| Project/Area Number |
23KJ0771
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 23030:Architectural planning and city planning-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
増田 慧樹 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2025: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 立地均衡 / 動学ゲーム / 災害復興 / 都市形成モデル / 深層強化学習 / 立地マネジメント |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，災害常襲地域の立地適正化計画における居住誘導や公共交通網計画と，居住者の居住地選択の相互作用をモデル化し，効率的かつ公正な都市構造に向けた都市マネジメント手法を開発することにある．計画者の規制・誘導は居住者の土地取引・居住地選択に依存し，逆もまた然りである．このような再帰的な意思決定構造をモデル化し，均衡に至る区域指定や施設配置の転換と居住地移転・資産形成過程のダイナミクスを分析する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，災害常襲地域の立地行動における多主体の再帰的な意思決定による動学的立地均衡の解明と，その結果を援用した立地マネジメント・制御手法の構築を目指す．まず，立地・土地利用における行政・民間開発者・住民といった複数主体の意思決定の相互作用をゲーム理論を用いてモデル化し，各主体の選好により異なる立地・都市発展過程が出現することを明らかにした．提案したモデルでは，行政が課税や補助による立地誘導を行い，その政策の下で開発者の宅地開発と住民の居住地選択が行われる有限期間動学ゲームを展開形ゲームとして分析した．分析の結果，住民のリスク認知，安全な土地の開発コスト，リスク地域の求心性，将来の都市発展の考慮の度合いといった要素により，均衡立地が異なり，社会的に最適な立地と異なる均衡が出現し得ることを示した．大規模なゲームを解析するにあたり，マルチエージェント深層強化学習のAlphaZeroの手法を用いて，各プレーヤーの完全情報下での最適な立地行動を近似的に求める手法を提案した．さらに，均衡を社会的に最適な立地へと誘導するための，行政の最適な課税・立地補助のメカニズムを，動学ゲーム理論と協力ゲーム理論に基づいて提案した．
以上のような分析を行うにあたり，全国の被災地や将来的に災害が想定される地域で積極的に調査を行い，災害復興の事例と歴史的な都市形成過程を学んだ．
また，研究の成果は，土木計画学研究発表会とInternational Conference of Hong Kong Society for Transportation Studiesにおいて発表した．
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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
複数主体の立地行動の動学的な意思決定モデルについて，モデルの構築を実施し，予定通り遂行することができた．解法について，当初は単純な動的計画法で行うことを想定していたが，モデルの考える期間数や行動選択肢が増えると解析が困難になることが判明した．これを受けてマルチエージェント深層強化学習の手法を実装・適用し，求解を可能にした．また，当初はゲームのプレーヤーとして行政と住民を想定していたが，現地調査から民間開発事業者が事前復興的土地利用において果たす役割を認識し，行政・民間の開発者・住民の三者とすることを着想し，モデルと分析の拡張を追加で実施した．
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| Strategy for Future Research Activity |
主体が複数存在することによる複雑な相互作用を，分岐理論やカオスなど複雑系の理論を用いて解析する．これにより，カオス的な立地均衡の出現を抑制し政策効果を安定させることを考える．また，具体的な災害常襲地帯において居住履歴や都市計画履歴のデータを収集し，モデルを推定することにより，実証的な知見を得ることを目指す．さらに，ミクロな土地利用や立地のメカニズムデザインに向けて，土地利用規制や税制をモデルに取り込んでいく必要がある．
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