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Improvment of two-dimensional mixed traffic flow in developing countries using vehicles' order

Research Project

Project/Area Number 19K15246
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 25010:Social systems engineering-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications (2021-2022)
Ritsumeikan University (2019-2020)

Principal Investigator

Nagahama Akihito  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (40822797)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords新興国道路交通 / 二次元混合交通 / 車両の群れ / 交通シミュレーション / 車列改善 / 2次元車種混合交通 / 偏析現象 / 安定車列 / ドライバーの反応遅れ / 交通渋滞 / 新興国 / 混合交通 / 車列順
Outline of Research at the Start

現在一部の新興国では、乗用車やバイク、自動三輪車などが車線のない道路を走行する交通(二次元混合交通)が見られ、その渋滞問題は年々深刻化しています。

車線が守られた状態で様々な車両が走行する交通を想定してみると、既に車両の並び順(車列順)によって渋滞しやすさが変化することが知られています。
二次元混合交通でも、車列順を適切に制御することで渋滞しづらい交通が実現できると期待されるため、本研究では実際の新興国交通に数理的手法を適用し、車列順の改善点を見つけます。

この研究で改善点を見つけることができれば、自動運転等技術を用い、インフラを効率的に利用する低コストな渋滞対策につながると期待されます。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to propose a method to search for features of vehicle order and find points for improvement to improve traffic in developing countries (two-dimensional mixed traffic) in which various types of vehicles travel not following lanes. Specifically, we worked on (1) measuring the effects of vehicles on each other in mixed traffic, (2) extracting features of the vehicle order based on a behavioral model of vehicles, and (3) proposing a method to search for points to improve the order. Through these activities, we developed an algorithm for quantitatively detecting improvements in vehicle order, albeit to a limited extent. In addition, characteristic phenomena in two-dimensional mixed traffic (influence of delayed reactions on the occurrence of traffic jams/ herding behavior of specific vehicle types) were discovered.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の第一の意義は、車列順による交通流改善という手法の実現可能性を示した点にある。交通流を個々の車両の行動によって改善する手法は既に提案されているが、車両タイプ毎の特徴的な行動まで考慮し活かす手法は存在しなかった。第二の意義は、(時として異なる車両タイプまでも)群れを形成することを定量的に発見した点である。これは車両交通の中で見られる創発現象として定性的にも指摘されてこなかった。
これらを通じて本研究は「何らかのメリットを求める中で創発的にグループ行動を起こす異種エージェント群」の存在を示唆し、また「グループ行動が全体の流れにいかに影響し、制御しうるか」という新たな問題を提起した。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Detection of leader-follower combinations frequently observed in mixed traffic with weak lane-discipline2021

    • Author(s)
      Nagahama Akihito、Wada Takahiro、Yanagisawa Daichi、Nishinari Katsuhiro
    • Journal Title

      Physica A: Statistical Mechanics and its Applications

      Volume: 570 Pages: 125789-125789

    • DOI

      10.1016/j.physa.2021.125789

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Analysis of Connection Characteristics between Random Sections and Patternaized Groups in No-lane Heterogeneous Traffic2022

    • Author(s)
      Akihito Nagahama, Kenji Tanaka, Katsuhiro Nishinari
    • Organizer
      The 4th ASEAN - UEC Workshop on Informatics and Engineering
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prototype models for predicting vehicle types generated in heterogeneous traffic simulation2022

    • Author(s)
      Akihito Nagahama, Takahiro Wada, Keiki Takadama, Daichi Yanagisawa, Katsuhiro Nishinari, Kenji Tanaka
    • Organizer
      Traffic and Granular Flow 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possibilities for Research on Heterogeneous Traffic -From the viewpoint of a Japanese researcher-2022

    • Author(s)
      Akihito Nagahama
    • Organizer
      Traffic and Granular Flow 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 渋滞緩和に向けた交通流率と車列の不安定性を考慮した進化計算よる車両順最適化2022

    • Author(s)
      古屋敬祐, 中理怡恒, 河野航大, 長濱章仁, 佐藤寛之, 高玉圭樹
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 第49回 知能システムシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Certain Types of Vehicles in Heterogeneous Traffic in India Tend to Gather2021

    • Author(s)
      Akihito Nagahama, Takahiro Wada, Daichi Yanagisawa, and Katsuhiro Nishinari
    • Organizer
      The 14 th International Conference of Eastern Asia Society for Transportation Studies
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新興国交通で見られる特徴的な車列順の再現2021

    • Author(s)
      長濱章仁, 三谷友彦
    • Organizer
      第441回生存圏シンポジウム生存圏ミッションシンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 特定車種の群れに関する統計的検証2020

    • Author(s)
      長濱章仁, 和田隆広, 柳澤大地, 西成活裕
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会(SSI2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 多様な車種が入り交じる自動車交通の微視的解析2020

    • Author(s)
      長濱章仁
    • Organizer
      京都大学生存圏研究所学際萌芽研究センター第254回定例オープンセミナー
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 新興国交通で見られる特徴的な車列順の抽出2020

    • Author(s)
      長濱章仁
    • Organizer
      京都大学生存圏研究所第425回生存圏シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Response time and deceleration affected by lateral shift of leaders in vehicular traffic with weak lane discipline2019

    • Author(s)
      Akihito Nagahama, Takahiro Wada
    • Organizer
      Traffic and Granular Flow 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Nagahama Lab.

    • URL

      https://sites.google.com/view/nagahama-lab

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] Nagahama Lab. (English)

    • URL

      https://sites.google.com/view/nagahamalab-e/home

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 交通渋滞予防、又は、予防及び緩和方法、並びに、制御装置2019

    • Inventor(s)
      長濱章仁
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人立命館
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-165966
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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