数理最適化手法を活用した都市交通行動のマルチエージェント・シミュレーション

• Project/Area Number: 15K21157
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Control engineering/System engineering; Social systems engineering/Safety system
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 松本 卓也 神戸大学, 評価室, 助教 (00625642)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: マルチエージェントモデル / 都市交通シミュレーション / 最適化

Outline of Annual Research Achievements

前年度に構築した，数理最適化手法を用いた都市交通マルチエージェントシミュレーションにより，交通OD (Origin-Destination)，交通インフラ，および住民の意思決定パラメータに対する住民一人一人の交通行動選択シミュレーションを行うことが可能となった．本年度は，そのシミュレーションを都市に適用するためのデータ収集・解析について研究を進めた．そのひとつとして，交通インフラデータとしてフリーの地理情報データであるOpenStreetMapを用いる方法を構築した．これにより，シミュレーションの対象となるエリアの正確な交通インフラデータを半自動的に取得することが可能となる．また，前年度に収集した高校生とその家族数百人を対象とした交通行動に関するアンケートを元にした住人エージェントのパラメータ推定法として，住人の意思決定モデルによる交通行動とアンケート結果を集計した交通行動との齟齬を最小化する数理最適化モデルを構築し，Simulated Annealingを用いて解を導出する方法を示した．本研究は，推定したエージェントパラメータを用いたシミュレーションにより，現実の交通行動をある程度再現する結果を得られることを確認した．これらにより，本都市交通マルチエージェントシミュレーション手法の現実の交通の再現性を飛躍的に向上させることができ，実社会に対する詳細・正確な交通行動シミュレーションによる都市交通の解析および交通インフラの拡充への応用が期待される．

Research Products

• [Journal Article] Multi-agent Simulation Model of Urban Traffic Using Mathematical Optimization (2016)
  • Author(s): 松本卓也，榊原一紀，玉置久
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems Volume: 136 Issue: 2 Pages: 165-172
  • DOI: 10.1541/ieejeiss.136.165
  • NAID: 130005122329
  • ISSN: 0385-4221, 1348-8155
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 最適化指向マルチエージェント型交通シミュレーションにおけるパラメータ推定モデル (2016)
  • Author(s): 坂井篤司, 榊原一紀, 松本卓也, 大原誠, 玉置久
  • Organizer: 第10回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
  • Place of Presentation: 富山県民会館（富山・富山）
  • Year and Date: 2016-12-16
• [Presentation] 都市交通の最適化指向マルチエージェント・シミュレーションにおける交通行動パラメータの推定 (2016)
  • Author(s): 坂井篤司，榊原 一紀，松本卓也，大原誠，玉置久
  • Organizer: 第26回インテリジェント・システム・シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス（大阪・吹田）
  • Year and Date: 2016-10-27
• [Presentation] 数理最適化マルチエージェントモデルによる都市交通インフラシミュレーション (2016)
  • Author(s): 松本卓也，榊原一紀，大原誠，玉置久
  • Organizer: 平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
  • Place of Presentation: 神戸大学（兵庫・神戸）
  • Year and Date: 2016-08-31
• [Presentation] 交通アンケートに基づく都市交通の最適化指向マルチエージェントシミュレーションのパラメータ推定 (2016)
  • Author(s): 坂井篤司，榊原一紀，松本卓也，大原誠，玉置久
  • Organizer: 平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
  • Place of Presentation: 神戸大学（兵庫・神戸）
  • Year and Date: 2016-08-31
• [Presentation] Multi-agent Simulation with Mathematical Optimization of Urban Traffic Using Open Geographic Data (2016)
  • Author(s): Takuya Matsumoto, Kazutoshi Sakakibara, Makoto Ohara, Hisashi Tamaki
  • Organizer: 1st International Conference on Enterprise Architecture and Information Systems (EAIS 2016)
  • Place of Presentation: 熊本市国際交流会館（熊本・熊本）
  • Year and Date: 2016-07-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 地理データを利用した都市交通の数理最適化マルチエージェントシミュレーション (2016)
  • Author(s): 松本卓也, 榊原一紀, 大原誠, 玉置久
  • Organizer: 電気学会システム研究会「都市とエージェント技術」
  • Place of Presentation: 富山県民会館（富山県・富山市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 都市交通システムに対するマルチエージェント型最適化モデルと公共バス・ルート網設計への応用 (2016)
  • Author(s): 坂井篤司, 六川昇, 榊原一紀, 松本卓也, 大原誠, 玉置久
  • Organizer: 第28回自律分散システム・シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島大学東広島キャンパス（広島県・東広島市）
  • Year and Date: 2016-01-21
• [Presentation] Multi-agent simulation approach for optimizing the urban transportation systems (2015)
  • Author(s): K. Sakakibara, A. Sakai, T. Matsumoto and H. Tamaki
  • Organizer: World Engineering Conference and Convention 2015(WECC2015)
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2015-11-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 分枝限定法を利用した都市交通行動シミュレーションモデルを用いたバス路線最適化 (2015)
  • Author(s): 松本卓也, 榊原一紀, 玉置久
  • Organizer: 計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
  • Place of Presentation: 函館アリーナ（北海道・函館市）
  • Year and Date: 2015-11-18
• [Presentation] Bus Line Optimization Using Multi-agent Simulation Model of Urban Traffic Behavior of Inhabitants Applying Branch and Bound Techniques (2015)
  • Author(s): T. Matsumoto, K. Sakakibara and H. Tamaki
  • Organizer: The 34th Chinese Control Conference and SICE Annual Conference 2015 (CCC&SICE2015)
  • Place of Presentation: InterContinental Hangzhou Hotel (Hangzhou, China)
  • Year and Date: 2015-07-28
  • Int'l Joint Research