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Developing and utilizing mathematical models for equitable accessibility in the integration of public facilities

Research Project

Project/Area Number 20H02389
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 25010:Social systems engineering-related
Research InstitutionNara University of Education

Principal Investigator

FURUTA Takehiro  奈良教育大学, 教育連携講座, 教授 (60453825)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 諸星 穂積  政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (10272387)
佐々木 美裕  南山大学, 理工学部, 教授 (20319297)
田中 健一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90408724)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsオペレーションズ・リサーチ / 都市計画 / 公共施設・サービス / 数理計画モデル / 数理最適化 / 施設配置 / 公平性指標 / 施設の統廃合 / 施設配置問題 / 公共サービス
Outline of Research at the Start

本研究の目的は,将来の需要の変化を踏まえて,公共施設へのアクセシビリティという観点から,公平性を長期的に維持できる統廃合計画立案のための数理モデルを開発することである.具体的には,以下の3点を開発することで目的の達成を図る.1) 病院や学校などの統廃合事例に基づいて,施設の利用者の移動距離やコストなどの様々な要素を踏まえつつ,公平性を考慮した新しい評価指標,2) 開発する評価指標に基づいた統廃合および将来の転用のための統廃合計画モデルおよびその解法 3) アクセシビリティの低い住民に対する代替交通網の設計と統廃合のための施設配置の同時最適化モデルおよびその解法,である.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a mathematical model for formulating integration plans that can maintain equity in terms of accessibility to public facilities over the long-term, taking into account future changes in demand. Specifically, by analyzing actual cases of consolidation of hospitals and schools, we proposed equity indices that consider the travel distances and costs for facility users. We then developed a mathematical programming model for consolidation based on these indices, and conducted a comparative analysis of accessibility between the current situation and the proposed plans using real data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人口減少社会において公共施設は、今後減少を余儀なくされる可能性が高いと考えられる。本研究では、病院や学校などの公共施設を対象として、統廃合の影響をアクセシビリティの観点から分析することに着目した。これまでに必ずしも十分に扱われていない公共施設に求められる公平性に基づく数理モデルを提案した。さらに、現実の地理空間データを用いた計算結果と実際の統廃合事例とを比較し、統廃合のアクセシビリティの観点からの影響に関する定量的な分析の可能性を示した点で意義があったと考える。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Passengers' multiple choices on OD paths in a point-to-point airline network design2023

    • Author(s)
      Jinha Hibino, Shungo Koichi, Mihiro Sasaki
    • Journal Title

      Proceedings of International Symposium on Scheduling 2023

      Volume: なし Pages: 42-47

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determining optimal set of railway stations to open flow-intercepting facilities for railway commuters in the Chukyo metropolitan railway network2022

    • Author(s)
      田中健一
    • Journal Title

      Journal of the City Planning Institute of Japan

      Volume: 57 Issue: 3 Pages: 1010-1017

    • DOI

      10.11361/journalcpij.57.1010

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • Year and Date
      2022-10-25
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cooperation and competition to design a point-to-point airline network under regulation for a new entry2022

    • Author(s)
      HIBINO Jinha、KOICHI Shungo、FURUTA Takehiro、SASAKI Mihiro
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      Volume: 16 Issue: 4 Pages: JAMDSM0044-JAMDSM0044

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2022jamdsm0044

    • ISSN
      1881-3054
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analytical method for deriving distance distributions in continuous networks in which travelers visit exactly one facility between origin and destination2022

    • Author(s)
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      Volume: 16

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The maximum expected flow interception problem in a competitive environment2021

    • Author(s)
      谷口 航一, 田中 健一
    • Journal Title

      Journal of the City Planning Institute of Japan

      Volume: 56 Issue: 3 Pages: 539-546

    • DOI

      10.11361/journalcpij.56.539

    • NAID

      130008107671

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • Year and Date
      2021-10-25
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The flow interception location model with congestion cost based on the number of facility users and its heuristic solution method2020

