研究の概要
EV普及が進む中、集合住宅や職場・商業施設における共用充電設備の容量は常に不足しがちである。複数台のEVが異なる到着時刻・出発時刻・緊急度で充電を競合する場合、従来の単純な先着順や時間割り当て方式では、利用者の公平性と系統への需要集中回避を同時に達成することができない。
本論文は、金銭的対価を用いない「カルマ経済（Karma Economy）」という新概念をEV充電管理に導入し、充電設備への公平・効率的なアクセスを実現する手法を提案した。利用者は非売買可能なカルマトークンを受け取り、各時間帯のオークションで入札する。落札者が充電を獲得し、支払ったカルマは他の参加者に再分配される閉じた経済システムを形成する。動的集団ゲーム（Dynamic Population Game）のフレームワークを拡張し、充電状態（SoC）ダイナミクスと出発デッドライン制約を組み込んでいる。
主な発見・成果
- ナッシュ均衡の存在証明: このカルマオークションシステムに定常ナッシュ均衡が存在することを数学的に証明し、安定した自律的な充電行動が実現することを示した
- ベンチマーク手法との比較: 従来型スケジューリングと比較して「明確な優位性」を確認。デッドライン到達（充電未完了リスク）と緊急度対応のバランスが大幅に改善
- 公平性と効率性の両立: 金銭的取引なしに、利用者の充電ニーズへの公平なアクセスが市場メカニズム的に実現される
- スケーラビリティ: 大規模EV集合体に対応可能な動的集団ゲーム理論に基づく設計
実務への応用
EV充電インフラ事業者・施設オーナー・系統運用者への示唆：（1）集合住宅・オフィスビル・工場の共用充電設備管理において、カルマ型非金銭配分システムは利用者間の「不公平感」を排除しながら系統ピークを平準化する新しい選択肢になりうる。（2）金銭的インセンティブ（価格シグナル）ではなく利用者の行動ゲームによる需要管理は、電気料金規制の制約がある施設内での柔軟な需要シフトに適している。（3）EV増加に伴う電力系統の需要集中問題に対し、EV充電の「社内通貨」的管理システムの設計参考として活用できる。企業フリートのEV化においても、公平な充電機会の確保と電力コスト管理の両立に応用可能。