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メッシュ型分散処理モデルに基づくサイバーフィジカルシステム向け分散処理環境

研究課題

研究課題/領域番号 21K11815
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

横山 孝典  東京都市大学, 情報工学部, 教授 (60386357)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードサイバーフィジカルシステム / 組み込みシステム / 分散処理 / リアルタイム処理
研究開始時の研究の概要

本研究では、車々間通信や路車間通信を利用した高度な自動車制御システムのように、多数のセンサ情報を利用してリアルタイム制御を行うサイバーフィジカルシステム向けのリアルタイム分散処理環境を開発する。本分散処理環境は、時刻情報を付加したデータを用いるとともに論理時間に基づくスケジューリングを行うことで、全ノードでの時刻同期を必要とせずに、通信時間の変動を許容しながら応答時間の制約を守ることのできるリアルタイム分散処理を実現する。

研究成果の概要

分散配置された多数のセンサ情報を利用した分散型組み込み制御システムに代表されるサイバーフィジカルシステム向けのリアルタイム分散処理環境を開発した。本分散処理環境は分散処理基盤と分散システム開発環境から成る。分散処理基盤はメッシュ型分散処理モデルに基づくもので、データの時間的整合性を保証することが可能なリアルタイムOSと分散処理ミドルウェアから成る。分散システム開発環境は分散処理基盤上で動作するアプリケーションの開発を支援するモデル変換ツール等から成る。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した分散処理環境は、従来の逐次型分散処理モデルに代えてメッシュ型分散処理モデルを採用するとともに、論理時間やタイムスタンプを用いることでデータの時間的整合性を保証するとともに、入力から出力までの端点間応答時間の制約を満たす動作が可能である。これにより、分散された多数のセンサ情報を収集してリアルタイム制御を行う分散制御システム等のサイバーフィジカルシステムを容易に開発可能とした。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] A Logical Time-Triggered Distributed Computing Environment for Cyber-Physical Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Kenji Shimabukuro, Takanori Yokoyama, Myungryun Yoo
    • 学会等名
      6th International Conference on Information Science and Systems
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Logical Time-Triggered Distributed Computing Environment for Cyber-Physical Systems with V2X Wireless Communication2023

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Nakajima, Kenji Shimabukuro, Eiya Takehara, Takanori Yokoyama, and Myungryun Yoo
    • 学会等名
      17th International Conference on Information Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Real-Time Operating System for Physical and Logical Time-Triggered Distributed Computing2023

    • 著者名/発表者名
      Koki Takado, Takanori Yokoyama, Myungryun Yoo
    • 学会等名
      6th Asia Pacific Information Technology Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Simulink to UML Model Transformation Tool for Distributed Embedded Control System Development2023

    • 著者名/発表者名
      Taiga Nishimura, Takanori Yokoyama, Myungryun Yoo
    • 学会等名
      4th International Conference on Computer Communication and Information Systems
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Linux上のリアルタイムOSエミュレータ2023

    • 著者名/発表者名
      川田陸、竹原永也、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] GNSSを用いた協定世界時同期機能を有するリアルタイムOS2023

    • 著者名/発表者名
      小日向大祐、飯田友樹、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 物理時間駆動と論理時間駆動に対応したリアルタイムOS2023

    • 著者名/発表者名
      小林万里、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] デッドラインに基づくスケジューリングが可能なCAN通信ソフトウェア2023

    • 著者名/発表者名
      橋本優太、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会 第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アスペクト指向プログラミングによる並列・分散アラーム管理機能を有するリアルタイムOSの実現2022

    • 著者名/発表者名
      溝呂木裕規、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会 第60回組込みシステム研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アスペクト指向プログラミングによる並列・分散アラーム管理機能を有するリアルタイムOSの実現2022

    • 著者名/発表者名
      溝呂木裕規、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線ネットワーク環境向けアラーム管理機能を有する分散リアルタイムOS2022

    • 著者名/発表者名
      菊池優輔、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 物理時間駆動と論理時間駆動に対応したリソース管理機能を有するリアルタイムOS2022

    • 著者名/発表者名
      高堂航希、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 分散処理に対応したSimulink・UMLモデル変換ツール2022

    • 著者名/発表者名
      西村太凱、横山孝典、兪明連
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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