JP2022187781A - マルチエージェントシミュレーションシステム及びマルチエージェントシミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シミュレーションの精度を維持しつつ、高速にシミュレーションを実行することができるマルチエージェントシミュレーション（ＭＡＳ）システムを提供する。【解決手段】ＭＡＳシステム１００は、エージェント毎に設けられたエージェントシミュレータ２００Ａ～２００Ｃとセンターコントローラ３００とを備える。エージェントシミュレータ２００Ａ～２００Ｃは、メッセージの交換によってエージェント同士を相互作用させながら各エージェントの状態をシミュレーションする。センターコントローラ３００は、エージェントシミュレータ２００Ａ～２００Ｃの対象世界のシミュレーションへの参加と対象世界のシミュレーションからの離脱とを管理し、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータ２００Ｂを対象世界のシミュレーションから離脱させる。【選択図】図３

Description

本開示は、相互作用する複数のエージェントを用いて対象世界をシミュレーションするマルチエージェントシミュレーションシステム及びマルチエージェントシミュレーション方法に関する。

相互作用する複数のエージェントを用いて対象世界をシミュレーションするマルチエージェントシミュレーションが知られている。例えば、特許文献１には、マルチエージェントシミュレーションにおいて、エージェント状況を他のエージェントに通知する時間間隔を変更する発明が開示されている。この発明では、例えば、情報の変化があまりない場合、通知頻度を下げてシミュレーションを早く進めることが行われる。

なお、本開示の技術分野における出願時の技術レベルを示す文献としては、上記特許文献１の他にも下記の特許文献２、特許文献３、及び特許文献４を例示することができる。

特開２０１５－０２２３７８号公報 特開２００４－２７２６９３号公報 特開２００８－２０３９１３号公報 特開２００９－１５１６３４号公報

シミュレーションしたい対象世界における時間の進み具合は、必ずしも現実の時間の進み具合と同じである必要はない。シミュレーション内の時間の進み具合を現実の時間の進み具合よりも速くすることで、シミュレーションを高速に進めることができる。ただし、実現可能なシミュレーションの速度はComputing/Networking環境に依存する。

マルチエージェントシミュレーションでは、エージェント間の相互作用はメッセージの交換により行われる。各エージェントでの計算時間とメッセージの交換に要する時間との合計が各エージェントに設定された時間粒度に収まっているならば、各エージェントのシミュレーションの精度を維持することができる。

しかし、Computing/Networking環境が劣る場合、必要な処理タイミングまでに他のエージェントからのメッセージが届かない場合や、逆に他のエージェントへメッセージを送信する前に他のエージェントから未来のメッセージが届いてしまう場合がある。つまり、Computing/Networking環境が劣る場合、シミュレーションの速度が速すぎることで、シミュレーションの対象世界における処理時間が時間粒度に間に合わないエージェントがでてきてしまう場合がある。このような場合、当然ながら対象世界のシミュレーションの精度は低下してしまう。

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものである。本開示は、シミュレーションの精度を維持しつつ、高速にシミュレーションを実行することができるマルチエージェントシミュレーションシステム及び方法を提供することを目的とする。

本開示は、相互作用する複数のエージェントを用いて対象世界をシミュレーションするマルチエージェントシミュレーションシステムを提供する。本開示のシステムは、複数のエージェントのエージェント毎に設けられた複数のエージェントシミュレータと、センターコントローラとを備える。上記複数のエージェントシミュレータは、メッセージの交換によってエージェント同士を相互作用させながら各エージェントの状態をシミュレーションするようにプログラムされている。センターコントローラは、上記複数のエージェントシミュレータの対象世界のシミュレーションへの参加と対象世界のシミュレーションからの離脱とを管理し、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させるようにプログラムされている。

本開示のシステムにおいて、センターコントローラは、対象世界のシミュレーションから或るエージェントシミュレータを離脱させた場合、残りのエージェントシミュレータに対してエージェントシミュレータの離脱を通知してもよい。これによれば、残りのエージェントシミュレータは離脱したエージェントシミュレータからのメッセージを待ち続けることなく処理を進めることができる。

本開示のシステムにおいて、センターコントローラは、複数のエージェントシミュレータ間のメッセージの送受信を制御し、メッセージの送信が遅れているエージェントシミュレータを検出した場合、当該エージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させてもよい。これによれば、センターコントローラの判断により、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを離脱させることができる。

本開示のシステムにおいて、複数のエージェントシミュレータのそれぞれは、他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延を判定し、他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延が認められた場合には、センターコントローラに離脱を申し出てもよい。その場合、センターコントローラは、離脱を申し出たエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させてもよい。これによれば、対象世界の時間の流れに処理が追い付かなくなったエージェントシミュレータ自身の判断により、当該エージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させることができる。

本開示のシステムにおいて、マルチエージェントシミュレーションシステムは、実世界の時間の流れに対する対象世界の時間の流れの速度比を可変に構成されてもよい。この場合、センターコントローラは、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させながら速度比を上昇させてもよい。これによれば、対象世界のシミュレーションの精度を維持しながら、シミュレーションの速度を上昇させていくことができる。また、センターコントローラは、特定のエージェントシミュレータが離脱しない限りにおいて速度比を上昇させてもよい。これによれば、対象世界において重要でないエージェント（例えば群衆の中の各人）の対象世界からの消失は許容しつつ、対象世界において重要なエージェント（例えば車両）は消失させることのない範囲で、できる限り高速にシミュレーションを実行することができる。

本開示のシステムにおいて、複数のエージェントシミュレータは、メッセージを送信する時間粒度を調整可能な可変時間粒度エージェントシミュレータを含んでもよい。この場合、可変時間粒度エージェントシミュレータは、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていない場合、所定の許容範囲内で時間粒度を大きくしてもよい。エージェントシミュレータがメッセージを送信する時間粒度を大きくすれば、対象世界でのエージェントの状態の変化はカクカクしたものになりやすいが、対象世界の時間の流れに対して余裕は生じる。これより、対象世界の時間の流れに処理が追い付かず対象世界のシミュレーションから離脱するエージェントシミュレータの数を低減することができる。

本開示のシステムにおいて、センターコントローラは、複数のエージェントシミュレータのうちの所定数のエージェントシミュレータが対象世界のシミュレーションから離脱した場合、対象世界のシミュレーションを中断し、所定時間過去の状態に戻ってから対象世界のシミュレーションを再開してもよい。速度比が最初から不適切だった場合、急激なエージェントの増加によって負荷が急増した場合、或いは、一時的なネットワーク異常によって全体での通信ディレイが急増した場合、たくさんのエージェントシミュレータが離脱し、対象世界のシミュレーションの続行が困難になる。しかし、たくさんのエージェントシミュレータが離脱する前の過去に戻って対象世界のシミュレーションを再開することで、対象世界のシミュレーションを遂行することができるようになる。

本開示は、相互作用する複数のエージェントを用いて対象世界をシミュレーションするマルチエージェントシミュレーション方法を提供する。本開示の方法は、複数のエージェントのエージェント毎に設けられた複数のエージェントシミュレータの間でメッセージの交換を行い、メッセージの交換によってエージェント同士を相互作用させながら各エージェントの状態をシミュレーションすることを含む。また、本開示の方法は、センターコントローラによって複数のエージェントシミュレータの対象世界のシミュレーションへの参加と対象世界のシミュレーションからの離脱とを管理し、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させることを含む。

本開示の方法において、対象世界のシミュレーションから或るエージェントシミュレータを離脱させた場合、センターコントローラから残りのエージェントシミュレータに対してエージェントシミュレータの離脱を通知してもよい。

また、本開示の方法において、複数のエージェントシミュレータ間のメッセージの送受信をセンターコントローラによって制御してもよい。そして、メッセージの送信が遅れているエージェントシミュレータが検出された場合、当該エージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させてもよい。

また、本開示の方法において、複数のエージェントシミュレータのそれぞれに、他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延を判定させてもよい。そして、他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延が認められた場合には、エージェントシミュレータからセンターコントローラに離脱を申し出させてもよい。そして、離脱を申し出たエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させてもよい。

また、本開示の方法において、実世界の時間の流れに対する対象世界の時間の流れの速度比を可変にしてもよい。この場合、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させながら速度比を上昇させてもよい。また、特定のエージェントシミュレータが離脱しない限りにおいて速度比を上昇させてもよい。

また、本開示の方法において、複数のエージェントシミュレータは、メッセージを送信する時間粒度を調整可能な可変時間粒度エージェントシミュレータを含んでもよい。可変時間粒度エージェントシミュレータが対象世界の時間の流れに処理が追い付いていない場合、所定の許容範囲内で時間粒度を大きくしてもよい。

また、本開示の方法において、複数のエージェントシミュレータのうちの所定数のエージェントシミュレータが対象世界のシミュレーションから離脱した場合、対象世界のシミュレーションを中断してもよい。そして、所定時間過去の状態に戻ってから対象世界のシミュレーションを再開してもよい。

本開示のマルチエージェントシミュレーションシステム及び方法では、対象世界のシミュレーションは、メッセージの交換によってエージェント同士を相互作用させることによって行われる。このため、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータが存在している場合、その処理の遅れは他のエージェントシミュレータの処理にも影響し、対象世界のシミュレーションの精度を低下させる。本開示のマルチエージェントシミュレーションシステム及び方法によれば、対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを対象世界のシミュレーションから離脱させることで、対象世界のシミュレーションの精度の低下を抑制し、且つ、シミュレーションの速度を高める余地をつくることができる。

本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムの概要を示す図である。 本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムの概要を示す図である。 本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムの概要を示す図である。 本開示の実施形態に係るエージェントシミュレータにおいて想定されるシミュレーション状況のうちの望ましい状況を示すタイミング図である。 本開示の実施形態に係るエージェントシミュレータにおいて想定されるシミュレーション状況のうちの他の一部のエージェントシミュレータが遅れている状況を示すタイミング図である。 本開示の実施形態に係るエージェントシミュレータにおいて想定されるシミュレーション状況のうちの他のエージェントシミュレータよりやや遅れている状況を示すタイミング図である。 本開示の実施形態に係るエージェントシミュレータにおいて想定されるシミュレーション状況のうちの他のエージェントシミュレータより激しく遅れている状況を示すタイミング図である。 本開示の実施形態に係るエージェントシミュレータによるシミュレーション速度の調整とシミュレーションからの離脱の各判断の流れを示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係るシミュレーションコンダクタによるエージェントシミュレータのシミュレーション速度の調整の流れを示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係るシミュレーションコンダクタの判断によるエージェントシミュレータへのシミュレーションからの離脱の指示の流れを示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係るシミュレーションコンダクタの判断によるシミュレーションの巻き戻し再スタートの流れを示すシーケンス図である。 本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る歩行者エージェント用のエージェントシミュレータの構成と情報の流れを示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る自律移動体エージェント用のエージェントシミュレータの構成と情報の流れを示すブロック図である。 本開示の実施形態に係るＶＲ歩行者エージェント用のエージェントシミュレータの構成と情報の流れを示すブロック図である。 本開示の実施形態に係る路側センサエージェント用のエージェントシミュレータの構成と情報の流れを示すブロック図である。 本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムによるシミュレーション結果の集約と評価のための構成を示すブロック図である。 本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムの物理構成の例を示す図である。

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る思想が限定されるものではない。また、以下に示す実施形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、本開示に係る思想に必ずしも必須のものではない。

１．マルチエージェントシミュレーションシステムの概要
図１乃至図３を用いて、本開示の実施形態に係るマルチエージェントシミュレーションシステムの概要を説明する。以下、マルチエージェントシミュレーションシステムをＭＡＳシステムと省略して表記する。

１－１．ＭＡＳシステムの構成及び機能の概略
図１は、本実施形態のＭＡＳシステム１００の概略構成を示す。ＭＡＳシステム１００は、複数のエージェントを４Ａ，４Ｂ，４Ｃを相互作用させることによって、シミュレーションの対象である世界（シミュレーション対象世界）２をシミュレーションする。本開示のＭＡＳシステムによるシミュレーション対象世界には限定はない。ただし、本実施形態のＭＡＳシステム１００は、人が自律移動する移動体、例えば、ロボットや車両と共存し、自律移動する移動体を用いた様々なサービスの提供を受けることができる世界をシミュレーション対象世界２としている。シミュレーション対象世界２において提供されるサービスとしては、例えば、自律運転車両を用いたオンデマンドバスや定期運行型バスなどのモビリティサービスや、自律移動型のロボットを用いて荷物を配送する物流サービスを挙げることができる。

シミュレーション対象世界２は、多数且つ多種類のエージェントによって構成されている。シミュレーション対象世界２を構成するエージェントには、移動物体を表すエージェントと、定置物体を表すエージェントとが含まれる。エージェントとして表される移動物体としては、歩行者、ロボット、低速モビリティ、車両、実在の人がＶＲシステムを用いて参加する歩行者、エレベータ等が例示される。エージェントとして表される定置物体としては、カメラを含むセンサや自動ドア等が例示される。

ただし、図１においては、説明を分かりやすくするため、シミュレーション対象世界２には３つのエージェント４Ａ，４Ｂ，４Ｃのみが表されている。このうちエージェント４Ａ，４Ｂはロボットを表し、エージェント４Ｃは歩行者を表している。つまり、図１に示すシミュレーション対象世界２には、ロボットと歩行者の２種類のエージェントが表されている。なお、エージェント４Ａとエージェント４Ｂとは、ロボットという同じカテゴリーに属するが、大きさや形状、走行速度や動作などにおいて違いがある。よって、エージェント４Ａとエージェント４Ｂとは、歩行者であるエージェント４Ｃがそれらから取得できる視覚情報において違いがある。以下、本明細書内では、エージェント４Ａを単にエージェントＡと表記する。同様に、エージェント４Ｂを単にエージェントＢと表記し、エージェント４Ｃを単にエージェントＣと表記する。また、以下では、仮想の世界であるシミュレーション対象世界２を実世界と区別して仮想世界２と呼ぶ。

ＭＡＳシステム１００は、複数のエージェントシミュレータ２００を備える。エージェントシミュレータ２００は、エージェントＡ，Ｂ，Ｃ毎に設けられている。以下、各エージェントシミュレータ２００を区別する場合、エージェントＡの状態をシミュレーションするエージェントシミュレータ２００をエージェントシミュレータＡと表記する。同様に、エージェントＢ，Ｃの状態をシミュレーションするエージェントシミュレータ２００をエージェントシミュレータＢ，Ｃと表記する。各エージェントシミュレータ２００は対象とするエージェントの種類に応じた構成の違いを有している。例えば、ロボットエージェントＢ，ＣのエージェントシミュレータＢ，Ｃは互いに類似した構成を有しているが、歩行者エージェントＡのエージェントシミュレータＡは、エージェントシミュレータＢ，Ｃとは異なる構成を有している。エージェントの種類別のエージェントシミュレータ２００の構成については追って詳述する。

エージェントシミュレータ２００は、メッセージの交換によってエージェントＡ，Ｂ，Ｃ同士を相互作用させながら各エージェントＡ，Ｂ，Ｃの状態をシミュレーションする。エージェントシミュレータ２００間で交換されるメッセージは、エージェントの仮想世界２内での位置・移動に関する情報（移動情報）を含む。移動情報は、エージェントの位置・移動に関する現状および将来計画に関する情報を含む。現状に関する情報とは、例えば、現在時刻における位置、方向、速度、加速度である。将来計画に関する情報とは、例えば、将来時刻における位置と、方向と、速度と、加速度のリストである。以下、エージェントシミュレータ２００間で交換されるエージェントの位置・移動に関するメッセージを移動メッセージと称する。

エージェントシミュレータ２００は、シミュレーションの対象である対象エージェント（自エージェント）の状態を周囲エージェントの状態に基づいて演算する。周囲エージェントは、自エージェントの周囲に存在し、自エージェントと相互作用する相互作用エージェントである。そして、周囲エージェントの状態を表す情報が移動メッセージである。各エージェントシミュレータ２００は、他のエージェントシミュレータ２００と移動メッセージを交換しあうことで、周囲エージェントの状態を把握することができる。

