2014 Fiscal Year Annual Research Report
省エネルギー化を目的とした交通システムのモデル予測制御
| Project/Area Number |
25820073
|
|---|
| Research Institution | Kogakuin University |
|---|
Principal Investigator |
向井 正和 工学院大学, 工学部, 准教授 (50404059)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 交通システム / 省エネルギー / 自動車 / 制御工学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
信号機情報をもとにして最適な走行パターンの生成方法を明らかにした。信号機情報は有限時間の予測ホライズン先まであらかじめ正確にわかると仮定した。その情報をもとに、有限時間の最適制御問題を考え、自動車の最適な走行パターンを最適化問題を解くことで計算できるようにした。その際に用いたモデルは、０－１変数を組み合わせたモデル表現で、連続時間システムと離散システムの組み合わさったハイブリッドシステムとして知られている。このハイブリッドシステム表現を用いることで、信号機の現示と交差点の長さを厳密に表現できるようにした。制御対象のモデルが０－１変数を含んでいるため、最適化問題が０－１変数を含んでいる。そのため、走行パターンを得るためには混合整数計画問題を解く必要がある。混合整数計画問題へと定式化するために、信号機の位置と信号機の現示パターンから最適制御問題を混合整数計画問題に変換するプログラムを作成した。実際に混合整数計画問題を解く場合には計算時間の問題が考えられるが、予測ホライズンを短くしていき現実的な長さにすれば十分な速度で、走行パターンを得ることができた。
提案手法の効果を確認するために、計算機シミュレーションを行い、信号機の情報を用いない人間のドライバーを模擬した結果と比較したところ10%以上消費燃料を減らすことができた。計算機シミュレーションは、国内の実際の道路のデータを計測し、交差点の長さと信号機の現示パターンを再現して行うことができた。
|
