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連続時間領域における実時間プログラムの離散実行モデル

研究課題

研究課題/領域番号 17K19969
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

結縁 祥治  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (70230612)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード実時間性 / 連続時間 / 離散時間環境 / 時間オートマトン / ハイブリッドオートマトン / サンプリング意味論 / 関数的リアクティブプログラミング / サンプリング意味 / 到達可能性 / 実時間プログラム / ハイブリッドシステム / 離散実行
研究成果の概要

本研究では、連続時間で設計された振る舞いを離散時間環境で実行する際に生じる問題について研究を行った。CPSなどのソフトウェアでは、時間経過に応じて連続的に状態が変化するほかに、一定の条件が成立した場合には、離散的に遷移が発生する。このような振舞いはハイブリッドオートマトンでモデル化され、プログラムで実現する。しかし、プログラムは離散的なサンプリングに基づいて実行されるため、振舞いが異なる場合がある。プログラムとして関数型言語Haskellの領域特化言語であるYampaプログラムにおいて、時間オートマトンとの合成で離散動作意味をモデル化してその振舞いを検証する枠組みを提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

連続的に動作するシステムに対して設計されたプログラムが実行環境が提供する離散的なサンプルのもとでどのように振舞うかを形式的に定義することで、プログラムと実行環境による複合的な問題点を形式的に定義することができるようになった。プログラムと実行環境とは個別には正しい振舞いをする場合であっても、組み合わせによって生じる不具合についての解析が可能になる。実時間性を持つプログラムが動作する条件を明確にすることによって、CPSなどにおいて厳密な安全性が要求される場面での信頼性を向上させることが可能になる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] 華東師範大学/上海交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 華東師範大学/上海交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NSFC(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Automating Time-series Safety Analysis for Automotive Control Systems Using Weighted Partial Max-SMT2020

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Sato, Shogo Hattori, Hiroyuki Seki, Yutaka Inamori, Shoji Yuen
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 28 号: 0 ページ: 124-135

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.28.124

    • NAID

      130007798629

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Session-ocaml: A session-based library with polarities and lenses2019

    • 著者名/発表者名
      Imai Keigo、Yoshida Nobuko、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Science of Computer Programming

      巻: 172 ページ: 135-159

    • DOI

      10.1016/j.scico.2018.08.005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Updatable timed automata with one updatable clock2018

    • 著者名/発表者名
      Li Guoqiang、Wen Yunqing、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Science China Information Sciences

      巻: 61 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/s11432-016-9027-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Session-ocaml: A Session-Based Library with Polarities and Lenses2017

    • 著者名/発表者名
      Imai Keigo、Yoshida Nobuko、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10319 ページ: 99-118

    • DOI

      10.1007/978-3-319-59746-1_6

    • ISBN
      9783319597454, 9783319597461
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nested Timed Automata with Diagonal Constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuwei、Wen Yunqing、Li Guoqiang、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10610 ページ: 396-412

    • DOI

      10.1007/978-3-319-68690-5_24

    • ISBN
      9783319686899, 9783319686905
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nested Timed Automata with Invariants2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Yuwei、Li Guoqiang、Yuen Shoji
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10606 ページ: 77-93

    • DOI

      10.1007/978-3-319-69483-2_5

    • ISBN
      9783319694825, 9783319694832
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] サンプリング時間実行におけるUppaalを用いたYampaプログラムの振舞い検証2020

    • 著者名/発表者名
      中根里空,結縁祥治
    • 学会等名
      日本ソフトウェア科学会第22回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップ PPL 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Simulinkモデルに対するChainerRLを用いたハイブリッド頑健性に基づく時相理論仕様の不具合導出2020

    • 著者名/発表者名
      大脇亮太,結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信システム数理と応用研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 離散時間実行環境におけるYampaプログラムに対するUppaalを用いた振舞い検証2019

    • 著者名/発表者名
      中根里空,結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 離散時間実行環境におけるYampaプログラムに対するUppaalを用いた振舞い検証2019

    • 著者名/発表者名
      中根里空、結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会SS2018-52
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍結クロックを持つ稠密時間プッシュダウンオートマトンの到達可能性のための記号ゾーン解析手法について2018

    • 著者名/発表者名
      結縁祥治、平岡祥
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会 SS2018-65 pp.7-12
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散時間実行環境におけるYampaプログラムの振舞いモデル2017

    • 著者名/発表者名
      市橋友樹、結縁祥治
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソフトウェアサイエンス研究会 SS2017-24 pp.19-24
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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