図１に示す例では、エージェントシミュレータＡは、エージェントシミュレータＢ，Ｃから受け取った移動メッセージからエージェントＢ，Ｃの状態を把握し、エージェントＢ，Ｃの状態に基づいてエージェントＡの状態を更新する。そして、エージェントシミュレータＡは、更新されたエージェントＡの状態を表す移動メッセージをエージェントシミュレータＢ，Ｃに送信する。同様な処理はエージェントシミュレータＢ，Ｃにおいても行われる。これによりエージェントＡ，Ｂ，Ｃ同士を相互作用させながら各エージェントＡ，Ｂ，Ｃの状態がシミュレーションされる。

エージェントシミュレータ２００によるエージェントの状態の更新には、一定の時間間隔で更新する方法と、何らかのイベントが検知された場合に更新する方法とがある。ただし、後者の方法でも、あまりに長時間状態が更新されないと周囲エージェントへの影響が大きいことから、一定時間間隔ごとに状態を更新するよう強制的にイベントを発生させることが行われる。エージェントシミュレータ２００によるエージェントの状態の更新の時間間隔は、時間粒度と呼ばれる。

図１に示す例では、仮想世界２における各エージェントＡ，Ｂ，Ｃの時間粒度は２０ｍｓｅｃとされている。ただし、エージェントの種類に応じて時間粒度を変更することは可能である。例えば、歩行者エージェントＣはロボットエージェントＡ，Ｂに比較して動きが遅いので、歩行者エージェントＣの時間粒度をロボットエージェントＡ，Ｂの時間粒度よりも大きくしてもよい。各エージェントシミュレータＡ，Ｂ，Ｃは、担当するエージェントＡ，Ｂ，Ｃの時間粒度に応じた制御周期でシミュレーションを実行する。

ＭＡＳシステム１００では、エージェントシミュレータ２００間の移動メッセージの交換によってシミュレーションが実行される。ただし、シミュレーションのための移動メッセージの交換は、エージェントシミュレータ２００間で直接は行われない。ＭＡＳシステム１００は、エージェントシミュレータ２００と通信するセンターコントローラ３００を備える。センターコントローラ３００は、受け取った移動メッセージを配布する移動メッセージディスパッチャ３１０を備える。移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０により中継されてエージェントシミュレータ２００間で交換される。

図１に示す例では、エージェントシミュレータＡから出力された移動メッセージは移動メッセージディスパッチャ３１０が受信する。そして、移動メッセージディスパッチャ３１０は、エージェントシミュレータＢ，Ｃに対してエージェントシミュレータＡの移動メッセージを送信する。同様に、エージェントシミュレータＢの移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０によってエージェントシミュレータＡ，Ｃに送信され、エージェントシミュレータＣの移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０によってエージェントシミュレータＡ，Ｂに送信される。

エージェントシミュレータ２００間の移動メッセージの交換速度は、エージェント毎に設定されている時間粒度が現実世界の時間間隔と一致するように初期設定されている。つまり、移動メッセージの交換速度の初期設定では、現実世界の時間の流れと仮想世界２の時間の流れとは一致している。このような初期状態から移動メッセージの交換速度を増大させた場合、現実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの速度比は上昇する。移動メッセージの交換速度は、各エージェントシミュレータ２００から送信される移動メッセージの送信間隔で決まる。例えば、移動メッセージの送信間隔を半分にすれば、移動メッセージの交換速度は２倍になる。移動メッセージの交換速度が２倍になればエージェントの動作速度も２倍になり、シミュレーションは２倍の速さで進行する。つまり、移動メッセージの交換速度はシミュレーション速度を意味する。

ここで、もし、各々のエージェントシミュレータ２００が移動メッセージを送信する送信間隔を独立して変化させた場合、自エージェントと周囲エージェントとの間で動作速度にずれが生じる虞がある。また、自エージェントの状態の更新時に周囲エージェントの状態に関する情報が得られないことや、周囲エージェントの状態の更新時に自エージェントの状態に関する情報を送れないことが起こり、シミュレーションが破綻してしまう虞もある。ゆえに、エージェントシミュレータ２００が移動メッセージを送信する送信間隔は、全エージェントシミュレータ２００に対して一括して制御する必要がある。

エージェントシミュレータ２００が移動メッセージを送信する送信間隔は、センターコントローラ３００によって制御される。詳しくは、センターコントローラ３００は、各エージェントシミュレータ２００によるシミュレーションを制御するシミュレーションコンダクタ３２０を備える。

シミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２００との間でのシミュレーション制御メッセージの交換によってエージェントシミュレータ２００によるシミュレーションを制御する。シミュレーションコンダクタ３２０は、ＭＡＳシステム１００を構成する全てのエージェントシミュレータ２００との間で通信を行い、シミュレーション制御メッセージを交換する。シミュレーション制御メッセージの交換により、例えば、シミュレーション速度、シミュレーションの停止、シミュレーションの休止、シミュレーションの再開、及びシミュレーションの時間粒度が制御される。シミュレーション速度は、全エージェントシミュレータ２００に対して一括して制御される。これに対し、シミュレーションの停止、シミュレーションの休止、シミュレーションの再開、及びシミュレーションの時間粒度は、エージェントシミュレータ２００毎に制御される。

１－２．ＭＡＳシステムにおけるシミュレーション速度の制御の概要
図２及び図３は、ＭＡＳシステム１００において行われるシミュレーション速度の制御の概要を示す。ＭＡＳシステム１００では、各エージェントシミュレータ２００は、シミュレーションするエージェントの時間粒度に応じた時間間隔で移動メッセージを送信する。各エージェントＡ，Ｂ，Ｃの時間粒度が図１に示す通りであるとすると、各エージェントシミュレータ２００は２０ｍｓｅｃの時間間隔で移動メッセージを送信する。

シミュレーション速度を上昇させる場合、センターコントローラ３００（詳しくは、シミュレーションコンダクタ３２０）は、各エージェントシミュレータ２００に対して移動メッセージの送信間隔を短くさせることで、現実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの速度比を上昇させる。この速度比を上昇させるほど、シミュレーション速度が上昇してより短い時間でシミュレーションを終わらせることが可能となる。

しかし、エージェントシミュレータ２００が動作しているComputing/Networking環境によっては、仮想世界２の時間の流れについていけないエージェントシミュレータ２００が現れる可能性が有る。図３に示す例では、エージェントシミュレータＡ，Ｃから送信される移動メッセージの送信間隔は短くなっているが、エージェントシミュレータＢから送信される移動メッセージの送信間隔は短くなっていない。つまり、エージェントシミュレータＢに遅れが発生している。

エージェントシミュレータ２００は、自エージェントの状態の更新に周囲エージェントの状態に関する情報を使用する。図３に示す例では、エージェントシミュレータＡは、シミュレータＢ，Ｃのそれぞれから送信される移動メッセージを使用し、自エージェントの状態を更新する。また、エージェントシミュレータＣは、シミュレータＡ，Ｂのそれぞれから送信される移動メッセージを使用し、自エージェントの状態を更新する。このため、エージェントシミュレータＢの遅れは、エージェントシミュレータＢだけの問題ではなく、エージェントシミュレータＢと移動メッセージを交換しているエージェントシミュレータＡ，Ｃにも悪影響を及ぼすことになる。つまり、仮想世界２の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータＢの存在は、ＭＡＳシステム１００によるシミュレーションの精度を低下させてしまう。

そこで、センターコントローラ３００（詳しくは、シミュレーションコンダクタ３２０）は、遅れが生じているエージェントシミュレータＢをシミュレーションから離脱させる。エージェントシミュレータＢをシミュレーションから離脱させることで、仮想世界２からエージェントＢは消失する。その結果、例えば、エージェントＡが相互作用するエージェントはエージェントＣのみとなるので、エージェントシミュレータＢの影響を受けることなくエージェントシミュレータＡはシミュレーションを続行することが可能となる。これにより、エージェントシミュレータＢが律速となることは防がれ、エージェントシミュレータＡ，Ｃのシミュレーション速度をさらに高める余地をつくることができる。

上記のように、ＭＡＳシステム１００では、エージェントシミュレータ２００間の移動メッセージの送信間隔を短くすることでシミュレーション速度を上昇させていき、遅れが生じたエージェントシミュレータ２００をシミュレーションから離脱させることが行われる。ただし、シミュレーションから離脱させることの可否は、エージェントの種類に依存する。例えば、エージェントシミュレータ２００の離脱によって群衆の中の一人の歩行者エージェントが突然に仮想世界２から消失したとしても、シミュレーションに与える影響は無視できるほど小さい。一方、乗客を乗せている車両エージェントが乗客を残したまま突然に仮想世界２から消失した場合、その時点でシミュレーションとしては成立しなくなってしまう。つまり、その存在の有無が他に大きな影響を与えるエージェントはシミュレーションから離脱させることはできない。ゆえに、ＭＡＳシステム１００には、シミュレーション速度の加速によるシミュレーション時間の短縮とともに、シミュレーション速度を適切な速度範囲に維持することが求められている。

ＭＡＳシステム１００では、シミュレーション速度の適否を判定するための指標として、“剰余時間率”が用いられる。剰余時間率は、エージェントの状態を更新する更新時間間隔に対する剰余時間の比率として定義される。剰余時間は、更新時間間隔から更新処理のための処理時間を差し引いた時間である。ＭＡＳシステム１００では、エージェントシミュレータ２００毎に剰余時間率の計算が行われる。シミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２００毎に剰余時間率に基づいて、現実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの速度比を総合的に制御する。

１－３．ＭＡＳシステムにおけるシミュレーション速度の制御の詳細
次に、ＭＡＳシステム１００において行われるシミュレーション速度の制御の詳細について図４乃至図１０を用いて説明する。まず、エージェントシミュレータ２００のシミュレーション状況として想定される４つの例から説明する。

１－３－１．エージェントシミュレータのシミュレーション状況の例
ケース１．望ましい状況
ケース１は、エージェントシミュレータ２００にとっての望ましいシミュレーション状況である。以下、複数のエージェントシミュレータ２００のうちの１つのエージェントシミュレータに着目し、これを着目エージェントシミュレータと呼ぶ。図４は、着目エージェントシミュレータにとっての望ましい状況での自エージョントの状態の更新に係る各種のタイミングを示すタイミング図である。時間軸上において符号で示す各タイミングは以下のように定義される。
Ｔａ（Ｎ）：今回タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算の開始時刻
Ｔａ（Ｎ＋１）：次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算の開始時刻
Ｔｃ（Ｎ）：今回タイムステップにおける移動メッセージの作成完了
Ｔｄ（Ｎ）：今回タイムステップにおける移動メッセージの送信完了時刻
Ｔｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ）：次タイムステップでの自エージェントの状態更新の計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージのうち最初に受信した移動メッセージの受信時刻
Ｔｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）：次タイムステップでの自エージェントの状態更新の計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージのうち最後に受信した移動メッセージの受信時刻

ケース１では、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の前にタイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）が位置している。つまり、次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算が開始される前に、その計算に必要な全ての周囲エージェントの移動メッセージが受信されている。このことは、着目エージェントシミュレータと関係する他のエージェントシミュレータに遅れが発生していないことを意味する。

また、ケース１では、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の前にタイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）は位置していない。つまり、次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算が開始される前に、その計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージが受信され始めていない。このことは、着目エージェントシミュレータの他のエージェントシミュレータに対する遅れも発生していないことを意味する。

ここで、前述の剰余時間率について説明する。剰余時間率は、剰余時間と更新時間間隔とを用いて以下の式によって計算される。
剰余時間率＝剰余時間／更新時間間隔
剰余時間＝Ｔａ（Ｎ＋１）－Ｔｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）
更新時間間隔＝Ｔａ（Ｎ＋１）－Ｔａ（Ｎ）

剰余時間率はエージェントシミュレータ２００毎に計算される。剰余時間率は、着目エージェントシミュレータと関係する他のエージェントシミュレータのうちで最も遅いエージェントシミュレータの自エージェントシミュレータの更新速度に対する余裕度を示す指標値である。剰余時間率が正の値の場合、剰余時間率が大きいほど、他のエージェントシミュレータの着目エージェントシミュレータの更新速度に対する余裕度は大きい。剰余時間率が負の値の場合には、少なくとも１つの他のエージェントシミュレータが着目エージェントシミュレータに対して遅れている。

全てのエージェントシミュレータ２００において剰余時間率が正の値の場合、どのエージェントシミュレータ２００にも遅れが発生していない。剰余時間率が十分な大きさであれば、シミュレーション速度をさらに高める余地がある。しかし、剰余時間率が小さい場合、シミュレーション速度をさらに高めることで、いずれかのエージェントシミュレータ２００に遅れが発生してしまう虞がある。また、剰余時間率があまりにゼロに近い場合、Computing/Networking環境の悪化によって剰余時間率が負の値に振れてしまう場合もあり得る。ゆえに、シミュレーションの精度を維持しつつ、できる限り高速にシミュレーションを実行するためには、各エージェントシミュレータ２００で計算される剰余時間率は、どれもが一定の範囲に維持されていることが望ましい。

ケース２．他の一部のエージェントシミュレータが遅れている状況
ケース２は、着目エージェントシミュレータと関係する他のエージェントシミュレータのうちの一部のエージェントシミュレータが遅れている状況である。図５は、その状況での自エージョントの状態の更新に係る各種のタイミングを示すタイミング図である。

ケース２では、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の前にタイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ）が位置している。つまり、次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算が開始される前に、その計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージのうち少なくとも１つが受信されている。

しかし、ケース２では、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の前にタイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）は位置していない。つまり、次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算が開始される前に、その計算に必要な全ての周囲エージェントの移動メッセージが受信されている訳ではない。少なくとも１つの移動メッセージは次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算が開始された後に受信されている。このことは、着目エージェントシミュレータと関係する他のエージェントシミュレータの一部に遅れが発生していることを意味する。

ケース２の場合、タイミングＴａ（Ｎ＋１）よりもタイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）の方が遅いことから、剰余時間率の値は負の値になる。着目エージェントシミュレータを含むいずれかのエージェントシミュレータにおいて剰余時間率の値が負になることで、全体に対して遅れているエージェントシミュレータの存在が確認できる。

ケース３．他のエージェントシミュレータよりやや遅れている状況
ケース３は、着目エージェントシミュレータが自身と関係する他のエージェントシミュレータよりもやや遅れている状況である。図６は、その状況での自エージョントの状態の更新に係る各種のタイミングを示すタイミング図である。

ケース３では、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の前にタイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）が位置している。つまり、次タイムステップでの自エージェントの状態更新のための計算が開始される前に、次々タイムステップでの自エージェントの状態更新の計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージが受信されている。このことにより、他エージェントシミュレータは着目エージェントシミュレータより早く動作していることが観測される。

しかし、ケース３では、タイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）の前にタイミングＴｄ（Ｎ）が位置している。つまり、次々タイムステップでの自エージェントの状態更新の計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージが受信される前に、今回タイムステップで更新された自エージェントの状態に関する移動メッセージの送信が完了されている。このことは、着目エージェントシミュレータは他エージェントシミュレータより遅れているものの、大幅に遅れている訳ではないことを意味している。この程度の遅れであれば、許容範囲としてもよい。

ケース４．他のエージェントシミュレータより激しく遅れている状況
ケース４は、着目エージェントシミュレータが自身と関係する他のエージェントシミュレータよりも激しく遅れている状況である。図７は、その状況での自エージョントの状態の更新に係る各種のタイミングを示すタイミング図である。

