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災害時に渋滞位置を即時予測する手法の開発:災害に強い道路ネットワーク構築へ

Research Project

Project/Area Number 20K15004
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research (2021-2023)
Kobe University (2020)

Principal Investigator

楳本 大悟  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 研究員 (80812883)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords交通流 / 災害 / 社会シミュレーション / 計算社会科学 / ビッグデータ分析 / 交通シミュレーション / 防災・減災
Outline of Research at the Start

災害に伴って深刻な渋滞が生じることがある。そのような切迫した状況においては、限られた最新情報から復旧や避難の優先順位を決められるような、リアルタイム分析手法が必要かつ有効と考えられる。申請者はこれまでの研究で、ネットワーク構造そのものが原因で道路使用率に大きな偏りが生じて渋滞が起こることを発見し、道路ネットワークそのものに潜むボトルネックが渋滞の原因であるとの示唆を得た。本研究ではこれを踏まえ、災害で変化した道路ネットワークからボトルネックの位置を特定し、限定された情報からリアルタイムに都市全体の交通を推定し、さらに災害時にも渋滞しづらい道路ネットワークを作るための知見を獲得する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、前年度に環境構築した人流シミュレーションフレームワークを用いて、シミュレーションをさらに現実寄りに拡張し、短時間でシミュレーションを実施し、政策提案が可能となるような網羅的シミュレーションの実施に着手した。シミュレーションに用いた領域は前年度と比して倍加しているうえ、より大規模な災害が生じたケースとして、区内全域に出勤してきている10万人程度の人が一斉に避難(徒歩帰宅)を実施するシナリオを実行できる環境を年度前半にまず整え、計算量を検討しながら、マルチパラメータ空間における最適戦略探索タスクの実行可能性を探った。また、どの箇所がボトルネックとして振る舞うか推定する手法を確立した。これらの結果は交通流数理研究会にて口頭発表するとともに、査読付き論文として投稿・出版した。並行して、前年度に実施したシミュレーション構築に関する論文をISAROB学会誌に投稿・出版した。また年度後半には、上記の大規模な徒歩帰宅に加え、逃げ場のない人々を一時避難施設に避難させる精緻なシナリオ構築に着手した。行政により、これらの人々はいったん公園に集めてから20個を超える一時避難施設に配分することが計画されているが、公園の出入り口として4つの候補の中から、最適な組み合わせを網羅的に全可能性の中から短時間で導出するシステムを構築した。これは動的に避難経路=ネットワークを変更しながら最適避難戦略を探る、すなわち災害時における最適な避難経路ネットワークの設計を導き出す手法を確立したことを意味する。本手法により得られた結果は施策に反映されたほか、実装例・手法提唱として国際会議AROBとして口頭発表したほか、論文としても投稿を完了した。続く年度も引き続き、出版に向けて準備を整えていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

歩行者シミュレーションへのフレームワークの変更を実施したことにより、計算量がリーズナブルとなり、実際に都市規模で、短時間のうちにボトルネック箇所を推定し、これに基づいて政策提案が可能な結果を導出することが可能なシステムの構築に成功した。これは実際に行政の期待に応える結果となり、当初の研究目標の達成に該当すると考える。今後はさらに別のシナリオや道路ネットワークでのシミュレーション実装も期待されるなど、社会における有効性も示せているため、おおむね順調であると評価する。

Strategy for Future Research Activity

昨年度に挙げた研究成果のとりまとめ(論文報告)を引き続き進める。また、垂直避難等の多層的な新しいネットワークにおけるシミュレーションの実施が期待されているため、平面を脱した立体的なネットワークに対応可能なシミュレーションの実施、別の状況にも適用可能、すなわちさらに一般的な、最適なネットワークの設計(避難経路の設定)手法の導出を計画している。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Urban scale pedestrian simulation in Kobe City center2024

    • Author(s)
      Umemoto Daigo、Kikuchi Maiko、Terui Ayako、Abe Koutarou、Shimizu Ryuushi、Hirashige Katsuki、Ito Nobuyasu、Noda Itsuki
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics

      Volume: 29 Issue: 2 Pages: 211-217

    • DOI

      10.1007/s10015-024-00941-y

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 神戸市中心部における徒歩帰宅シミュレーション2023

    • Author(s)
      楳本大悟, 菊池麻衣子, 照井彩子, 安倍孝太郎, 土居菜々子, 小林実季, 伊藤伸泰, 野田五十樹
    • Journal Title

      交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集

      Volume: 29 Pages: 9-12

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] OD analysis of Hanshin Expressway ETC statistics2022

    • Author(s)
      Daigo Umemoto, Takashi Kamihigashi
    • Journal Title

      27th International Symposium on Artificial Life and Robotics

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Power-law Distribution in City-scale Traffic Simulation and Tree Structure in the Road Network2021

    • Author(s)
      Umemoto Daigo、Ito Nobuyasu
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 141 Issue: 12 Pages: 1388-1396

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.1388

    • NAID

      130008123511

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • Year and Date
      2021-12-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 阪神高速ETCデータの時間的規則性2021

    • Author(s)
      楳本大悟、上東貴志
    • Journal Title

      第27回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム 論文集

      Volume: 27

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Urban scale pedestrian simulation in Kobe City center2023

    • Author(s)
      Umemoto Daigo、Kikuchi Maiko、Terui Ayako、Abe Koutarou、Shimizu Ryuushi、Hirashige Katsuki、Ito Nobuyasu、Noda Itsuki
    • Organizer
      CCP2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Urban scale pedestrian simulation and analysisaround Kobe City center2023

    • Author(s)
      Umemoto Daigo、Kikuchi Maiko、Terui Ayako、Abe Koutarou、Shimizu Ryuushi、Hirashige Katsuki、Ito Nobuyasu、Noda Itsuki
    • Organizer
      ICIAM2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神戸市中心部における帰宅困難者シミュレーション2023

    • Author(s)
      楳本大悟, 菊池麻衣子, 照井彩子, 安倍孝太郎, 土居菜々子, 小林実季, 伊藤伸泰, 野田五十樹
    • Organizer
      日本物理学会第78回年次大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 神戸市中心部における徒歩帰宅シミュレーション2023

    • Author(s)
      楳本大悟, 菊池麻衣子, 照井彩子, 安倍孝太郎, 土居菜々子, 小林実季, 伊藤伸泰, 野田五十樹
    • Organizer
      第29回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Urban scale pedestrian evacuation scenario in Kobe City center2023

    • Author(s)
      Umemoto Daigo、Kikuchi Maiko、Terui Ayako、Abe Koutarou、Shimizu Ryuushi、Hirashige Katsuki、Ito Nobuyasu、Noda Itsuki
    • Organizer
      AROB29th
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神戸市中心部デジタルツインを用いた帰宅困難者避難シミュレーション2023

    • Author(s)
      楳本大悟, 菊池麻衣子, 照井彩子, 安倍孝太郎, 土居菜々子, 小林実季, 伊藤伸泰, 野田五十樹
    • Organizer
      CSSJ2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 神戸市中心部デジタルツインと帰宅困難者シミュレーション2023

    • Author(s)
      楳本大悟, 菊池麻衣子, 照井彩子, 安倍孝太郎, 土居菜々子, 小林実季, 伊藤伸泰, 野田五十樹
    • Organizer
      ネットワーク生態学シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Urban scale pedestrian simulation in Kobe City center2023

    • Author(s)
      Daigo Umemoto
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神戸市中心部における都市スケール歩行者シミュレーション2023

    • Author(s)
      楳本 大悟
    • Organizer
      ネットワーク生態学研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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