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Development of statistical analysis and modeling methodology for dynamic transportation phenomena based on directional statistics

Research Project

Project/Area Number 24K21656
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
Research InstitutionInstitute of Science Tokyo

Principal Investigator

瀬尾 亨  東京科学大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (90774779)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長崎 滉大  東京科学大学, 環境・社会理工学院, 研究員 (40992277)
中西 航  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (70735456)
Project Period (FY) 2024-06-28 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords交通工学 / 方向統計学 / 歩行者流 / 交通流
Outline of Research at the Start

本研究は,統計学の新しい分野である方向統計学を基盤とした,歩行者流や自動車流といった交通現象の統計的解析およびモデル化の方法論を開発する.方向統計学とは,角度データを合理的に扱うための統計学であり,近年確立した最新の方法論である.これを用い,駅構内の歩行者流動や都市規模の自動車流など,多数の旅行者の移動方向の分布に応じて交錯などの混雑が発生する交通現象を合理的に取り扱える方法論を開発する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,方向統計学に基づき角度データを用いて動的交通現象を定量的に記述・評価する方法論の開発を目的とした.まず,方向統計学の既存理論に関する広範な文献調査を実施するとともに,動的交通現象の最新研究動向を詳細に調査・分析した.さらに,実際の交通現象を正確に把握するため,ビデオ観測による歩行者流動データ及びGPSを用いた都市規模の自動車流動データの収集を行った.

次いで,収集したデータを基に交通現象に特有な移動方向の確率分布を適切に近似する方向統計モデルの定式化を進め,その統計的推定手法を開発・検証した.さらに,これらの解析手法を基盤として,歩行者の動的挙動を代表するFundamental Diagramを方向統計学の観点から拡張した新たなモデルを構築し,実データを用いた検証により一定の妥当性を確認した.

本研究により確立された手法は,従来のミクロなシミュレーションに比べて計算効率の良いマクロな交通現象解析を可能とし,交通工学および社会システム学への新たな貢献が期待される.また,本研究の異分野連携によって方向統計学の交通工学への初めての適用事例を提示し,今後の研究拡張における有望な方向性を示した点においても,一定の成果を挙げることができた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

前述の通り,モデル構築とその推定により一定の成果が挙げられたため.

Strategy for Future Research Activity

来年度の研究計画では,まず,今年度に構築した方向統計モデルのさらなる精緻化を重点的に行う.具体的には,より交通流の物理的性質を考慮したモデルの構築や,その実データによる推定を行う.また,適用範囲を拡大するため,複数の交通条件下でのモデル適用性を検討し,交通特性に応じたモデルの調整方法を確立する.

さらに,方向統計モデルを道路ネットワーク交通流の分析に拡張し,都市全体あるいは地域スケールでの交通流動を対象とする.特に,都市部における道路の方向と交通の方向の相互作用などをモデル化し,実データを用いた詳細な検証を行う.

これらの分析結果をもとに,国内外の関連学会や専門誌に積極的に投稿する.

Report

(1 results)
  • 2024 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024

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

  • [Journal Article] Traffic count data analysis using mixtures of Kato-Jones distributions2024

    • Author(s)
      Nagasaki Kota、Kato Shogo、Nakanishi Wataru、Jones M C
    • Journal Title

      Journal of the Royal Statistical Society Series C: Applied Statistics

      Volume: 74 Issue: 2 Pages: 352-372

    • DOI

      10.1093/jrsssc/qlae057

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] メッシュ内滞在者属性の多様性評価手法の開発2024

    • Author(s)
      飯田吟太, 中西航
    • Organizer
      第70回土木計画学研究発表会
    • Related Report
      2024 Research-status Report

URL: 

Published: 2024-07-03   Modified: 2025-12-26  

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