ケース４では、タイミングＴｄ（Ｎ）の前にタイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）が位置している。つまり、今回タイムステップで更新された自エージェントの状態に関する移動メッセージの送信が完了する前に、次々タイムステップでの自エージェントの状態更新の計算に必要な周囲エージェントの移動メッセージが受信されている。他エージェントシミュレータは、本来、着目エージェントシミュレータがタイミングＴｄ（Ｎ）で送信する自エージェントの状態を用いて、次タイムステップでの周囲エージェントの状態更新を行っている。ゆえに、ケース４では着目エージェントシミュレータは他エージェントシミュレータに対して確実に周回遅れになっている。

ここで、以下の式によって遅れ時間を定義する。遅れ時間は、着目エージェントシミュレータの他エージェントシミュレータに対する遅れの程度を示す指標値として用いることができる。
遅れ時間＝Ｔｄ（Ｎ）－Ｔｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）

ケース３では、タイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）よりもタイミングＴｄ（Ｎ）の方が早いことから、遅れ時間は負の値になる。一方、ケース４では、タイミングＴｅ＿ｆｉｒｓｔ（Ｎ＋１）よりもタイミングＴｄ（Ｎ）の方が遅いことから、遅れ時間は正の値になる。遅れ時間が正の値であり、且つ、所定の閾値を超える場合、着目エージェントシミュレータは他エージェントシミュレータに対して許容できない程度に遅れていると判断することができる。

１－３－２．シミュレーション速度制御のためのエージェントシミュレータにおける処理
ＭＡＳシステム１００は、上述の４つのケースのうちケース１に示す望ましい状況を目指してシミュレーション速度を制御する。ＭＡＳシステム１００によるシミュレーション速度の制御は、エージェントシミュレータ２００とシミュレーションコンダクタ３２０との協調によって行われる。

まず、シミュレーション速度制御のためのエージェントシミュレータ２００における処理から説明する。図８は、シミュレーション速度制御のためにエージェントシミュレータ２００で実行されるルーチンを示すフローチャートである。詳しくは、エージェントシミュレータ２００によるシミュレーション速度の調整とシミュレーションからの離脱の各判断の流れがフローチャートによって示されている。エージェントシミュレータ２００は、一定の周期でフローチャートに示すルーチンを繰り返し実行する。

ステップＳ１００では、タイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）が今回タイムステップ以降において検出できたか否か判定される。図４乃至図６と図７との比較から分かるように、タイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）が今回タイムステップ以降において検出できたかどうかは、当該エージェントシミュレータ２００が他エージェントシミュレータに対して許容できない程度に遅れているかどうかの判断基準となる。

今回タイムステップ以降においてタイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）を検出できた場合、つまり、当該エージェントシミュレータ２００が他エージェントシミュレータに対して許容できない程度に遅れていない場合、フローはステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、前述の剰余時間が正の値かどうかが判定される。剰余時間が正であることは、当該エージェントシミュレータ２００は遅れてはいないし他エージェントシミュレータも遅れていないことを意味する。

剰余時間が正の値である場合、ステップＳ１０４の処理が行われる。ステップＳ１０４では、前述の剰余時間率が計算される。なお、フローチャート内では、剰余時間率はＲＴＲと表記される場合がある。続いてステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で計算された剰余時間率がシミュレーション制御メッセージ「状態正常」ととともにシミュレーションコンダクタ３２０に送信される。フローチャートにおけるメッセージとは、シミュレーション制御メッセージを意味する。シミュレーション制御メッセージ「状態正常」は、当該エージェントシミュレータ２００と他エージェントシミュレータのどちらも遅延状態でないことをシミュレーションコンダクタ３２０に報告するためのシミュレーション制御メッセージである。なお、フローチャートでは、シミュレーションコンダクはＳＣと表記されている。

ステップＳ１００の判定結果が否定の場合、すなわち、今回タイムステップ以降においてタイミングＴｅ＿ｌａｓｔ（Ｎ）を検出できなった場合、フローはステップＳ１０８に進む。また、ステップＳ１０２の判定結果が否定の場合、すなわち、剰余時間が正の値でない場合も、フローはステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、前述の遅れ時間が遅れ時間閾値ＴｈＤ以上か否か判定される。遅れ時間閾値ＴｈＤは、当該エージェントシミュレータ２００の遅れが致命的かどうかの判断基準である。例えば、当該エージェントシミュレータ２００のタイムステップ、すなわち、時間粒度の２分の１を遅れ時間閾値ＴｈＤとしてもよい。

遅れ時間が遅れ時間閾値ＴｈＤ以上である場合、ステップＳ１１０において、致命的遅延状態カウンタＣｏｕｎｔＦＤの値が１増やされる。致命的遅延状態カウンタは、当該エージェントシミュレータ２００の致命的な遅延状態の継続時間を計るためのカウンタである。致命的遅延状態カウンタの初期値はゼロであり、後述するステップＳ１２０の処理が実行されたときにリセットされる。遅れ時間が遅れ時間閾値ＴｈＤより小さければ、ステップＳ１１０はスキップされる。

次に、ステップＳ１１２では、当該エージェントシミュレータ２００がシミュレーションの時間間隔、すなわち、時間粒度を調整可能なエージェントシミュレータか否か判定される。基本的には、エージェントシミュレータ２００は時間粒度を調整可能である。ただし、エージェントの種類によって時間粒度の調整幅が限られている。例えば、エージェントがロボットである場合、ロボットには精密な動作が求められるため、時間粒度が１００ｍｓｅｃオーダーを超えるとシミュレーションを成立させることが困難になる。エージェントが歩行者であれば１ｓｅｃオーダーの時間粒度でも十分であるが、そうであったとしても時間粒度を過度に大きくすることはできない。ゆえに、ステップＳ１１２では、エージェントの種類と現在の時間粒度とに基づいて時間粒度を調整可能かどうかが判定される。

当該エージェントシミュレータ２００が時間粒度を調整可能なエージェントシミュレータである場合、ステップＳ１１４において、時間粒度が拡大される。例えば、現在の時間粒度に所定の拡大係数を掛けて得られる値が新たな時間粒度として設定される。拡大係数は固定値（例えば、２）でも良いし、拡大回数毎に小さくなる変数でもよい。また、拡大係数はエージェントの種類毎に異なる値であってもよい。続いてステップＳ１１６では、ステップＳ１１４で拡大された時間粒度がシミュレーション制御メッセージ「時間粒度拡大」ととともにシミュレーションコンダクタ３２０に送信される。シミュレーション制御メッセージ「時間粒度拡大」は、時間粒度を拡大したことをシミュレーションコンダクタ３２０に報告するためのシミュレーション制御メッセージである。当該エージェントシミュレータ２００が時間粒度を調整可能でなければ、ステップＳ１１４及びステップＳ１１６はスキップされる。

次に、ステップＳ１１８では、致命的遅延状態カウンタＣｏｕｎｔＦＤの値が回数閾値ＴｈＮｆｄ以上か否か判定される。回数閾値ＴｈＮｆｄは、当該エージェントシミュレータ２００の致命的な遅延状態が定常的なものであることを判定するための閾値である。回数閾値ＴｈＮｆｄは、当該エージェントシミュレータ２００が時間粒度を調整可能かどうかによって異なる値に設定してもよい。例えば、時間粒度を調整可能なエージェントシミュレータに対して設定される回数閾値ＴｈＮｆｄは、時間粒度を調整不可能なエージェントシミュレータに対して設定される回数閾値ＴｈＮｆｄよりも大きい値にしてもよい。具体例として、前者を５回に設定し、後者を３回に設定してもよい。

致命的遅延状態カウンタが回数閾値ＴｈＮｆｄ以上である場合、ステップＳ１２０において、シミュレーション制御メッセージ「離脱」がシミュレーションコンダクタ３２０に送信される。シミュレーション制御メッセージ「離脱」は、当該エージェントシミュレータ２００がシミュレーションから離脱することをシミュレーションコンダクタ３２０に報告するためのシミュレーション制御メッセージである。シミュレーション制御メッセージ「離脱」を送信したエージェントシミュレータは、自らシミュレーションから離脱する。致命的遅延状態カウンタが回数閾値ＴｈＮｆｄより小さければ、ステップＳ１２０はスキップされる。

ステップＳ１２２では、シミュレーション制御メッセージ「遅延検知」がシミュレーションコンダクタ３２０に送信される。シミュレーション制御メッセージ「遅延検知」は、当該エージェントシミュレータ２００と他エージェントシミュレータのどちらかが遅延状態であることをシミュレーションコンダクタ３２０に報告するためのシミュレーション制御メッセージである。ステップＳ１１４において時間粒度の調整が行われた場合でも、シミュレーション制御メッセージ「遅延検知」の送信は必ず一回は行われる。つまり、当該エージェントシミュレータ２００がシミュレーションから離脱するまでは、シミュレーション制御メッセージ「状態正常」とシミュレーション制御メッセージ「遅延検知」のどちらかは必ずシミュレーションコンダクタ３２０に送信される。

１－３－３．シミュレーション速度制御のためのシミュレーションコンダクタにおける処理
次に、シミュレーション速度制御のためのシミュレーションコンダクタ３２０における処理について説明する。図９は、シミュレーション速度制御のためにシミュレーションコンダクタ３２０で実行されるルーチンを示すフローチャートである。詳しくは、シミュレーションコンダクタ３２０によるエージェントシミュレータ２００のシミュレーション速度の調整の流れがフローチャートによって示されている。シミュレーションコンダクタ３２０は、一定の周期でフローチャートに示すルーチンを繰り返し実行する。

まず、ステップＳ２０２では、シミュレーションコンダクタ３２０は、全てのエージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージを受信する。なお、フローチャートでは、エージェントシミュレータはＡＳと表記されている。また、フローチャートにおけるメッセージはシミュレーション制御メッセージを意味する。

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で取得された全てのシミュレーション制御メッセージの内容が「状態正常」であるか判定される。全てのエージェントシミュレータ２００から取得された全てのシミュレーション制御メッセージが「状態正常」であれば、遅延が生じているエージェントシミュレータ２００は存在しない。また、その場合、全てのエージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージとともに剰余時間率が取得される。

ステップＳ２０４の判定結果が肯定である場合、ステップＳ２０６において、剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが計算される。剰余時間率の最小値は、全てのエージェントシミュレータ２００から取得された全ての剰余時間率の中で最も小さい値である。

次に、ステップＳ２０８では、剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが剰余時間率の許容最大値ＲＴＲＡ＿ｍａｘ（第１閾値）よりも大きいか否か判定される。剰余時間率には、望ましいシミュレーション速度と対応する許与範囲が設定されている。許与範囲の最大値よりも剰余時間率が大きければ、エージェントシミュレータ２００の計算に遊び時間が発生していることを意味する。つまり、シミュレーション速度を加速する余地があることを意味する。

剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが許容最大値ＲＴＲＡ＿ｍａｘよりも大きい場合、ステップＳ２１０において、加速可能状態カウンタＣｏｕｎｔＡＰの値が１増やされる。加速可能状態カウンタの初期値はゼロであり、後述するステップＳ２１４の処理が実行されたとき、及びステップＳ２０８の判定結果が否定になったときにリセットされる。

次に、ステップＳ２１２では、加速可能状態カウンタＣｏｕｎｔＡＰの値が加速判定閾値ＴｈＮａｐよりも大きいか否か判定される。加速判定閾値ＴｈＮａｐは、加速可能な状態が一定期間続いていることを判定するための閾値である。加速判定閾値ＴｈＮａｐは、固定値（例えば、３）に設定してもよい。

加速可能状態カウンタが加速判定閾値ＴｈＮａｐより大きい場合、ステップＳ２１４において、シミュレーション制御メッセージ「加速」と新速度比とが全エージェントシミュレータ２００に送信される。ここで送信される新速度比とは、現実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの加速後の速度比を意味する。シミュレーション制御メッセージ「加速」は、各エージェントシミュレータ２００に対する加速の指示であり、同時に送信される新速度比はその指示値である。なお、ステップＳ２０６で計算される剰余時間率の最小値が大きいほど、新速度比をより大きく上昇させてもよい。これによれば、剰余時間率に余裕があるほどより大きくシミュレーション速度を加速させることができる。

一方、加速可能状態カウンタが加速判定閾値ＴｈＮａｐ以下の場合、ステップＳ２１８において、シミュレーション制御メッセージ「加減速無し」が全エージェントシミュレータ２００に送信される。シミュレーション制御メッセージ「加減速無し」は、各エージェントシミュレータ２００に対する現状速度比を維持することの指示である。

ステップＳ２０８の判定の結果、剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが許容最大値ＲＴＲＡ＿ｍａｘ以下の場合、ステップＳ２１６において、剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが剰余時間率の許容最小値ＲＴＲＡ＿ｍｉｎ（第２閾値）よりも小さいか否か判定される。剰余時間率の許与範囲の最小値よりも剰余時間率が小さければ、エージェントシミュレータ２００の計算時間に余裕がないことを意味する。つまり、遅延が発生しないようにシミュレーション速度を減速すべきであることを意味する。

剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが許容最大値ＲＴＲＡ＿ｍａｘより小さい場合、ステップＳ２２８において、シミュレーション制御メッセージ「減速」と新速度比とが全エージェントシミュレータ２００に送信される。ここで送信される新速度比とは、現実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの減速後の速度比を意味する。シミュレーション制御メッセージ「減速」は、各エージェントシミュレータ２００に対する減速の指示であり、同時に送信される新速度比はその指示値である。なお、ステップＳ２０６で計算される剰余時間率の最小値がよりゼロに近いほど、新速度比をより大きく低下させてもよい。これによれば、剰余時間率に余裕がないほどより大きくシミュレーション速度を減速させることができる。

一方、剰余時間率の最小値ＲＴＲ＿ｍｉｎが許容最大値ＲＴＲＡ＿ｍａｘ以上の場合、ステップＳ２１８において、シミュレーション制御メッセージ「加減速無し」が各エージェントシミュレータ２００に送信される。

また、ステップＳ２０４の判定結果が否定である場合、すなわち、少なくとも１つのシミュレーション制御メッセージの内容が「状態正常」ではない場合、ステップＳ２２０の判定が行われる。ステップＳ２２０では、いずれかのエージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージ「時間粒度拡大」を受信したか否か判定される。

ステップＳ２２０の判定結果が肯定である場合、ステップＳ２２２において、シミュレーション制御メッセージ「エージェントシミュレータパラメータ変更」と付随情報とが全エージェントシミュレータ２００に送信される。ここで送信される付随情報には、時間粒度が拡大されたエージェントシミュレータの個数と、時間粒度が拡大された各エージェントシミュレータのＩＤ及び新しい時間粒度とが含まれる。つまり、ステップＳ２２２では、各エージェントシミュレータ２００に対して時間粒度の調整に関する情報を周知する目的でシミュレーション制御メッセージが送信される。ステップＳ２２０の判定結果が否定である場合、ステップＳ２２２はスキップされる。

次に、ステップＳ２２４では、いずれかのエージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージ「離脱」を受信したか否か判定される。つまり、エージェントシミュレータ２００自身の判断による離脱がシミュレーション制御メッセージ「離脱」によって検知される。

ステップＳ２２４の判定結果が肯定である場合、ステップＳ２２６において、シミュレーション制御メッセージ「エージェントシミュレータ離脱」と付随情報とが各エージェントシミュレータ２００に送信される。ここで送信される付随情報には、シミュレーションから離脱したエージェントシミュレータの個数と、離脱した各エージェントシミュレータのＩＤとが含まれる。つまり、ステップＳ２２６では、エージェントシミュレータ２００の離脱に関する情報を周知する目的でシミュレーション制御メッセージが送信される。ステップＳ２２４の判定結果が否定である場合、ステップＳ２２６はスキップされる。そして、ステップＳ２２８の処理が実行される。

