| 研究課題/領域番号 |
25820073
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
向井 正和 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 助教 (50404059)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 機械力学・制御 / 交通流制御 / 省燃費運転 |
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| 研究概要 |
全体の計画は，複数の交差点群を有する道路を対象とした，交通流最適制御を行うことで全体の省燃費運転を達成させることである．初年度は，自動車のモデル化を行い，赤信号時に交差点に自動車が進入したいための条件を導出した．離散的な事象と連続量が混在するため，ハイブリッドシステム表現でモデル化するハイブリッドシステム表現を利用した．ここでは，先行車のモデルを作成し，それらがつながる形で交通流を表現する方法を採用した．0-1変数を用いて定式化を行い，混合整数計画法を逐次説く制御方法採用した．また，車両の走行データを用いて，実際の車両が信号機のある交差点でどのように停止するかをモデル化した．ここでは，制御入力を一台のホスト車両の加速度として選定し最適制御問題を考えた．また，道路需要については，車線を走行する車両がランダムに増えるようにすることで，制御方法の効果を確認するようにした．構築した制御アルゴリズムを，DELL社製のパーソナルコンピュータにおいてILOG社製のCPLEXという数理最適化ソフトを利用して実現し，計算機シミュレーションを行うことができた．計算機シミュレーションにより，信号機情報を前もって走行制御に活用することで，信号機情報を活用しない走行方法に比べて大幅に走行燃費を改善することができることが確認できた．これにより，信号機情報を活用する利点が明らかになった．ここから，信号機のパラメータの最適化を行い，信号機による交通流制御に拡張してゆく．学会に信号機情報を利用した省燃費運転の制御方法についての論文を発表した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度では，自動車の挙動のモデル化，交差点の表現を行うことができた．また，計算機シミュレーションで信号機情報を前もって走行制御に活用することで，信号機情報を活用しない走行方法に比べて大幅に走行燃費を改善することができることが確認できた．これにより，信号機情報を活用する利点が明らかになっっており，つぎに信号機のパラメータの最適化を行うことが可能である．そのため，来年度の目的の交通流の最適化への方法が見えてきている．おおむね順調に進展していると判断できる．
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度の結果より，計算機シミュレーションで信号機情報を前もって走行制御に活用することで，信号機情報を活用しない走行方法に比べて大幅に走行燃費を改善することができることが確認できた．これにより，信号機情報を活用する利点が明らかになっっている．ここから，信号機のパラメータの最適化を行い，信号機による交通流制御に拡張してゆく計画である．拡張ができたら続いて，問題のサイズに対する考察を行い，どのくらいの規模の交差点について考えることが可能か考察する．最終年度は，これらのまとめを行う予定である．複数のモデルと制御アルゴリズムの候補について，前年度予算で購入した計算機を用いてシミュレーションを行い，有効性を確認する．また，可解な問題設定・実用化可能な問題のサイズを明らかにする．このときリアルタイムで計測する情報とその利用方法をはっきりさせる．状況によっては，モデル・制御アルゴリズムに修正を行う．シミュレーションの具体的方法は，TTS（Transport Simulation Systems）社製のシミュレータAIMSUMに提案アルゴリズムを実装してシミュレーションによる検証を行う．提案アルゴリズムの実装は，前年度購入のMATLABとSIMULINK，CPLEXと組み合わせて行う予定である．シミュレータ AIMSUMは交通流の設定の自由度が高く，シミュレータの中では比較的安価であるため今回の研究課題に適している．またシミュレータAIMSUMは他の自動車研究にも利用できるため，大学院生が関連した研究で使用する予定がある．適宜協力してもらいながら研究を効率的に進める．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当初計上していた計算機ソフトウェアを研究室で使用することができたため，新たに購入する必要がなくなったため．
次年度では交通流シミュレータのソフトウェアを購入する予定であるので，計算機の研鑽能力向上に活用する．
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