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Development of network-scale traffic state estimation method considering the uncertainty of road condition caused by natural disaster

Research Project

Project/Area Number 21K20440
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0303:Civil engineering, social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Tani Ryuichi  北海道大学, 工学研究院, 助教 (80908426)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords冬期道路管理 / 交通状態推定 / 均衡配分 / 道路ネットワークの不確実性 / 移動時間信頼性 / 確率的交通容量 / 交通データ観測 / 冬季道路管理
Outline of Research at the Start

自然災害によって,道路の走行性能は段階的に機能低下する.ネットワーク規模で道路の走行性能が変化すると,移動時間が増加するため,これを緩和するための技術開発が必要である.本研究では,自然災害によって道路の走行性能が段階的に変化する点に着目し,走行性能の変化を道路ネットワーク規模で推定する手法を開発する.路面状態の種類に対応する,固有なネットワーク均衡状態を事前に推定することで,ドライバーに信頼できる移動時間情報を提供することを目的とする.まず,各路面状態に固有な走行性能の確率的変化を解明し,ネットワーク全体の路面状態に応じた,移動時間信頼性を考慮した経路情報をドライバーに提供する技術開発を行う.

Outline of Final Research Achievements

This study developed a methodology to estimate the driving performance of a road network considering the fluctuation of the driving performance of a road network depending on the change in the road conditions caused by natural disaster. Firstly, focusing on the fluctuation of the traffic flow characteristics depending on the winter road conditions, we proposed a method to estimate a stochastic link capacity depending on the snow width. The model was verified by using the data observed in Sapporo city. Secondary, assuming the usage of the network-scaled traffic data observed incompletely and spatiotemporally, we developed a method to estimate network-scaled traffic states as a multivariate random variable. The proposed model is formulated as a maximum likelihood problem constrained to the equilibrium model to overcome the data shortage.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の意義は,天候や気候条件といった道路環境の違いを考慮して,道路の走行性能指標の確率的な特徴を明らかにする手法を開発した点と,道路利用者の経路選択行動を考慮した上で,道路ネットワークレベルの交通状態を推定する手法を開発した点である.前者について,道路環境の違いによって道路リンクの交通容量の確率的特性が変化することが定性的に説明されてきたがこの変化を定量的に説明する手法を開発した.後者について,地方のように高密度・高頻度な交通観測が実現できない地域では,観測データから交通状態を統計的に推定するのが難しい.そこで,観測機会の不足を均衡配分モデルの利用によって補う最尤推定モデルを開発した.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Estimation of stochastic link capacity and link performance function including uncertainty of driver’s behaviour2023

    • Author(s)
      T.Kato, K.Uchida, R.Tani, K.Munehiro
    • Journal Title

      Transportmetrica A: Transport Science

      Volume: - Issue: 1

    • DOI

      10.1080/23249935.2023.2218943

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Network-level traffic state estimation method for multiple time periods considering the missing traffic data2023

    • Author(s)
      Ryuichi Tani, Kenetsu Uchida, Anthony Chen
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Transport Network Resilience
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Method for Estimation of Traffic States Considering Floating Car Data in a Large Network2023

    • Author(s)
      Duan Kaifeng, Ryuichi Tani, Kenetsu Uchida, Keita Zushi, Osamu Nagaoka
    • Organizer
      The 15th International Conference of the Eastern Asia Society for Transportation Studies 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Method for Estimation of Traffic States Considering Floating Car Data in a Large Network2023

    • Author(s)
      Duan Kaifeng, Ryuichi Tani, Kenetsu Uchida, Keita Zushi, Osamu Nagaoka
    • Organizer
      第67回土木計画学研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] An Efficient Estimation Method for Traffic States Using Incomplete Floating Car Data in a Large Network2023

    • Author(s)
      Duan Kaifeng, Ryuichi Tani, Kenetsu Uchida, Keita Zushi, Osamu Nagaoka
    • Organizer
      令和5年度土木学会全国大会 第78回年次学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ベイズ推論に基づく堆雪幅の確率的な予測2022

    • Author(s)
      峪龍一,加藤哲平,内田賢悦,宗廣一徳
    • Organizer
      第65回土木計画学研究発表会・春大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 降雪時の路面状況を考慮したマクロ交通流モデルと交通容量の推定に関する研究2022

    • Author(s)
      加藤哲平,峪龍一,内田賢悦,宗廣一徳
    • Organizer
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 大規模道路ネットワークでの複数時間帯の交通状態推定の演算効率化2022

    • Author(s)
      川村雄斗,峪龍一,内田賢悦
    • Organizer
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 冬季における路面条件の違いを考慮した交通流パラメータの確率的推定2021

    • Author(s)
      峪龍一
    • Organizer
      第64回土木計画学研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2025-01-30  

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