上述のルーチンでは、エージェントシミュレータ２００自身によるシミュレーションからの離脱の判断が行われている。これと並行して、シミュレーションコンダクタ３２０によっても、エージェントシミュレータ２００をシミュレーションから離脱させる判断が行われている。図１０は、エージェントシミュレータ２００に対する離脱指示のためにシミュレーションコンダクタ３２０で実行されるルーチンを示すフローチャートである。詳しくは、ミュレーションコンダクタ３２０の判断によるエージェントシミュレータ２００へのシミュレーションからの離脱の指示の流れがフローチャートによって示されている。シミュレーションコンダクタ３２０は、一定の周期でフローチャートに示すルーチンを繰り返し実行する。

まず、ステップＳ３０２では、移動メッセージディスパッチャ３１０からアラーム情報を受信したか否か判定される。なお、フローチャートでは、移動メッセージディスパッチャはＭＭＤと表記されている。各エージェントシミュレータ２００から移動メッセージディスパッチャ３１０へは、エージェントの時間粒度に対応する時間間隔で移動メッセージが送信されている。移動メッセージの受信に一定以上の遅れが検知された場合、移動メッセージディスパッチャ３１０は、当該エージェントシミュレータ２００に関するアラーム情報をシミュレーションコンダクタ３２０に送信する。

さらに、ステップＳ３０２では、全エージェントシミュレータ２００について、エージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージを受信したか否か判定される。フローチャートにおけるメッセージはシミュレーション制御メッセージを意味する。移動メッセージディスパッチャ３１０からのアラーム情報が受信されておらず、且つ、エージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージを受信しているのであれば、以降の処理はスキップされる。

移動メッセージディスパッチャ３１０からアラーム情報を受信した場合、或いは、エージェントシミュレータ２００からシミュレーション制御メッセージを受信しなかった場合、フローはステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２の肯定的判定に該当するエージェントシミュレータ２００について、エージェントシミュレータ２００毎に設けられた離脱判断カウンタＣｏｕｎｔＤＣの値が１減らされる。離脱判断カウンタの初期値は許容最大回数（例えば、３）に設定されている。

ステップＳ３０６では、離脱判断カウンタ毎にその値がゼロ以下になったか否か判定される。離脱判断カウンタの値がゼロ以下になるまで、次のステップＳ３０８の処理はスキップされる。離脱判断カウンタの値がゼロ以下になった場合、ステップＳ３０８において、離脱判断カウンタの値がゼロ以下になったエージェントシミュレータ２００に対し離脱指示待ち状態がセットされる。

続くステップＳ３１０において、離脱指示待ち状態となったエージェント２００についてのリストが作成される。そして、ステップＳ３１２において、シミュレーション制御メッセージ「エージェントシミュレータ離脱」と付随情報とが全エージェントシミュレータ２００に送信される。ここで送信される付随情報には、シミュレーションから離脱させるエージェントシミュレータの個数と、離脱させる各エージェントシミュレータのＩＤとが含まれる。リストに含まれているエージェントシミュレータは、シミュレーション制御メッセージ「エージェントシミュレータ離脱」を受けてシミュレーションから離脱する。

１－３－４．中断後のシミュレーションの再開のための処理
上述のように、ＭＡＳシステム１００では、エージェントシミュレータ２００の自身の判断により、或いは、シミュレーションコンダクタ３２０の判断により、遅延状態になったエージェントシミュレータ２００はシミュレーションから離脱する。これにより、シミュレーション速度を上昇させる上で、遅延状態になったエージェントシミュレータ２００が律速となることは防止される。しかし、シミュレーションから離脱するエージェントシミュレータ２００が多くなってくると、次第にシミュレーションが成立し難くなってくる。

そこで、シミュレーションコンダクタ３２０は、シミュレーションから離脱したエージェントシミュレータ２００の個数が所定の個数閾値を越えたか否か判定する。そして、離脱個数が個数閾値を越えた状態が所定の回数閾値上連続した場合、シミュレーションコンダクタ３２０は、シミュレーション制御メッセージ「中断」を全エージェントシミュレータ２００に送信する。シミュレーション制御メッセージ「中断」は、各エージェントシミュレータ２００に対するシミュレーションの中断の指示である。

シミュレーションの中断後、シミュレーションコンダクタ３２０は、シミュレーションの時間を過去に巻き戻してシミュレーションを再開する。図１１は、シミュレーションコンダクタ３２０の判断によるシミュレーションの巻き戻し再スタートの流れを示すシーケンス図である。なお、シーケンス図には３つのエージェントシミュレータ２００が登場しているが、１つのエージェントシミュレータ２００で実行される処理のみが代表して示されている。

シミュレーションコンダクタ３２０からエージェントシミュレータ２００にシミュレーション制御メッセージ「中断」が送信されると、各エージェントシミュレータ２００はシミュレーションを中止する（ステップＳ９０２）。次に、各エージェントシミュレータ２００は、前述の剰余時間が正の値を維持していた最終時刻をシミュレーションのデータログから検索する（ステップＳ９０４）。検索された最終時刻は、シミュレーションを再開可能な最終時刻である。各エージェントシミュレータ２００は、シミュレーションコンダクタ３２０に対し、検索された最終時刻を再開可能時刻として含むシミュレーション制御メッセージ「再開可能時刻」を送信する。

シミュレーションコンダクタ３２０は、閾値割合以上の数のエージェントシミュレータ２００からのシミュレーション制御メッセージ「再開可能時刻」の受信を確認する（ステップＳ８０２）。シミュレーションコンダクタ３２０は、受信した再開可能時刻の中で最も遅い時刻を算出し、それをシミュレーションの再開時刻に設定する（ステップＳ８０４）。シミュレーションコンダクタ３２０は、ステップＳ８０２でシミュレーション制御メッセージを受信したエージェントシミュレータ２００に対し、シミュレーション制御メッセージ「再開待ち」とともに再開時刻を送信する。

各エージェントシミュレータ２００は、指定された再開時刻における状態をデータログから読み出し、エージェントシミュレータ２００の状態を再設定する（ステップＳ９０６）。シミュレーションの再開準備ができ次第、エージェントシミュレータ２００は、シミュレーションコンダクタ３２０に対し、シミュレーション制御メッセージ「再開準備ＯＫ」を送信する。

シミュレーションコンダクタ３２０は、ステップＳ８０２でシミュレーション制御メッセージを受信した全てのエージェントシミュレータ２００からのシミュレーション制御メッセージ「再開準備ＯＫ」の受信を確認する（ステップＳ８０６）。シミュレーションコンダクタ３２０は、ステップＳ８０２でシミュレーション制御メッセージを受信したエージェントシミュレータ２００に対し、シミュレーション制御メッセージ「再開」を送信する。

シミュレーション制御メッセージ「再開」を受信したエージェントシミュレータ２００は、ステップＳ９０６で再設定した状態からシミュレーションを再開する（ステップ９０８）。

２．ＭＡＳシステムの全体構成と情報の流れ
以上説明したシミュレーション速度調整を実行可能なＭＡＳシステム１００の全体構成と情報の流れについて図１２を用いて説明する。図１２に示すように、ＭＡＳシステム１００は、複数のエージェントシミュレータ２００と、１つのセンターコントローラ３００と、複数のサービスシステム用のバックエンドサーバ４００とを備えている。詳細については後述するが、これらは複数のコンピュータに分散して設けられる。つまり、ＭＡＳシステム１００は、複数のコンピュータによる並列分散処理を前提とするシステムである。

センターコントローラ３００は、その機能として、移動メッセージディスパッチャ３１０と、シミュレーションコンダクタ３２０とを備える。センターコントローラ３００は、コンピュータにインストールされたアプリケーションソフトウェアである。移動メッセージディスパッチャ３１０とシミュレーションコンダクタ３２０とは、アプリケーションソフトウェアを構成するプログラムである。センターコントローラ３００は、１又は複数のエージェントシミュレータ２００とハードウェアであるコンピュータを共用することもできるが、好ましくは、１つのコンピュータを専用する。

移動メッセージディスパッチャ３１０は、エージェントシミュレータ２００間の移動メッセージの送受信を中継する。エージェントシミュレータ２００と移動メッセージディスパッチャ３１０との間において実線で示される情報の流れは移動メッセージの流れを示している。センターコントローラ３００が備える上述の移動メッセージの交換機能は、移動メッセージディスパッチャ３１０が担っている。移動メッセージディスパッチャ３１０は、ＭＡＳシステム１００を構成する全てのエージェントシミュレータ２００との間で通信を行う。

シミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２００との間でシミュレーション制御メッセージを交換する。エージェントシミュレータ２００とシミュレーションコンダクタ３２０との間において破線で示される情報の流れはシミュレーション制御メッセージの流れである。移動メッセージが移動メッセージディスパッチャ３１０を介して複数のエージェントシミュレータ２００間で交換されるのと異なり、シミュレーション制御メッセージは、シミュレーションコンダクタ３２０と個々のエージェントシミュレータ２００との間で個別に交換される。

バックエンドサーバ４００は、現実世界のサービスシステムにおいて実際に用いられるものと同じバックエンドサーバである。現実世界のバックエンドサーバ４００を仮想世界に持ち込むことで、サービスシステムにより提供されるサービスを高精度にシミュレーションすることができる。ＭＡＳシステム１００でシミュレーションされるサービスとしては、例えば、自律運転車両を用いたオンデマンドバスや定期運行型バスなどのモビリティサービスや、自律移動型のロボットを用いて荷物を配送する物流サービスを挙げることができる。また、ＭＡＳシステム１００でシミュレーションされるサービスは、例えば、ユーザがユーザ端末においてサービスアプリを操作することによって利用可能となるサービスである。

ＭＡＳシステム１００は異なるサービスシステム用の複数のバックエンドサーバ４００を備え、仮想世界２において同時に複数種類のサービスをシミュレーションすることができる。サービスのシミュレーションは、バックエンドサーバ４００とエージェントシミュレータ２００との間でのサービスメッセージの交換によって行われる。エージェントシミュレータ２００とバックエンドサーバ４００との間において点線で示される情報の流れはサービスメッセージの流れを示している。各バックエンドサーバ４００は、サービスの提供に関係するエージェントシミュレータ２００との間でサービスメッセージを交換する。

交換されるサービスメッセージの内容は、エージェントシミュレータ２００が担当するエージェントの種類によって異なる。例えば、エージェントがサービスを利用するユーザ（歩行者）である場合、バックエンドサーバ４００は、サービス利用情報を含むサービスメッセージをエージェントシミュレータ２００から受信し、サービス提供状態情報を含むサービスメッセージをエージェントシミュレータ２００に送信する。サービス利用情報とは、ユーザのサービスシステムの利用に関する現状および将来計画に関する情報であり、現在の利用状態とアプリ操作による入力情報を含む。サービス提供状態情報とは、サービスシステムにおけるユーザの状態に関する情報であり、ユーザ端末のサービスアプリを通じて提供される情報である。

エージェントがサービスの提供に用いられる自律ロボットや自律車両である場合、バックエンドサーバ４００は、動作状態情報を含むサービスメッセージをエージェントシミュレータ２００から受信し、動作指示情報を含むサービスメッセージをエージェントシミュレータ２００に送信する。動作状態情報とは、自律ロボットや自律車両の現状および将来計画に関する情報である。現状に関する情報とは、例えば、搭載センサのステータス、測定データ、搭載アクチュエータのステータス、行動決定に関するステータスである。将来計画に関する情報とは、例えば、将来時刻と、アクチュエータのステータスと、行動決定に関するステータスのリストである。動作指示情報は、自律ロボットや自律車両を用いてサービスを提供するための将来計画の全部或いは一部を含む情報である。例えば、自律ロボットや自律車両が移動すべき目標地点や経路は動作指示情報に含まれる。

仮想世界２に存在するエージェントには、カメラを含む路側センサや自動ドアのような定置物体が含まれる。例えば、エージェントが固定カメラである場合、バックエンドサーバ４００は、自律ロボットの位置情報の計算に必要な固定カメラの画像情報を含むサービスメッセージをエージェントシミュレータ２００から受信する。また、エージェントが自動ドアである場合、バックエンドサーバ４００は、自律ロボットの通行のための開扉の指示を含むサービスメッセージをエージェントシミュレータ２００に送信する。

また、バックエンドサーバ４００は、他のバックエンドサーバ４００との間でそれぞれの取り決めのもとでサービスメッセージの交換を行う。バックエンドサーバ４００間において点線で示される情報の流れはサービスメッセージの流れを示している。このとき交換されるサービスメッセージには、例えば、それぞれのサービスにおけるユーザの利用状態やサービスの提供状況が含まれる。複数のバックエンドサーバ４００間でサービスメッセージを交換することによって、仮想世界２において提供されるサービスを互いに連携させることができる。

複数のサービスの連携の一つの例として、オンデマンドバスサービスと、バス停から自宅までユーザに代わって自律ロボットが荷物を運ぶ物流サービスとの連携を挙げることができる。オンデマンドバスサービスでは、ユーザは、希望する時刻に希望する場所でバスから降車することができる。オンデマンドバスサービスと物流サービスとを連携させることで、ユーザが到着する前に自律ロボットを降車場所に到着させて、降車場所でユーザの到着を待たせておくことができる。また、渋滞などによりバスが遅れた場合や、ユーザがバスに乗り遅れた場合には、バックエンドサーバ４００間でサービスメッセージを交換することにより、自律ロボットを降車場所に向かわせる時間をユーザの到着時間に合わせることができる。

ただし、現実世界のサービスシステムにおいて実際に用いられているバックエンドサーバは、処理速度を調整できないものも含まれる。そのようなバックエンドサーバを用いて時間に依存するサービスが仮想世界２で提供される場合、現実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの速度比を変化させてしまうと、サービスシステムにより提供されるサービスをシミュレーションすることができなくなる。ゆえに、速度比を変化させてシミュレーションを行う場合、仮想世界２で提供されるサービスは時間の概念の無いサービスであることが好ましい。

エージェントシミュレータ２００は、担当するエージェントの種類に応じて複数の種類が存在する。例えば、歩行者エージェント用のエージェントシミュレータ２０１、自律ロボット／車両エージェント用のエージェントシミュレータ２０２、ＶＲ歩行者エージェント用のエージェントシミュレータ２０３、及び路側センサエージェント用のエージェントシミュレータ２０４が存在する。以下、エージェントシミュレータ２００とは、これら複数種類のエージェントシミュレータ２０１，２０２，２０３，２０４の総称とする。

エージェントシミュレータ２００は、その機能として、送受信コントローラ２１０、３Ｄ物理エンジン２２０、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０、及びシミュレータコア２４０を備える。エージェントシミュレータ２００は、コンピュータにインストールされたアプリケーションソフトウェアである。送受信コントローラ２１０、３Ｄ物理エンジン２２０、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０、及びシミュレータコア２４０は、アプリケーションソフトウェアを構成するプログラムである。これらの機能は、エージェントシミュレータ２０１，２０２，２０３，２０４の間で異なっている。ここでは、エージェントシミュレータ２０１，２０２，２０３，２０４間で概ね共通する機能について説明し、それぞれのエージェントシミュレータ２０１，２０２，２０３，２０４の機能の詳細については後述する。

送受信コントローラ２１０は、エージェントシミュレータ２００と他のプログラムとの間のインタフェースである。送受信コントローラ２１０は、移動メッセージディスパッチャ３１０からの移動メッセージの受信と、移動メッセージディスパッチャ３１０への移動メッセージの送信とを行う。ただし、エージェントシミュレータ２０４においては、移動メッセージの受信のみが行われる。送受信コントローラ２１０は、シミュレーションコンダクタ３２０からのシミュレーション制御メッセージの受信と、シミュレーションコンダクタ３２０へのシミュレーション制御メッセージの送信とを行う。また、送受信コントローラ２１０は、バックエンドサーバ４００からのサービスメッセージの受信と、バックエンドサーバ４００へのサービスメッセージの送信とを行う。ただし、エージェントシミュレータ２０４においては、サービスメッセージの送信のみが行われる。

