等名: 電気学会電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-08-31
• [学会発表] ペトリネットに基づく制御システムのモデルベースセキュリティインシデント解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 望月明典，澤田賢治，新誠一，細川嵩，奥村剛
  • 学会等名: 電気学会電子・情報・システム部門大会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-08-31
• [学会発表] A Toolchain on Model Checking SPIN via Kalman Decomposition for Control Systems Software (2016)
  • 著者名/発表者名: Kento Tsukada, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: 2016 IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE)
  • 発表場所: フォートワース，テキサス
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] カルマン正準分解に基づくルールベース縮退運転システム (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼，塚田健人，澤田賢治，新誠一，細川嵩
  • 学会等名: 計測自動制御学会,第3回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-03-08
• [学会発表] ルールベース縮退運転システムを用いたサイバーインシデント検出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼，塚田健人，澤田賢治，新誠一，細川嵩
  • 学会等名: 計測自動制御学会,第59回離散事象システム研究会
  • 発表場所: 下関
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] Quantized control based on invariant set analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sawada
  • 学会等名: SEMINAIRE DE L'EQUIPE MAC (LAAS-CNRS)
  • 発表場所: フランス，ツールーズ
  • 招待講演
• [学会発表] 制御系セキュリティのためのモデルベース技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田賢治
  • 学会等名: 2016年5月高信頼制御通信研究会
  • 発表場所: 機械振興会館 （東京都港区）
  • 招待講演
• [学会発表] Sampled-data model following output feedback control for discrete-valued input systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sawada and Seiichi Shin
  • 学会等名: 54th IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Studies on Software Model Checking via Kalman Decomposition (2015)
  • 著者名/発表者名: Kento Tsukada, Kenji Sawada, Seiichi Shin
  • 学会等名: The 2015 CACS International Automatic Control Conference
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会
• [学会発表] カルマン正準分解を用いたモデル検査のためのツール連携について (2015)
  • 著者名/発表者名: 塚田健人，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: システム制御情報学会,第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] ネットワーク化制御系に対する双線形オブザーバを用いたモデルベース縮退運転の実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼，澤田賢治，新誠一，細川嵩
  • 学会等名: システム制御情報学会,第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] Model-based Fall Back Control for Cybersecurity (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sawada
  • 学会等名: 2015 Netherlands-Japan Cyber Security Conference in Tokyo
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-11-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Model Based Fallback Control for Networked Control System via Switched Lyapunov Function (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, K. Sawada, S. Shin and S. Hosokawa
  • 学会等名: IEEE IECON
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2015-11-11
  • 国際学会
• [学会発表] 通信制御系に対するモデルベース縮退運転システム (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼，澤田賢治，新誠一，細川嵩
  • 学会等名: インターネットコンファレンス2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] Sampled-data model following control for discrete-valued input systems via improved matrix uncertainty approach (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sawada and Seiichi Shin
  • 学会等名: European Control Conference 2015
  • 発表場所: Linz
  • 年月日: 2015-07-15
  • 国際学会
• [学会発表] Reduced-order dynamic quantizer synthesis for discrete-valued input systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Sawada and Seiichi Shin
  • 学会等名: ECTI-CON 2015
  • 発表場所: Huahin
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] A Fallback Control Study of Networked Control Systems for Cybersecurity (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, K. Sawada, S. Shin and S. Hosokawa
  • 学会等名: ASCC2015
  • 発表場所: Malaysia
  • 年月日: 2015-06-03
  • 国際学会
• [学会発表] カルマン正準分解を用いたソフトウェアのモデル検査に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塚田健人，澤田賢治，新誠一
  • 学会等名: システム制御情報学会,第59回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-21
• [学会発表] ネットワーク制御系に対するモデルベース縮退運転の実現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼，澤田賢治，新誠一，細川嵩
  • 学会等名: システム制御情報学会,第59回システム制御情報学会研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-21