    • Author(s)
      丹野 一輝, 田中 健一
    • Journal Title

      Journal of the City Planning Institute of Japan

      Volume: 55 Issue: 3 Pages: 467-474

    • DOI

      10.11361/journalcpij.55.467

    • NAID

      130007930094

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • Year and Date
      2020-10-25
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A continuous districting model focusing on intra- and inter-zonal squared distances and its Voronoi-based heuristic2020

    • Author(s)
      Keitaro Morimoto, Ken-ichi Tanaka
    • Journal Title

      International Transactions in Operational Research

      Volume: 28 Issue: 3 Pages: 1109-1134

    • DOI

      10.1111/itor.12893

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Logarithmic Gini mean difference measure for apportionment problem2020

    • Author(s)
      Hozumi Morohosi
    • Journal Title

      JSIAM Letters

      Volume: 12 Issue: 0 Pages: 69-71

    • DOI

      10.14495/jsiaml.12.69

    • NAID

      130007931201

    • ISSN
      1883-0609, 1883-0617
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 救急車配置のためのシミュレーションと最適化モデル2020

    • Author(s)
      古田 壮宏 , 諸星 穂積
    • Journal Title

      オペレーションズ・リサーチ

      Volume: 65 Pages: 484-490

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Monte Carlo estimation of equity measures for apportionment problem2023

    • Author(s)
      Hozumi Morohosi
    • Organizer
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-facility Continuous Minisum Location Problems in which Potential Facility Sites and Demand Points are Restricted to Polygons2023

    • Author(s)
      Ken-ichi Tanaka, Yuki Hiraoka, Osamu Kurita, Yasushi Narushima
    • Organizer
      ISOLDE XVI: International Symposium on Locational Decisions
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 道路網上の固定施設に対する需要割当問題2023

    • Author(s)
      田中健一・柳浦睦憲
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2023年春季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 配置候補点および需要点が多角形に限定されたミニサム型の複数施設配置問題とその解法2023

    • Author(s)
      平岡佑樹・田中健一・栗田治・成島康史
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2023年春季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ポイント・トゥ・ポイント型航空ネットワーク設計に対する利用者配分の導入2023

    • Author(s)
      日比野尋伯・小市俊悟・佐々木美裕
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2023年春季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ジニ係数を最小化する議席配分を求める2つの割当法の比較2022

    • Author(s)
      諸星穂積
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2022年秋季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 中京都市圏の鉄道利用者を対象とした駅への立寄り易さ2022

    • Author(s)
      田中健一
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2022年秋季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規参入制約下における協力と競合を考慮した航空ネットワーク設計モデル2022

    • Author(s)
      日比野尋伯, 小市 俊悟, 古田 壮宏, 佐々木 美裕
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 各期における施設の受け持ち需要の均等化を目的とした施設の配置および閉鎖順序決定モデルと2次元平面における数値例2022

    • Author(s)
      松浦慶太, 田中健一
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多期間の意思決定を考慮した施設の新設・廃止計画のための数理モデル2022

    • Author(s)
      鴫原有美, 田中健一
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Point-to-point airline network design under cooperation and competition2021

    • Author(s)
      Jinha Hibino, Shungo Koichi, Takehiro Furuta, Mihiro Sasaki
    • Organizer
      International Symposium on Scheduling 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trip length distribution of shortest travel path that includes a visit to a facility on a continuous network2021

    • Author(s)
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • Organizer
      International Symposium on Scheduling 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 確率的に閉鎖が生じる施設を想定した施設の受け持ち需要均等化のための数理モデル2021

    • Author(s)
      松浦慶太, 田中健一
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年秋季研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] 「第5章 議席配分における最低議席数の影響に関するシミュレーション分析」:選挙・投票・公共選択の数理2022

    • Author(s)
      諸星穂積(編 大山達雄)
    • Total Pages
      21
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      9784320019560
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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