３Ｄ物理エンジン２２０は、他のエージェントシミュレータ２００から受信した移動メッセージに基づいて３次元空間における周囲エージェントの現在の状態を推定する。周囲エージェントの過去の状態に基づく現在の状態の推定は、３Ｄ物理エンジン２２０によって行われる。３Ｄ物理エンジン２２０は、周囲エージェントの現在の状態に基づいて自エージェントからの観測で得られる周辺情報を生成する。また、３Ｄ物理エンジン２２０は、後述するシミュレータコア２４０によるシミュレーション結果に基づいて３次元空間における自エージェントの状態を更新し、自エージェントの状態を表した移動メッセージを生成する。ただし、エージェントシミュレータ２０４においては、担当するエージェントは不動であるために自エージェントの状態の更新と移動メッセージの生成とは行われない。

サービスシステムクライアントシミュレータ２３０は、バックエンドサーバ４００に係るサービスシステムのクライアントとしての自エージェントの振る舞いをシミュレーションする。送受信コントローラ２１０で受信されたサービスメッセージは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０に入力される。そして、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０で生成されたサービスメッセージが送受信コントローラ２１０から送信される。ただし、エージェントシミュレータ２０４においては、サービスメッセージの生成のみが行われる。

シミュレータコア２４０は、次のタイムステップにおける自エージェントの状態をシミュレーションする。自エージェントの状態を算出するタイムステップの時間間隔が上述の時間粒度である。シミュレータコア２４０におけるシミュレーションの内容は、エージェントシミュレータ２００の種類毎に異なる。なお、エージェントシミュレータ２０４は、担当するエージェントが不動であり自エージェントの状態のシミュレーションは不要であるため、シミュレータコア２４０を有していない。

３．エージェントシミュレータの詳細な構成と情報の流れ
次に、ＭＡＳシステム１００を構成する各種類のエージェントシミュレータ２０１，２０２，２０３，２０４の詳細な構成と情報の流れについて図１３乃至図１６を用いて説明する。なお、図１３乃至図１６において、実線で示すブロック間の情報の流れは移動メッセージの流れを示している。また、点線で示すブロック間の情報の流れはサービスメッセージの流れを示している。そして、破線で示すブロック間の情報の流れはシミュレーション制御メッセージの流れを示している。

３－１．歩行者エージェント用エージェントシミュレータ
図１３は、歩行者エージェント用のエージェントシミュレータ２０１の構成と情報の流れを示すブロック図である。以下、歩行者エージェント用のエージェントシミュレータ２０１の全体構成と各部の詳細、及びエージェントシミュレータ２０１における情報の流れについて説明する。

３－１－１．歩行者エージェント用エージェントシミュレータの全体構成
エージェントシミュレータ２０１は、その機能として、送受信コントローラ２１１、３Ｄ物理エンジン２２１、サービスシステムクライアントシミュレータ２３１、及びシミュレータコア２４１を備える。これらの機能は、概念として、それぞれ送受信コントローラ２１０、３Ｄ物理エンジン２２０、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０、及びシミュレータコア２４０に含まれる。

送受信コントローラ２１１は、各種メッセージを受信する機能として、移動メッセージ受信部２１１ａ、サービスメッセージ受信部２１１ｂ、及びコントロールメッセージ受信部２１１ｃを備える。また、送受信コントローラ２１１は、各種メッセージを送信する機能として、移動メッセージ送信部２１１ｄ、サービスメッセージ送信部２１１ｅ、及びコントロールメッセージ送信部２１１ｆを備える。さらに、送受信コントローラ２１１は、剰余時間率算出部２１１ｇとシミュレーション動作制御部２１１ｈとを備える。送受信コントローラ２１１を構成する各部２１１ａ～２１１ｈは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

３Ｄ物理エンジン２２１は、その機能として、周囲エージェント状態更新部２２１ａ、視覚情報生成部２２１ｂ、及び自エージェント状態更新部２２１ｃを備える。３Ｄ物理エンジン２２１を構成する各部２２１ａ，２２１ｂ，２２１ｃは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

サービスシステムクライアントシミュレータ２３１は、その機能として、サービス提供状態情報処理部２３１ａとサービス利用情報生成部２３１ｂとを備える。サービスシステムクライアントシミュレータ２３１を構成する各部２３１ａ，２３１ｂは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

シミュレータコア２４１は、その機能として、全体移動方針決定部２４１ａ、行動決定部２４１ｂ、次タイムステップ状態算出部２４１ｄ、サービス利用行動決定部２４１ｅ、及び速度調整部２４１ｇを備える。シミュレータコア２４１を構成する各部２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｄ，２４１ｆ，２４１ｇは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

３－１－２．送受信コントローラの詳細
送受信コントローラ２１１において、移動メッセージ受信部２１１ａは、移動メッセージディスパッチャ３１０から移動メッセージを受信する。移動メッセージ受信部２１１ａは、受信した移動メッセージを３Ｄ物理エンジン２２１の周囲エージェント状態更新部２２１ａに出力する。また、移動メッセージ受信部２１１ａは、移動メッセージを受信した時刻を含む情報を剰余時間率算出部２１１ｇに出力する。

サービスメッセージ受信部２１１ｂは、バックエンドサーバ４００からサービスメッセージを受信する。サービスメッセージ受信部２１１ｂは、受信したサービスメッセージをサービスシステムクライアントシミュレータ２３１のサービス提供状態情報処理部２３１ａに出力する。

コントロールメッセージ受信部２１１ｃは、シミュレーションコンダクタ３２０からシミュレーション制御メッセージを受信する。コントロールメッセージ受信部２１１ｃは、受信したミュレーション制御メッセージをシミュレーション動作制御部２１１ｈに出力する。

移動メッセージ送信部２１１ｄは、３Ｄ物理エンジン２２１の自エージェント状態更新部２２１ｃから自エージェントの現在の状態を含む移動メッセージを取得する。移動メッセージ送信部２１１ｄは、取得した移動メッセージを移動メッセージディスパッチャ３１０に送信する。また、移動メッセージ送信部２１１ｄは、移動メッセージの送信完了時刻を含む情報を剰余時間率算出部２１１ｇに送信する。

サービスメッセージ送信部２１１ｅは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３１のサービス利用情報生成部２３１ｂからサービス利用情報を含むサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ送信部２１１ｅは、取得したサービスメッセージをバックエンドサーバ４００に送信する。

コントロールメッセージ送信部２１１ｆは、剰余時間率算出部２１１ｇからシミュレーションの速度状況に関する情報を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。また、コントロールメッセージ送信部２１１ｆは、シミュレーション動作制御部２１１ｈからエージェントシミュレータ２０１の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。コントロールメッセージ送信部２１１ｆは、剰余時間率算出部２１１ｇとシミュレーション動作制御部２１１ｈとから取得したシミュレーション制御メッセージをシミュレーションコンダクタ３２０に送信する。

剰余時間率算出部２１１ｇは、移動メッセージ受信部２１１ａから移動メッセージの受信時刻を含む情報を取得する。また、剰余時間率算出部２１１ｇは、移動メッセージ送信部２１１ｄから移動メッセージの送信完了時刻を含む情報を取得する。さらに、剰余時間率算出部２１１ｇは、シミュレータコア２４１の次タイムステップ状態算出部２４１ｄから自エージェントの状態更新のための計算の開始時刻を取得する。

剰余時間率算出部２１１ｇは、前述の剰余時間、剰余時間率、及び遅れ時間を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１１ｆに出力する。剰余時間、剰余時間率、及び遅れ時間は、シミュレーションの速度状況に関する情報である。これらの情報を含むシミュレーション制御メッセージを受信したシミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２０１に対して指示すべき制御内容を決定する。エージェントシミュレータ２０１に対して指示すべき制御内容とは、例えば、シミュレーション速度、シミュレーションの停止、シミュレーションの休止、及びシミュレーションの再開である。シミュレーションコンダクタ３２０は、指示すべき制御内容を含むシミュレーション制御メッセージを作成し、エージェントシミュレータ２０１に送信する。

シミュレーション動作制御部２１１ｈは、コントロールメッセージ受信部２１１ｃからシミュレーション制御メッセージを取得する。シミュレーション動作制御部２１１ｈは、シミュレーション制御メッセージに含まれる指示に従ってエージェントシミュレータ２０１のシミュレーション動作を制御する。例えば、シミュレーションの時間粒度の変更が指示された場合、シミュレーション動作制御部２１１ｈは、エージェントシミュレータ２０１によるシミュレーションの時間粒度を初期値から指示された時間粒度に変更する。時間粒度の初期値はエージェントシミュレータ２０１に設定値として記憶されている。また、時間粒度の上限値と下限値は、エージェントの種類ごとにシミュレーションコンダクタ３２０に記憶されている。

シミュレーション制御メッセージによる指示内容がシミュレーション速度である場合、シミュレーション動作制御部２１１ｈは、３Ｄ物理エンジン２２１やシミュレータコア２４１の動作周波数を変化させてシミュレーション速度を加速或いは減速させる。例えば、シミュレータコア２４１に対しては、指示されたシミュレーション速度をシミュレータコア２４１の速度調整部２４１ｇに出力する。なお、シミュレーション速度は、実世界の時間の流れに対する仮想世界２の時間の流れの速度比を意味する。シミュレーションの停止が指示された場合、シミュレーション動作制御部２１１ｈは、エージェントシミュレータ２０１によるシミュレーションを停止させる。シミュレーションの休止が指示された場合にはシミュレーションを休止させ、再開が指示された場合にシミュレーションを再開させる。シミュレーション動作制御部２１１ｈは、エージェントシミュレータ２０１の現在の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１１ｆに出力する。

３－１－３．３Ｄ物理エンジンの詳細
３Ｄ物理エンジン２２１において、周囲エージェント状態更新部２２１ａは、移動メッセージ受信部２１１ａから移動メッセージを取得する。移動メッセージ受信部２１１ａから取得される移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０を経由して他のエージェントシミュレータから送られた移動メッセージである。周囲エージェント状態更新部２２１ａは、取得した移動メッセージに基づいて自エージェントの周囲に存在する周囲エージェントの現在の状態を推定する。

周囲エージェントの現在の状態を過去の状態から推定する場合、周囲エージェント状態更新部２２１ａは、ログに保存されている周囲エージェントの過去の状態を使用する。例えば、周囲エージェントの最新の２つ以上の過去の状態に基づく線形外挿によって周囲エージェントの現在の状態を推定することができる。周囲エージェントの過去の状態の数が１つの場合、その唯一の過去の状態を周囲エージェントの現在の状態として推定してもよい。周囲エージェント状態更新部２２１ａは、推定した周囲エージェントの現在の状態を視覚情報生成部２２１ｂに出力するとともに、ログを更新する。

視覚情報生成部２２１ｂは、周囲エージェント状態更新部２２１ａから周囲エージェントの現在の状態を取得する。視覚情報生成部２２１ｂは、周囲エージェントの現在の状態に基づいて自エージェントからの観測で得られる周辺情報を生成する。自エージェントは歩行者であるので、観測で得られる周辺情報とは、歩行者の目で捉えられる視覚情報を意味する。視覚情報生成部２２１ｂは、生成された視覚情報をシミュレータコア２４１の全体移動方針決定部２４１ａ、行動決定部２４１ｂ、及びサービス利用行動決定部２４１ｅに出力する。

自エージェント状態更新部２２１ｃは、シミュレータコア２４１の次タイムステップ状態算出部２４１ｄから、シミュレータコア２４１でシミュレーションされた次タイムステップにおける自エージェントの状態を取得する。自エージェント状態更新部２２１ｃは、シミュレータコア２４１によるシミュレーション結果に基づいて３次元空間における自エージェントの状態を更新する。自エージェント状態更新部２２１ｃは、更新された自エージェントの状態を含む移動メッセージを送受信コントローラ２１１の移動メッセージ送信部２１１ｄに出力する。移動メッセージに含まれる自エージェントの状態には、今回タイムステップにおける位置、方向、速度、加速度と、次タイムステップにおける位置、方向、速度、加速度とが含まれる。また、自エージェント状態更新部２２１ｃは、更新された自エージェントの状態に関する情報をサービスシステムクライアントシミュレータ２３１のサービス利用情報生成部２３１ｂに出力する。

３－１－４．サービスシステムクライアントシミュレータの詳細
サービスシステムクライアントシミュレータ２３１において、サービス提供状態情報処理部２３１ａは、サービスメッセージ受信部２１１ｂからサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ受信部２１１ｂから取得されるサービスメッセージはサービス提供状態情報を含む。サービス提供状態情報処理部２３１ａは、サービス提供状態情報を処理し、サービスシステムのユーザとしての自エージェントの状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とを取得する。自エージェントのユーザとしての状態に関する情報はユーザ端末に提示される情報であり、入力項目は自エージェントがサービスを利用するために入力を依頼される情報である。サービス提供状態情報処理部２３１ａは、自エージェントのユーザとしての状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とをシミュレータコア２４１の全体移動方針決定部２４１ａ及びサービス利用行動決定部２４１ｅに出力する。

サービス利用情報生成部２３１ｂは、シミュレータコア２４１のサービス利用行動決定部２４１ｅから自エージェントのサービス利用行動の決定結果を取得する。また、サービス利用情報生成部２３１ｂは、３Ｄ物理エンジン２２１の自エージェント状態更新部２２１ｃから３次元空間における自エージェントの状態を取得する。サービス利用情報生成部２３１ｂは、取得されたこれらの情報に基づいてサービス利用情報を生成するとともに、自エージェントのサービスの利用状態を更新する。サービス利用情報生成部２３１ｂは、サービス利用情報を含むサービスメッセージを送受信コントローラ２１１のサービスメッセージ送信部２１１ｅに出力する。

３－１－５．シミュレータコアの詳細
シミュレータコア２４１において、全体移動方針決定部２４１ａは、３Ｄ物理エンジン２２１の視覚情報生成部２２１ｂから視覚情報を取得する。また、全体移動方針決定部２４１ａは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３１のサービス提供状態情報処理部２３１ａから自エージェントのユーザとしての状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とを取得する。全体移動方針決定部２４１ａは、取得されたこれらの情報に基づいて自エージェントの仮想世界２における全体的な移動方針を決定する。全体移動方針決定部２４１ａは、決定された全体的な移動方針を行動決定部２４１ｂに出力する。

行動決定部２４１ｂは、全体移動方針決定部２４１ａから全体的な移動方針を取得するとともに、３Ｄ物理エンジン２２１の視覚情報生成部２２１ｂから視覚情報を取得する。行動決定部２４１ｂは、全体的な移動方針と視覚情報とを移動モデル２４１ｃに入力することによって自エージェントの行動を決定する。移動モデル２４１ｃは、一定の移動方針のもと歩行者の目に映る周辺の状況に応じて歩行者がどのように移動するのかをモデル化したシミュレーションモデルである。行動決定部２４１ｂは、決定した自エージェントの行動を次タイムステップ状態算出部２４１ｄに出力する。

次タイムステップ状態算出部２４１ｄは、行動決定部２４１ｂで決定された自エージェントの行動を取得する。次タイムステップ状態算出部２４１ｄは、自エージェントの行動に基づいて次タイムステップにおける自エージェントの状態を算出する。算出される自エージェントの状態は、次タイムステップにおける自エージェントの位置、方向、速度、及び加速度を含む。次タイムステップ状態算出部２４１ｄは、算出された次タイムステップにおける自エージェントの状態を３Ｄ物理エンジン２２１の自エージェント状態更新部２２１ｃに出力する。また、次タイムステップ状態算出部２４１ｄは、自エージェントの状態更新のための計算の開始時刻を送受信コントローラ２１１の剰余時間率算出部２１１ｇに出力する。

