An analysis of dynamic network traffic flow based on the game theory for advanced transport management
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20K14843
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Satsukawa Koki 東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40867347)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 動的交通量配分 / 粒子モデル / ゲーム理論 / 交通制御 / Nash均衡 / 安定性 / 出発時刻選択 / システム最適 |
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| Outline of Research at the Start |
近年の情報通信技術の進展は個車単位での動的な交通制御を可能としつつある．一方，新技術を交通システムに望ましい形で適用するには，技術が個別利用者の交通行動とその総体であるネットワーク交通流に与える影響を解明する必要がある．本研究は，ゲーム理論を用いて新技術導入時の交通流を利用者の挙動変化から演繹的に解析し，合理的な交通システム設計の基礎理論を構築するそのために，個別利用者からなる交通流を表現する粒子モデルの拡張や交通流予測に有用な均衡状態の数理特性の解析を通して，ゲーム理論を活用した交通流解析理論を再構築する．そして，ケーススタディを行い理論の新技術評価における応用可能性を示す．
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to apply new technologies to transport systems in a desirable form, it is necessary to clarify the influence of the technology on the transport behaviour of individual users and on network traffic flows. This study developed a method to deductively analyse the traffic flow at the introduction of new technology from the user's behaviour using game theory. The results of this analysis reveal the dynamic characteristics (convergence and stability) of network traffic flows under the congestion charging and signal control schemes, and provide important insights into the effectiveness of each control scheme. Moreover, we clarified the relationship between network traffic problems and game classes where knowledge about theoretical properties of equilibrium is accumulated. This contributes to the foundations for rigorous theoretical and numerical analysis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の最大の特色は，ゲーム理論を通して，個別利用者のミクロな特性(交通選択行動)とネットワーク交通流のマクロな特性(均衡特性，交通性能)を繋ぐ点にある．交通工学で長年研究が進展してきた均衡理論を活用しつつ，新技術導入（例えば個車レベルの自律分散型制御）の影響評価をネットワークで行うための理論的基礎が構築される．さらに本研究は，個別利用者を取り扱う粒子モデルの，ネットワーク交通流の特性を理論的に解析する手段としての新たな可能性を提示している．加えて，本研究はゲーム理論や計算機科学などの分野と関係しており，これらに対して理論的・実践的課題を提示する点で，学術的波及効果も高い．
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Report
(4 results)
Research Products
(15 results)
