| Project/Area Number |
22H00222
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
奥村 誠 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (00194514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 俊介 法政大学, 理工学部, 教授 (20444482)
須ヶ間 淳 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (70978890)
山口 裕通 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (10786031)
神谷 大介 琉球大学, 工学部, 准教授 (30363659)
塚井 誠人 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (70304409)
杉下 佳辰 東京科学大学, 環境・社会理工学院, 助教 (70845263)
大井 尚司 大分大学, 経済学部, 教授 (00455479)
金子 雄一郎 日本大学, 理工学部, 教授 (40434112)
花岡 伸也 東京科学大学, 環境・社会理工学院, 教授 (90467027)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥40,430,000 (Direct Cost: ¥31,100,000、Indirect Cost: ¥9,330,000)
Fiscal Year 2025: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
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| Keywords | 交通計画 / 最適化 / ネットワーク計画 / 都市間交通 / ネットワーク / 都市間交通計画 / 交通ネットワーク / 公共交通 / レジリエンス / 幹線交通網 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では数理計画モデルを用いて，需要減少や施設の老朽化などの長期的影響に加え，自然災害や感染症等などの短期的インパクトからも迅速に回復して経済的，社会的，環境的な性能を提供できるネットワーク形状，サービスの提供頻度，運営費用の運賃負担方式の統一的な計画方法論を確立させる．特に，交通計画分野，交通経済学分野，数理計画分野の研究者との共同研究により，これらをアジア諸国にも適用できるレジリエントな幹線交通ネットワークの計画論に発展させることをめざす．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、需要減少、施設の老朽化、自然災害、感染症などの長期的・ 短期的インパクトから迅速に回復できる都市間交通のネットワーク形状、サービスの提供頻度、運営費用の運賃負担方式の統一的な計画方法論を確立させることを目的として，2022年度からの5年間の研究で、以下に示す問いの解決に取り組むこととした。 (A) リンクの途絶や所要時間の変化に基づく利用可能経路や利便性への断続的影響を内包したネットワーク計画問題は、どのような数理計画問題として表現できるか? (B) 利用者の運賃負担を基礎として経済的価値を実現するため、ネットワーク構造、交通量、運賃を同時決定する長期的整備問題を、どのような数理計画問題として扱うのか? (C) 環境負荷制約、パンデミック対応などの環境的価値、公平なモビリティの提供という社会的価値の各種のインパクトからの回復性を保証するためのレジリエンス計画は、どのような動学的数理計画問題で表現できるのか? (D) 実用サイズの問題を効率的に解くために、計算法をどのように改善すれば良いのか?
3年目の2024年度は、人口減少やIT業務化に伴う需要減少や施設老朽化などの長期的影響を踏まえて、都市間交通ネットワークの長期計画を立案するための多時点化の検討を行い、問い(C)(D)解決策の確立をめざすこととした。
実際に、課題と成果共有のための定期的な研究会をオンラインで9回、対面との併用で1回開催し、都市間交通の計画課題、新しい観測データの活用方法、最適化計算の効率化方法などの議論を行なった。モデルの適用や国際シンポジウム開催という国際的な活動は実施できなかった一方で、参加費、旅費の支援によって多数の学会発表を継続できた。また、多くのメンバーが参加する学会に合わせて、広島駅、広島空港を訪問し、施設改善，運営に関する合同ヒアリングを実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍の影響を受け、国際的な活動は予定通り実施できていないものの、オンライン会議などの方法も活用しながら、当初の目的に沿った研究活動を進めている。実際に2024年度においては、課題と成果共有のための定期的な研究会をオンラインで9回、対面との併用で1回開催し、都市間交通の計画課題、新しい観測データの活用方法、最適化計算の効率化方法などの議論を行なった。モデルの対象国への適用や国際シンポジウムの開催という国際的な研究活動は実施できなかった一方で、参加費、旅費の支援によって多数の学会発表を継続するとともに、昨年度の研究成果を審査付論文に掲載するための英文校閲や掲載料の支援を行った。多くのメンバーが参加する学会に合わせて、広島駅、広島空港を訪問し、施設改善，運営に関する合同ヒアリングを実施できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は、都市間交通ネットワークの長期計画を立案するための多時点化のための検討について、需要減少や施設老朽化というゆっくりとした経年的変化に加えて、災害や技術革新などの不確実性の高い要因を取り込む方法を検討し、問い(C)(D)の解決策を展開する。具体的には、以下のような検討を行う。
（需要構造）時間解像度に優れるモバイル空間統計データ等を援用し、災害などの異常時の都市間旅行需要の変動幅を分析し、価格変動や情報提供による誘導・対応策を検討する。
（供給性能）交通機関ごとの施設性能の長期的な劣化による連続的な変化と補修／更新コストの算定に加えて、交通機関の技術革新や更新動向を確認し、多時点計画問題へ反映させて、これらが最適な更新スケジュールに与える定性的な影響の考察を行う。
（数理計画）ネットワーク最適化モデルの多時点化を容易にするため、鉄道路線や空港の存在などの不可逆な変数と、航空サービスなどの変更容易な変数に注意して、逐次的分解などにより縮約する方法の検討を継続する。また、短期間、あるいは小領域における解の性質を機械学習で集約して、多時点大規模問題の近似解を得る方法について検討を行う。
全体として、経済、社会、環境という多目的モデルの一国レベルの空間への適用を進めながら、多時点動学問題の計算方法の改善と実用化を進める。また、海外協力者を招聘して、これまで開催できなかったシンポジウムにおいて、今後の国際的な適用に向けた取りまとめ方針を議論し、確定させる。
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