サービス利用行動決定部２４１ｅは、３Ｄ物理エンジン２２１の視覚情報生成部２２１ｂから視覚情報を取得する。また、サービス利用行動決定部２４１ｅは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３１のサービス提供状態情報処理部２３１ａから自エージェントのユーザとしての状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とを取得する。サービス利用行動決定部２４１ｅは、取得したこれらの情報を行動モデル２４１ｆに入力することによって自エージェントのサービスシステムのユーザとしての行動（サービス利用行動）を決定する。行動モデル２４１ｆは、ユーザにサービスに関する情報が提示され、ユーザ端末のサービスアプリへの入力が依頼された場合に、ユーザの目に映る周辺の状況に応じてユーザがどのように移動するのかをモデル化したシミュレーションモデルである。サービス利用行動決定部２４１ｅは、決定したサービス利用行動をサービス利用情報生成部２３１ｂに出力する。

速度調整部２４１ｇは、シミュレーション動作制御部２１１ｈからシミュレーション速度を取得する。シミュレーション動作制御部２１１ｈから取得されるシミュレーション速度は、シミュレーションコンダクタ３２０によって指示されたシミュレーション速度である。速度調整部２４１ｇは、シミュレーションコンダクタ３２０からの指示にしたがってシミュレータコア２４１による自エージェントのシミュレーション速度を加速或いは減速させる。

３－２．自律ロボット／車両エージェント用エージェントシミュレータ
図１４は、自律ロボット／車両エージェント用のエージェントシミュレータ２０２の構成と情報の流れを示すブロック図である。自律ロボット／車両エージェントとは、バックエンドサーバ４００が関係するサービスシステムにおいてサービスの提供に用いられる自律ロボット又は自律車両のエージェントである。以下、自律ロボット／車両エージェント用のエージェントシミュレータ２０２の全体構成と各部の詳細、及びエージェントシミュレータ２０２における情報の流れについて説明する。

３－２－１．自律ロボット／車両エージェント用エージェントシミュレータの全体構成
エージェントシミュレータ２０２は、その機能として、送受信コントローラ２１２、３Ｄ物理エンジン２２２、サービスシステムクライアントシミュレータ２３２、及びシミュレータコア２４２を備える。これらの機能は、概念として、それぞれ送受信コントローラ２１０、３Ｄ物理エンジン２２０、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０、及びシミュレータコア２４０に含まれる。

送受信コントローラ２１２は、各種メッセージを受信する機能として、移動メッセージ受信部２１２ａ、サービスメッセージ受信部２１２ｂ、及びコントロールメッセージ受信部２１２ｃを備える。また、送受信コントローラ２１２は、各種メッセージを送信する機能として、移動メッセージ送信部２１２ｄ、サービスメッセージ送信部２１２ｅ、及びコントロールメッセージ送信部２１２ｆを備える。さらに、送受信コントローラ２１２は、剰余時間率算出部２１２ｇとシミュレーション動作制御部２１２ｈとを備える。送受信コントローラ２１１を構成する各部２１２ａ～２１２ｈは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

３Ｄ物理エンジン２２２は、その機能として、周囲エージェント状態更新部２２２ａ、センサ情報生成部２２２ｂ、及び自エージェント状態更新部２２２ｃを備える。３Ｄ物理エンジン２２２を構成する各部２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

サービスシステムクライアントシミュレータ２３２は、その機能として、経路計画用情報受信部２３２ａと動作状態情報生成部２３２ｂとを備える。サービスシステムクライアントシミュレータ２３２を構成する各部２３２ａ，２３２ｂは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

シミュレータコア２４２は、その機能として、全体的経路計画部２４２ａ、局所的経路計画部２４２ｂ、アクチュエータ操作量決定部２４２ｃ、及び次タイムステップ状態算出部２４２ｄを備える。シミュレータコア２４２を構成する各部２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４２ｄは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

３－２－２．送受信コントローラの詳細
送受信コントローラ２１２において、移動メッセージ受信部２１２ａは、移動メッセージディスパッチャ３１０から移動メッセージを受信する。移動メッセージ受信部２１２ａは、受信した移動メッセージを３Ｄ物理エンジン２２２の周囲エージェント状態更新部２２２ａに出力する。また、移動メッセージ受信部２１２ａは、移動メッセージを受信した時刻を含む情報を剰余時間率算出部２１２ｇに出力する。

サービスメッセージ受信部２１２ｂは、バックエンドサーバ４００からサービスメッセージを受信する。サービスメッセージ受信部２１２ｂは、受信したサービスメッセージをサービスシステムクライアントシミュレータ２３２の経路計画用情報受信部２３２ａに出力する。

コントロールメッセージ受信部２１２ｃは、シミュレーションコンダクタ３２０からシミュレーション制御メッセージを受信する。コントロールメッセージ受信部２１２ｃは、受信したミュレーション制御メッセージをシミュレーション動作制御部２１２ｈに出力する。

移動メッセージ送信部２１２ｄは、３Ｄ物理エンジン２２２の自エージェント状態更新部２２２ｃから自エージェントの現在の状態を含む移動メッセージを取得する。移動メッセージ送信部２１２ｄは、取得した移動メッセージを移動メッセージディスパッチャ３１０に送信する。また、移動メッセージ送信部２１２ｄは、移動メッセージの送信完了時刻を含む情報を剰余時間率算出部２１２ｇに送信する。

サービスメッセージ送信部２１２ｅは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３２の動作状態情報生成部２３２ｂから動作状態情報を含むサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ送信部２１２ｅは、取得したサービスメッセージをバックエンドサーバ４００に送信する。

コントロールメッセージ送信部２１２ｆは、剰余時間率算出部２１２ｇからシミュレーションの速度状況に関する情報を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。また、コントロールメッセージ送信部２１２ｆは、シミュレーション動作制御部２１２ｈからエージェントシミュレータ２０２の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。コントロールメッセージ送信部２１２ｆは、剰余時間率算出部２１２ｇとシミュレーション動作制御部２１２ｈとから取得したシミュレーション制御メッセージをシミュレーションコンダクタ３２０に送信する。

剰余時間率算出部２１２ｇは、移動メッセージ受信部２１２ａから移動メッセージの受信時刻を含む情報を取得する。また、剰余時間率算出部２１２ｇは、移動メッセージ送信部２１２ｄから移動メッセージの送信完了時刻を含む情報を取得する。さらに、剰余時間率算出部２１２ｇは、シミュレータコア２４２の次タイムステップ状態算出部２４２ｄから自エージェントの状態更新のための計算の開始時刻を取得する。

剰余時間率算出部２１２ｇは、取得した情報に基づき上述の各式により剰余時間、剰余時間率、及び遅れ時間を計算する。剰余時間率算出部２１２ｇは、剰余時間、剰余時間率、及び遅れ時間を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１２ｆに出力する。これらの情報を含むシミュレーション制御メッセージを受信したシミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２０２に対して指示すべき制御内容を含むシミュレーション制御メッセージを作成し、エージェントシミュレータ２０２に送信する。

シミュレーション動作制御部２１２ｈは、コントロールメッセージ受信部２１２ｃからシミュレーション制御メッセージを取得する。シミュレーション動作制御部２１２ｈは、シミュレーション制御メッセージに含まれる指示に従ってエージェントシミュレータ２０２のシミュレーション動作を制御する。例えば、シミュレーションの時間粒度の変更が指示された場合、シミュレーション動作制御部２１２ｈは、エージェントシミュレータ２０２によるシミュレーションの時間粒度を初期値から指示された時間粒度に変更する。時間粒度の初期値はエージェントシミュレータ２０２に設定値として記憶されている。また、時間粒度の上限値と下限値は、エージェントの種類ごとにシミュレーションコンダクタ３２０に記憶されている。

シミュレーション制御メッセージによる指示内容がシミュレーション速度である場合、シミュレーション動作制御部２１２ｈは、３Ｄ物理エンジン２２２やシミュレータコア２４２の動作周波数を指示されたシミュレーション速度に従って変化させ、エージェントシミュレータ２０２の演算速度を加速或いは減速する。シミュレーションの停止が指示された場合、シミュレーション動作制御部２１２ｈは、エージェントシミュレータ２０２によるシミュレーションを停止させる。シミュレーションの休止が指示された場合にはシミュレーションを休止させ、再開が指示された場合にシミュレーションを再開させる。シミュレーション動作制御部２１２ｈは、エージェントシミュレータ２０２の現在の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１２ｆに出力する。

３－２－３．３Ｄ物理エンジンの詳細
３Ｄ物理エンジン２２２において、周囲エージェント状態更新部２２２ａは、移動メッセージ受信部２１２ａから移動メッセージを取得する。移動メッセージ受信部２１２ａから取得される移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０を経由して他のエージェントシミュレータから送られた移動メッセージである。周囲エージェント状態更新部２２２ａは、取得した移動メッセージに基づいて自エージェントの周囲に存在する周囲エージェントの現在の状態を推定する。

周囲エージェントの現在の状態を過去の状態から推定する場合、周囲エージェント状態更新部２２２ａは、ログに保存されている周囲エージェントの過去の状態を使用する。周囲エージェントの過去の状態を用いて現在の状態を推定する方法は前述の通りである。周囲エージェント状態更新部２２２ａは、推定した周囲エージェントの現在の状態をセンサ情報生成部２２２ｂに出力するとともに、ログを更新する。

センサ情報生成部２２２ｂは、周囲エージェント状態更新部２２２ａから周囲エージェントの現在の状態を取得する。センサ情報生成部２２２ｂは、周囲エージェントの現在の状態に基づいて自エージェントからの観測で得られる周辺情報を生成する。自エージェントは自律ロボット或いは自律車両であるので、観測で得られる周辺情報とは、自律ロボット或いは自律車両のセンサで捉えられるセンサ情報を意味する。センサ情報生成部２２２ｂは、生成されたセンサ情報をシミュレータコア２４２の全体的経路計画部２４２ａ、及びサービスシステムクライアントシミュレータ２３２の動作状態情報生成部２３２ｂに出力する。

自エージェント状態更新部２２２ｃは、シミュレータコア２４２の次タイムステップ状態算出部２４２ｄから、シミュレータコア２４２で演算された次タイムステップにおける自エージェントの状態を取得する。自エージェント状態更新部２２２ｃは、シミュレータコア２４２による演算結果に基づいて３次元空間における自エージェントの状態を更新する。自エージェント状態更新部２２２ｃは、更新された自エージェントの状態を含む移動メッセージを送受信コントローラ２１２の移動メッセージ送信部２１２ｄに出力する。移動メッセージに含まれる自エージェントの状態には、今回タイムステップにおける位置、方向、速度、加速度と、次タイムステップにおける位置、方向、速度、加速度とが含まれる。また、自エージェント状態更新部２２２ｃは、更新された自エージェントの状態に関する情報をサービスシステムクライアントシミュレータ２３２の動作状態情報生成部２３２ｂに出力する。

３－２－４．サービスシステムクライアントシミュレータの詳細
サービスシステムクライアントシミュレータ２３２において、経路計画用情報受信部２３２ａは、サービスメッセージ受信部２１１ｂからサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ受信部２１２ｂから取得されるサービスメッセージは、サービスシステムが自律ロボット／車両を用いてサービスを提供するための動作指示情報と他のサービスシステムに関する情報とを含む。経路計画用情報受信部２３２ａは、動作指示情報と他サービスシステム情報とをシミュレータコア２４２の全体的経路計画部２４２ａに出力する。

動作状態情報生成部２３２ｂは、シミュレータコア２４２のアクチュエータ操作量決定部２４２ｃから自エージェントの次タイムステップにおけるアクチュエータ操作量を取得する。また、動作状態情報生成部２３２ｂは、３Ｄ物理エンジン２２２のセンサ情報生成部２２２ｂからセンサ情報を取得するとともに、自エージェント状態更新部２２２ｃから３次元空間における自エージェントの状態を取得する。動作状態情報生成部２３２ｂは、取得されたこれらの情報に基づいてサービスの提供に係る自エージェントの動作状態を表す動作状態情報を生成する。動作状態情報生成部２３２ｂは、動作状態情報を含むサービスメッセージを送受信コントローラ２１２のサービスメッセージ送信部２１２ｅに出力する。

３－２－５．シミュレータコアの詳細
シミュレータコア２４２において、全体的経路計画部２４２ａは、３Ｄ物理エンジン２２２のセンサ情報生成部２２２ｂからセンサ情報を取得する。また、全体的経路計画部２４２ａは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３２の経路計画用情報受信部２３２ａから動作指示情報と他サービスシステム情報とを取得する。全体的経路計画部２４２ａは、取得されたこれらの情報に基づいて仮想世界２における自エージェントの全体的な経路を計画する。全体的な経路とは、自エージェントの現在位置から目標地点までの経路を意味する。センサ情報生成部２２２ｂと経路計画用情報受信部２３２ａとから取得される情報は毎回変化するので、全体的経路計画部２４２ａは、タイムステップ毎に全体的経路計画を立て直す。全体的経路計画部２４２ａは、決定された全体的経路計画を局所的経路計画部２４２ｂに出力する。

局所的経路計画部２４２ｂは、全体的経路計画部２４２ａから全体的経路計画を取得する。局所的経路計画部２４２ｂは、全体的経路計画に基づいて局所的な経路計画を立てる。局所的な経路とは、例えば、現時点から所定タイムステップ後までの経路、或いは、現在位置から所定距離までの経路を意味する。局所的経路計画は、例えば、自エージェントが辿るべき位置の集合と、各位置における速度或いは加速度とで表される。局所的経路計画部２４２ｂは、決定された局所的経路計画をアクチュエータ操作量決定部２４２ｃに出力する。

アクチュエータ操作量決定部２４２ｃは、局所的経路計画部２４２ｂから局所的経路計画を取得する。アクチュエータ操作量決定部２４２ｃは、局所的経路計画に基づいて次タイムステップにおける自エージェントのアクチュエータ操作量を決定する。ここでいうアクチュエータとは、自エージェントの方向、速度、及び加速度を制御するアクチュエータである。自エージェントが車輪で走行する自律ロボット或いは自律車両である場合、例えば、制動装置、駆動装置、操舵装置などのアクチュエータが操作対象となる。アクチュエータ操作量決定部２４２ｃは、決定したアクチュエータ操作量を次タイムステップ状態算出部２４２ｄ、及びサービスシステムクライアントシミュレータ２３２の動作状態情報生成部２３２ｂに出力する。

次タイムステップ状態算出部２４２ｄは、アクチュエータ操作量決定部２４２ｃで決定されたアクチュエータ操作量を取得する。次タイムステップ状態算出部２４２ｄは、アクチュエータ操作量に基づいて次タイムステップにおける自エージェントの状態を算出する。算出される自エージェントの状態は、次タイムステップにおける自エージェントの位置、方向、速度、及び加速度を含む。次タイムステップ状態算出部２４２ｄは、算出された次タイムステップにおける自エージェントの状態を３Ｄ物理エンジン２２２の自エージェント状態更新部２２２ｃに出力する。また、次タイムステップ状態算出部２４２ｄは、自エージェントの状態更新のための計算の開始時刻を送受信コントローラ２１２の剰余時間率算出部２１２ｇに出力する。

３－３．ＶＲ歩行者エージェント用エージェントシミュレータ
図１５は、ＶＲ歩行者エージェント用のエージェントシミュレータ２０３の構成と情報の流れを示すブロック図である。ＶＲ歩行者エージェントとは、実在の人がＶＲ（Virtual Reality）システムを用いてシミュレーションの対象である仮想世界２に参加するための歩行者エージェントである。以下、ＶＲ歩行者エージェント用のエージェントシミュレータ２０３の全体構成と各部の詳細、及びエージェントシミュレータ２０３における情報の流れについて説明する。

３－３－１．ＶＲ歩行者エージェント用エージェントシミュレータの全体構成
エージェントシミュレータ２０３は、その機能として、送受信コントローラ２１３、３Ｄ物理エンジン２２３、サービスシステムクライアントシミュレータ２３３、及びシミュレータコア２４３を備える。これらの機能は、概念として、それぞれ送受信コントローラ２１０、３Ｄ物理エンジン２２０、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０、及びシミュレータコア２４０に含まれる。

送受信コントローラ２１３は、各種メッセージを受信する機能として、移動メッセージ受信部２１３ａ、サービスメッセージ受信部２１３ｂ、及びコントロールメッセージ受信部２１３ｃを備える。また、送受信コントローラ２１３は、各種メッセージを送信する機能として、移動メッセージ送信部２１３ｄ、サービスメッセージ送信部２１３ｅ、及びコントロールメッセージ送信部２１３ｆを備える。さらに、送受信コントローラ２１３は、シミュレーション動作制御部２１３ｈを備える。送受信コントローラ２１３を構成する各部２１３ａ～２１３ｆ，２１３ｈは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

３Ｄ物理エンジン２２３は、その機能として、周囲エージェント状態更新部２２３ａ、視覚情報生成部２２３ｂ、及び自エージェント状態更新部２２３ｃを備える。３Ｄ物理エンジン２２３を構成する各部２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

サービスシステムクライアントシミュレータ２３３は、その機能として、サービス提供状態情報処理部２３３ａとサービス利用情報生成部２３３ｂとを備える。サービスシステムクライアントシミュレータ２３１を構成する各部２３３ａ，２３３ｂは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

シミュレータコア２４３は、その機能として、認知判断用情報提示部２４３ａ、移動操作受付部２４３ｂ、次タイムステップ状態算出部２４３ｃ、及びアプリ操作受付部２４３ｄを備える。シミュレータコア２４３を構成する各部２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ，２４３ｄは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。なお、ブロック内の記載は各部の代表的な機能を記載したものであって、必ずしも各部の名称とは一致しない。

３－３－２．送受信コントローラの詳細
送受信コントローラ２１３において、移動メッセージ受信部２１３ａは、移動メッセージディスパッチャ３１０から移動メッセージを受信する。移動メッセージ受信部２１３ａは、受信した移動メッセージを３Ｄ物理エンジン２２３の周囲エージェント状態更新部２２３ａに出力する。

サービスメッセージ受信部２１３ｂは、バックエンドサーバ４００からサービスメッセージを受信する。サービスメッセージ受信部２１３ｂは、受信したサービスメッセージをサービスシステムクライアントシミュレータ２３３のサービス提供状態情報処理部２３３ａに出力する。

コントロールメッセージ受信部２１３ｃは、シミュレーションコンダクタ３２０からシミュレーション制御メッセージを受信する。コントロールメッセージ受信部２１３ｃは、受信したミュレーション制御メッセージをシミュレーション動作制御部２１３ｈに出力する。

移動メッセージ送信部２１３ｄは、３Ｄ物理エンジン２２３の自エージェント状態更新部２２３ｃから自エージェントの現在の状態を含む移動メッセージを取得する。移動メッセージ送信部２１３ｄは、取得した移動メッセージを移動メッセージディスパッチャ３１０に送信する。

サービスメッセージ送信部２１３ｅは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３３のサービス利用情報生成部２３３ｂからサービス利用情報を含むサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ送信部２１３ｅは、取得したサービスメッセージをバックエンドサーバ４００に送信する。

コントロールメッセージ送信部２１３ｆは、シミュレーション動作制御部２１３ｈからエージェントシミュレータ２０３の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。コントロールメッセージ送信部２１３ｆは、シミュレーション動作制御部２１３ｈから取得したシミュレーション制御メッセージをシミュレーションコンダクタ３２０に送信する。

シミュレーション動作制御部２１３ｈは、コントロールメッセージ受信部２１３ｃからシミュレーション制御メッセージを取得する。シミュレーション動作制御部２１３ｈは、シミュレーション制御メッセージに含まれる指示に従ってエージェントシミュレータ２０３のシミュレーション動作を制御する。ＶＲ歩行者エージェントの仮想世界２への参加条件が満たされない場合、シミュレーションコンダクタ３２０からエージェントシミュレータ２０３に対してシミュレーションの停止が指示される。

前述のエージェントシミュレータ２０１，２０２及び後述するエージェントシミュレータ２０４は、必要に応じてシミュレーション速度を変更することができる。しかし、シミュレーション速度が変更された場合、ＶＲ歩行者エージェントを介して仮想世界２に参加している実在の参加者は、実世界とは異なる時間の流れに対して強い違和感を覚える虞がある。ゆえに、ＭＡＳシステム１００では、シミュレーションが実時間で行われていることを参加条件として、仮想世界２へのＶＲ歩行者エージェントの参加が許容される。実世界の時間の流れよりもシミュレーション速度が加速或いは減速される場合、シミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２０３によるシミュレーションを停止させる。シミュレーション動作制御部２１３ｈは、エージェントシミュレータ２０３の現在の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１３ｆに出力する。

３－３－３．３Ｄ物理エンジンの詳細
３Ｄ物理エンジン２２３において、周囲エージェント状態更新部２２３ａは、移動メッセージ受信部２１３ａから移動メッセージを取得する。移動メッセージ受信部２１３ａから取得される移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０を経由して他のエージェントシミュレータから送られた移動メッセージである。周囲エージェント状態更新部２２３ａは、取得した移動メッセージに基づいて自エージェントの周囲に存在する周囲エージェントの現在の状態を推定する。

周囲エージェントの現在の状態を過去の状態から推定する場合、周囲エージェント状態更新部２２３ａは、ログに保存されている周囲エージェントの過去の状態を使用する。周囲エージェントの過去の状態を用いて現在の状態を推定する方法は前述の通りである。周囲エージェント状態更新部２２３ａは、推定した周囲エージェントの現在の状態を視覚情報生成部２２３ｂに出力するとともに、ログを更新する。

視覚情報生成部２２３ｂは、周囲エージェント状態更新部２２３ａから周囲エージェントの現在の状態を取得する。視覚情報生成部２２３ｂは、周囲エージェントの現在の状態に基づいて自エージェントからの観測で得られる周辺情報を生成する。自エージェントは歩行者であるので、観測で得られる周辺情報とは、歩行者の目で捉えられる視覚情報を意味する。視覚情報生成部２２３ｂは、生成された視覚情報をシミュレータコア２４３の認知判断用情報提示部２４３ａ、及び移動操作受付部２４３ｂに出力する。

自エージェント状態更新部２２３ｃは、シミュレータコア２４３の次タイムステップ状態算出部２４３ｃから、シミュレータコア２４３で演算された次タイムステップにおける自エージェントの状態を取得する。自エージェント状態更新部２２３ｃは、シミュレータコア２４３による演算結果に基づいて３次元空間における自エージェントの状態を更新する。自エージェント状態更新部２２３ｃは、更新された自エージェントの状態を含む移動メッセージを送受信コントローラ２１３の移動メッセージ送信部２１３ｄに出力する。移動メッセージに含まれる自エージェントの状態には、今回タイムステップにおける位置、方向、速度、加速度と、次タイムステップにおける位置、方向、速度、加速度とが含まれる。また、自エージェント状態更新部２２３ｃは、更新された自エージェントの状態に関する情報をサービスシステムクライアントシミュレータ２３３のサービス利用情報生成部２３３ｂに出力する。

３－３－４．サービスシステムクライアントシミュレータの詳細
サービスシステムクライアントシミュレータ２３３において、サービス提供状態情報処理部２３３ａは、サービスメッセージ受信部２１３ｂからサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ受信部２１３ｂから取得されるサービスメッセージはサービス提供状態情報を含む。サービス提供状態情報処理部２３３ａは、サービス提供状態情報を処理し、サービスシステムのユーザとしての自エージェントの状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とを取得する。自エージェントのユーザとしての状態に関する情報はユーザ端末に提示される情報であり、入力項目は自エージェントがサービスを利用するために入力を依頼される情報である。サービス提供状態情報処理部２３３ａは、自エージェントのユーザとしての状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とをシミュレータコア２４３の認知判断用情報提示部２４３ａ及びアプリ操作受付部２４３ｄに出力する。

サービス利用情報生成部２３３ｂは、シミュレータコア２４３のアプリ操作受付部２４３ｄから、ＶＲ歩行者エージェントを介して仮想世界２に参加している実在の参加者によるＶＲ上でのサービスアプリの操作を取得する。また、サービス利用情報生成部２３３ｂは、３Ｄ物理エンジン２２３の自エージェント状態更新部２２３ｃから３次元空間における自エージェントの状態を取得する。サービス利用情報生成部２３３ｂは、取得されたこれらの情報に基づいてサービス利用情報を生成するとともに、自エージェントのサービスの利用状態を更新する。サービス利用情報生成部２３３ｂは、サービス利用情報を含むサービスメッセージを送受信コントローラ２１３のサービスメッセージ送信部２１３ｅに出力する。

３－３－５．シミュレータコアの詳細
シミュレータコア２４３において、認知判断用情報提示部２４３ａは、３Ｄ物理エンジン２２３の視覚情報生成部２２３ｂから視覚情報を取得する。また、認知判断用情報提示部２４３ａは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３１のサービス提供状態情報処理部２３３ａから自エージェントのユーザとしての状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とを取得する。取得されたこれらの情報は、ＶＲ歩行者エージェントを介して仮想世界２に参加している実在の参加者にとっての認知判断用の情報である。認知判断用情報提示部２４３ａは、認知判断用の情報を実在参加者に対してＶＲシステムを通じて提示する。

移動操作受付部２４３ｂは、３Ｄ物理エンジン２２３の視覚情報生成部２２３ｂから視覚情報を取得する。そして、移動操作受付部２４３ｂは、ＶＲシステムを通じて視覚情報を実在参加者に提示しながら、実在参加者によるＶＲ上での移動操作を受け付ける。移動操作受付部２４３ｂは、受け付けた実在参加者によるＶＲ上での移動操作を次タイムステップ状態算出部２４３ｄに出力する。

次タイムステップ状態算出部２４３ｄは、移動操作受付部２４３ｂから実在参加者によるＶＲ上での移動操作を取得する。次タイムステップ状態算出部２４３ｄは、実在参加者によるＶＲ上での移動操作に基づいて次タイムステップにおける自エージェントの状態を算出する。算出される自エージェントの状態は、次タイムステップにおける自エージェントの位置、方向、速度、及び加速度を含む。次タイムステップ状態算出部２４３ｄは、算出された次タイムステップにおける自エージェントの状態を３Ｄ物理エンジン２２３の自エージェント状態更新部２２３ｃに出力する。

アプリ操作受付部２４３ｄは、３Ｄ物理エンジン２２３の視覚情報生成部２２３ｂから視覚情報を取得する。また、アプリ操作受付部２４３ｄは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３３のサービス提供状態情報処理部２３３ａから自エージェントのユーザとしての状態に関する情報と、ユーザ端末のサービスアプリへの入力項目とを取得する。アプリ操作受付部２４３ｄは、取得したこれらの情報を実在参加者に対してＶＲシステムを通じて提示しながら、実在参加者によるＶＲ上でのサービスアプリの操作を受け付ける。アプリ操作受付部２４３ｄは、受け付けた実在参加者によるＶＲ上でのサービスアプリの操作をサービスシステムクライアントシミュレータ２３３のサービス利用情報生成部２３３ｂに出力する。

３－４．路側センサエージェント用エージェントシミュレータ
図１６は、路側センサエージェント用のエージェントシミュレータ２０４の構成と情報の流れを示すブロック図である。路側センサエージェントとは、自律ロボット／車両エージェントの仮想世界２における位置情報の取得に用いられる路側センサのエージェントである。路側センサエージェントにより取得される自律ロボット／車両エージェントの位置情報は、バックエンドサーバ４００が関係するサービスシステムにおいて使用される。以下、路側センサエージェント用のエージェントシミュレータ２０４の全体構成と各部の詳細、及びエージェントシミュレータ２０４における情報の流れについて説明する。

３－４－１．路側センサエージェント用エージェントシミュレータの全体構成
エージェントシミュレータ２０４は、その機能として、送受信コントローラ２１４、３Ｄ物理エンジン２２４、及びサービスシステムクライアントシミュレータ２３４を備える。これらの機能は、概念として、それぞれ送受信コントローラ２１０、３Ｄ物理エンジン２２０、及びシミュレータコア２４０に含まれる。エージェントシミュレータ２０４は、他のエージェントシミュレータとは異なりシミュレータコアは備えない。

送受信コントローラ２１４は、各種メッセージを受信する機能として、移動メッセージ受信部２１４ａ、及びコントロールメッセージ受信部２１４ｂを備える。また、送受信コントローラ２１２は、各種メッセージを送信する機能として、サービスメッセージ送信部２１４ｅ、及びコントロールメッセージ送信部２１４ｆを備える。さらに、送受信コントローラ２１２は、剰余時間率算出部２１４ｇとシミュレーション動作制御部２１４ｈとを備える。送受信コントローラ２１４を構成する各部２１２ａ，２１４ｃ，２１４ｅ，２１４ｆ，２１４ｇ，２１４ｈは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。

３Ｄ物理エンジン２２４は、その機能として、周囲エージェント状態更新部２２４ａ、及びセンサ情報生成部２２４ｂを備える。３Ｄ物理エンジン２２４を構成する各部２２４ａ，２２４ｂは、それぞれがプログラム或いはプログラムの一部である。

サービスシステムクライアントシミュレータ２３４は、その機能として、サービスメッセージ生成部２３４ａを備える。サービスシステムクライアントシミュレータ２３４を構成するサービスメッセージ生成部２３４ａは、プログラム或いはプログラムの一部である。

３－４－２．送受信コントローラの詳細
送受信コントローラ２１４において、移動メッセージ受信部２１４ａは、移動メッセージディスパッチャ３１０から移動メッセージを受信する。移動メッセージ受信部２１４ａは、受信した移動メッセージを３Ｄ物理エンジン２２４の周囲エージェント状態更新部２２４ａに出力する。また、移動メッセージ受信部２１４ａは、移動メッセージを受信した時刻を含む情報を剰余時間率算出部２１４ｇに出力する。

コントロールメッセージ受信部２１４ｃは、シミュレーションコンダクタ３２０からシミュレーション制御メッセージを受信する。コントロールメッセージ受信部２１４ｃは、受信したミュレーション制御メッセージをシミュレーション動作制御部２１４ｈに出力する。

サービスメッセージ送信部２１４ｅは、サービスシステムクライアントシミュレータ２３４のサービスメッセージ生成部２３４ａからセンサ情報を含むサービスメッセージを取得する。サービスメッセージ送信部２１４ｅは、取得したサービスメッセージをバックエンドサーバ４００に送信する。

コントロールメッセージ送信部２１４ｆは、剰余時間率算出部２１４ｇからシミュレーションの速度状況に関する情報を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。また、コントロールメッセージ送信部２１４ｆは、シミュレーション動作制御部２１４ｈからエージェントシミュレータ２０２の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージを取得する。コントロールメッセージ送信部２１４ｆは、剰余時間率算出部２１４ｇとシミュレーション動作制御部２１４ｈとから取得したシミュレーション制御メッセージをシミュレーションコンダクタ３２０に送信する。

剰余時間率算出部２１４ｇは、移動メッセージ受信部２１４ａから移動メッセージの受信時刻を含む情報を取得する。また、剰余時間率算出部２１４ｇは、サービスメッセージ送信部２１４ｅからサービスメッセージの送信完了時刻を含む情報を取得する。剰余時間率算出部２１４ｇは、取得した情報に基づき上述の各式により剰余時間、剰余時間率、及び遅れ時間を計算する。ただし、剰余時間と剰余時間率の計算において、Ｔａ（Ｎ＋１）及びＴａ（Ｎ）にはエージェントシミュレータ２０２の動作周波数から計算される計算値が用いられる。また、Ｔｄ（Ｎ）には今回タイムステップにおける移動メッセージの送信完了時刻に代えて、サービスメッセージの送信完了時刻が用いられる。

剰余時間率算出部２１４ｇは、剰余時間、剰余時間率、及び遅れ時間を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１４ｆに出力する。これらの情報を含むシミュレーション制御メッセージを受信したシミュレーションコンダクタ３２０は、エージェントシミュレータ２０４に対して指示すべき制御内容を含むシミュレーション制御メッセージを作成し、エージェントシミュレータ２０４に送信する。

シミュレーション動作制御部２１４ｈは、コントロールメッセージ受信部２１４ｃからシミュレーション制御メッセージを取得する。シミュレーション動作制御部２１４ｈは、シミュレーション制御メッセージに含まれる指示に従ってエージェントシミュレータ２０２のシミュレーション動作を制御する。例えば、シミュレーションの時間粒度の変更が指示された場合、シミュレーション動作制御部２１４ｈは、エージェントシミュレータ２０２によるシミュレーションの時間粒度を初期値から指示された時間粒度に変更する。時間粒度の初期値はエージェントシミュレータ２０４に設定値として記憶されている。また、時間粒度の上限値と下限値は、エージェントの種類ごとにシミュレーションコンダクタ３２０に記憶されている。

シミュレーション制御メッセージによる指示内容がシミュレーション速度である場合、シミュレーション動作制御部２１４ｈは、３Ｄ物理エンジン２２４の動作周波数を指示されたシミュレーション速度に従って変化させ、エージェントシミュレータ２０４の演算速度を加速或いは減速する。シミュレーションの停止が指示された場合、シミュレーション動作制御部２１４ｈは、エージェントシミュレータ２０４によるシミュレーションを停止させる。シミュレーションの休止が指示された場合にはシミュレーションを休止させ、再開が指示された場合にシミュレーションを再開させる。シミュレーション動作制御部２１４ｈは、エージェントシミュレータ２０４の現在の制御状態を含むシミュレーション制御メッセージをコントロールメッセージ送信部２１４ｆに出力する。

３－４－３．３Ｄ物理エンジンの詳細
３Ｄ物理エンジン２２４において、周囲エージェント状態更新部２２４ａは、移動メッセージ受信部２１４ａから移動メッセージを取得する。移動メッセージ受信部２１４ａから取得される移動メッセージは、移動メッセージディスパッチャ３１０を経由して他のエージェントシミュレータから送られた移動メッセージである。周囲エージェント状態更新部２２４ａは、取得した移動メッセージに基づいて自エージェントの周囲に存在する周囲エージェントの現在の状態を推定する。

周囲エージェントの現在の状態を過去の状態から推定する場合、周囲エージェント状態更新部２２４ａは、ログに保存されている周囲エージェントの過去の状態を使用する。周囲エージェントの過去の状態を用いて現在の状態を推定する方法は前述の通りである。周囲エージェント状態更新部２２４ａは、推定した周囲エージェントの現在の状態をセンサ情報生成部２２４ｂに出力するとともに、ログを更新する。

センサ情報生成部２２４ｂは、周囲エージェント状態更新部２２４ａから周囲エージェントの現在の状態を取得する。センサ情報生成部２２４ｂは、周囲エージェントの現在の状態に基づいて自エージェントからの観測で得られる周辺情報を生成する。自エージェントはカメラのような定置型の路側センサであるので、観測で得られる周辺情報とは、路側センサで捉えられるセンサ情報を意味する。センサ情報生成部２２４ｂは、生成されたセンサ情報をサービスシステムクライアントシミュレータ２３４のサービスメッセージ生成部２３４ａに出力する。

３－４－４．サービスシステムクライアントシミュレータの詳細
サービスシステムクライアントシミュレータ２３４において、サービスメッセージ生成部２３４ａは、３Ｄ物理エンジン２２４のセンサ情報生成部２２４ｂからセンサ情報を取得する。サービスメッセージ生成部２３４ａは、取得されたセンサ情報を含むサービスメッセージを送受信コントローラ２１４のサービスメッセージ送信部２１４ｅに出力する。

４．ＭＡＳシステムによるシミュレーション結果の集約と評価
ＭＡＳシステム１００によりシミュレーションを行うことによって、シミュレーションの対象世界についての様々なデータが得られる。図１７は、ＭＡＳシステム１００によるシミュレーション結果を集約し評価するための構成を示す。

ＭＡＳシステム１００は、シミュレーションで得られるデータのログを記憶するデータロガーを各所に備える。エージェントシミュレータ２００には、データロガー２５０，２６０，２７０，２８０が設けられている。データロガー２５０は、送受信コントローラ２１０内のデータログ（コントローラログ）を記憶する。データロガー２６０は、３Ｄ物理エンジン２２０内のデータログ（３Ｄ物理エンジンログ）を記憶する。データロガー２７０は、サービスシステムクライアントシミュレータ２３０内のデータログ（サービスシミュレーションログ）を記憶する。データロガー２８０は、シミュレータコア２４０内のデータログ（シミュレーションコアログ）を記憶する。

センターコントローラ３００には、データロガー３３０，３４０が設けられている。データロガー３３０は、移動メッセージディスパッチャ３１０内のデータログ（移動メッセージディスパッチャログ）を記憶する。データロガー３４０は、シミュレーションコンダクタ３２０内のデータログ（コンダクタログ）を記憶する。

バックエンドサーバ４００には、データロガー４１０が設けられている。データロガー４１０は、バックエンドサーバ４００内のデータログ（サービスシステムログ）を記憶する。

シミュレーションが中断された場合、シミュレーションコンダクタ３２０は、上記の各データロガーに記憶されたデータログを用いることによって、過去の任意の時点からシミュレーションを巻き戻し再スタートすることができる。

また、ＭＡＳシステム１００は、サービスシステムログ集約部５００、エージェント移動ログ集約部５１０、シミュレーションコアログ集約部５２０、アセット情報データベース５３０、時空間データベース５４０、及びビューワ５５０を備える。これらは、シミュレーション結果評価用のコンピュータにインストールされている。

サービスシステムログ集約部５００には、データロガー２７０，４１０からデータログが集められる。サービスシステムログ集約部５００に集められたこれらのデータログは、サービスシステムに関するデータログである。このデータログから、サービスが正しく提供されたか評価することができる。また、物流ロボットのようなサービス用リソースの稼働率を含むサービス提供上の着目点について評価することもできる。

エージェント移動ログ集約部５１０には、データロガー２５０，２６０，３３０，３４０からデータログが集められる。エージェント移動ログ集約部５１０に集められたこれらのデータログは、エージェントの移動に関するデータログである。このデータログから、エージェントの正常動作を確認することができる。また、エージェントの重なりのような問題の有無も確認することができる。シミュレーションの途中でエラーが発生した場合には、データログからシミュレーション内容が有効と想定される時間範囲を出力することができる。

シミュレーションコアログ集約部５２０には、データロガー２８０とエージェント移動ログ集約部５１０とからデータログが集められる。シミュレーションコアログ集約部５２０に集められたこれらのデータログは、シミュレーションの着目点に関するデータログである。このデータログから、歩行者についてのシミュレーションであれば人の密度、ロビットのシミュレーションであれば内部の判断結果などの着目点について評価することができる。

アセット情報データベース５３０には、ＢＩＭ／ＣＩＭデータ或いはＢＩＭ／ＣＩＭデータから変換された建造物などの固定物の３次元情報と、各エージェントの３次元情報とが格納されている。

時空間データベース５４０には、シミュレーション用の仮想データが格納されている。サービスシステムログ集約部５００、エージェント移動ログ集約部５１０、及びシミュレーションコアログ集約部５２０で集約された各データログに基づく評価結果は、時空間データベース５４０の仮想データに反映される。

ビューワ５５０は、アセット情報データベース５３０に格納されている固定物やエージェントの３次元情報と、時空間データベース５４０に格納されている仮想データとを用いて仮想世界２をモニタに表示する。

５．ＭＡＳシステムの物理構成
ＭＡＳシステム１００の物理構成について説明する。図１８は、ＭＡＳシステム１００の物理構成の一例を示す図である。ＭＡＳシステム１００は、例えば、同一のサブネット３０上に配置された複数のコンピュータ１０で構成することができる。さらに、サブネット３０と別のサブネット３２とをゲートウェイ４０によって接続することにより、サブネット３２上に配置された複数のコンピュータ１０までＭＡＳシステム１００を拡大することができる。

図１８に示す例では、ソフトウェアであるセンターコントローラ３００は１つのコンピュータ１０にインストールされている。ただし、センターコントローラ３００の機能を複数のコンピュータ１０に分散させてもよい。

また、ＭＡＳシステム１００は、複数のバックエンドサーバ４００を備えている。図１０に示す例では、それぞれのバックエンドサーバ４００が別々のコンピュータ１０にインストールされている。ただし、バックエンドサーバ４００の機能を複数のコンピュータ１０に分散させてもよい。また、１つのサーバを複数サーバに分割する仮想化技術によって、１つのコンピュータ１０に複数のバックエンドサーバ４００をインストールしてもよい。

図１８に示す例では、１つのコンピュータ１０に複数のエージェントシミュレータ２００がインストールされている。１つのコンピュータ１０の上で複数のエージェントシミュレータ２００を独立して動作させる手法としては仮想化技術を用いることができる。仮想化技術としては仮想マシンでもよいしコンテナ仮想化でもよい。１つのコンピュータ１０に同一種類の複数のエージェントシミュレータ２００をインストールしてもよいし、種類の異なる複数のエージェントシミュレータ２００をインストールしてもよい。なお、１つのコンピュータ１０に１つのエージェントシミュレータ２００のみがインストールされていてもよい。

以上のように、ＭＡＳシステム１００は、単一のコンピュータによる処理ではなく、複数のコンピュータ１０を用いた並列分散処理を採用する。これにより、コンピュータの処理能力によって仮想世界２に搭乗させるエージェントの数が制限されることや、コンピュータの処理能力によって仮想世界２で提供されるサービスの数が制限されることを防ぐことができる。つまり、ＭＡＳシステム１００によれば、並列分散処理による大規模なシミュレーションが可能である。

６．その他
仮想世界２を外から観察するための観察用エージェントを設けても良い。観察用エージェントは、例えば、街角カメラのような定置物体でもよく、カメラを備えたドローンのような移動物体であってもよく、もちろん歩行者であってもよい。観察用エージェントが備える物理エンジンの出力をモニタにつなぐことによって、観察用エージェントの視点で仮想世界２を観察することができる。

上述の実施形態では、剰余時間率そのものが速度比を制御するための指標値として用いられているが、剰余時間率と相関する値であれば他の数値を指標値とすることもできる。例えば、１から剰余時間率を差し引いて得られる値であっても指標値として用いることができる。

２ 仮想世界（シミュレーション対象世界）
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ エージェント
１０ コンピュータ
３０，３２ サブネット
４０ ゲートウェイ
１００ マルチエージェントシミュレーションシステム
２００ エージェントシミュレータ
２０１ 歩行者エージェント用エージェントシミュレータ
２０２ 自律ロボット／車両エージェント用エージェントシミュレータ
２０３ ＶＲ歩行者エージェント用エージェントシミュレータ
２０４ 路側センサエージェント用エージェントシミュレータ
２１０ 送受信コントローラ
２２０ ３Ｄ物理エンジン
２３０ サービスシステムクライアントシミュレータ
２４０ シミュレータコア
３００ センターコントローラ
３１０ 移動メッセージディスパッチャ
３２０ シミュレーションコンダクタ
４００ サービスシステム用バックエンドサーバ

Claims (14)

1. 相互作用する複数のエージェントを用いて対象世界をシミュレーションするマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記複数のエージェントのエージェント毎に設けられ、メッセージの交換によってエージェント同士を相互作用させながら各エージェントの状態をシミュレーションする複数のエージェントシミュレータと、
   前記複数のエージェントシミュレータの前記対象世界のシミュレーションへの参加と前記対象世界のシミュレーションからの離脱とを管理するセンターコントローラと、を備え、
   前記センターコントローラは、前記対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させる
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
2. 請求項１に記載のマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記センターコントローラは、前記対象世界のシミュレーションから或るエージェントシミュレータを離脱させた場合、残りのエージェントシミュレータに対して前記或るエージェントシミュレータの離脱を通知する
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
3. 請求項１又は２に記載のマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記センターコントローラは、前記複数のエージェントシミュレータ間のメッセージの送受信を制御し、メッセージの送信が遅れているエージェントシミュレータを検出した場合、当該エージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させる
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記複数のエージェントシミュレータのそれぞれは、他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延を判定し、前記他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延が認められた場合には、前記センターコントローラに離脱を申し出て、
   前記センターコントローラは、離脱を申し出たエージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させる
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記マルチエージェントシミュレーションシステムは、実世界の時間の流れに対する前記対象世界の時間の流れの速度比を可変に構成され、
   前記センターコントローラは、前記対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させながら前記速度比を上昇させる
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記複数のエージェントシミュレータは、メッセージを送信する時間粒度を調整可能な可変時間粒度エージェントシミュレータを含み、
   前記可変時間粒度エージェントシミュレータは、前記対象世界の時間の流れに処理が追い付いていない場合、所定の許容範囲内で時間粒度を大きくする
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーションシステムにおいて、
   前記センターコントローラは、前記複数のエージェントシミュレータのうちの所定数のエージェントシミュレータが前記対象世界のシミュレーションから離脱した場合、前記対象世界のシミュレーションを中断し、所定時間過去の状態に戻ってから前記対象世界のシミュレーションを再開する
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーションシステム。
8. 相互作用する複数のエージェントを用いて対象世界をシミュレーションするマルチエージェントシミュレーション方法であって、
   前記複数のエージェントのエージェント毎に設けられた複数のエージェントシミュレータの間でメッセージの交換を行い、前記メッセージの交換によってエージェント同士を相互作用させながら各エージェントの状態をシミュレーションすることと、
   センターコントローラによって前記複数のエージェントシミュレータの前記対象世界のシミュレーションへの参加と前記対象世界のシミュレーションからの離脱とを管理し、前記対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させることと、を含む
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。
9. 請求項８に記載のマルチエージェントシミュレーション方法において、
   前記対象世界のシミュレーションから或るエージェントシミュレータを離脱させた場合、前記センターコントローラに、残りのエージェントシミュレータに対して前記或るエージェントシミュレータの離脱を通知させる
   ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。
10. 請求項８又は９に記載のマルチエージェントシミュレーション方法において、
    前記複数のエージェントシミュレータ間のメッセージの送受信を制御させ、メッセージの送信が遅れているエージェントシミュレータを検出した場合、前記センターコントローラに、当該エージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させることを実行させる
    ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。
11. 請求項８乃至１０の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーション方法において、
    前記複数のエージェントシミュレータのそれぞれに、他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延を判定させ、前記他のエージェントシミュレータに対する処理の遅延が認められた場合には、前記センターコントローラに離脱を申し出させ、
    前記センターコントローラに、離脱を申し出たエージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させることを実行させる
    ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。
12. 請求項８乃至１１の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーション方法において、
    実世界の時間の流れに対する前記対象世界の時間の流れの速度比を可変にし、
    前記センターコントローラに、前記対象世界の時間の流れに処理が追い付いていないエージェントシミュレータを前記対象世界のシミュレーションから離脱させながら前記速度比を上昇させることを実行させる
    ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。
13. 請求項８乃至１２の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーション方法において、
    前記複数のエージェントシミュレータがメッセージを送信する時間粒度を調整可能な可変時間粒度エージェントシミュレータを含み、前記可変時間粒度エージェントシミュレータが前記対象世界の時間の流れに処理が追い付いていない場合、前記可変時間粒度エージェントシミュレータに、所定の許容範囲内で時間粒度を大きくさせる
    ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。
14. 請求項８乃至１３の何れか１項に記載のマルチエージェントシミュレーション方法において、
    前記複数のエージェントシミュレータのうちの所定数のエージェントシミュレータが前記対象世界のシミュレーションから離脱した場合、前記センターコントローラに、前記対象世界のシミュレーションを中断させ、所定時間過去の状態に戻ってから前記対象世界のシミュレーションを再開させる
    ことを特徴とするマルチエージェントシミュレーション方法。

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