計算機シミュレーションを用いた震災被災地からの人口流出現象の数理経済地理モデル

• Project/Area Number: 25380240
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Economic theory
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 高木 一郎 東海大学, 総合経営学部, 教授 (90226746)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田畑 稔 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70207215) ; 顧 ウェン 東海大学, 経営学部, 教授 (90352400)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: Master 方程式 / 人口密度関数 / DSKモデル / 数値実験 / プロトタイプ・モデル / 自己組織化 / 計算機シミュレーション / 数理経済地理モデル」 / Master方程式 / 経済地理学 / 計算人口学 / 数値計算 / 賃金方程式 / 数理経済学

Outline of Annual Research Achievements

前年度に行った予備的数値実験を基にして,連立させる２つの方程式に含まれる外生変数の共通化を行い，プロトタイプ・モデルを構築した．本研究では，最先端の計算技法を組み込んだ数値計算プログラム・パッケージをmaster方程式とDSKモデルの賃金方程式に適用した．これによって人口密度と実質賃金の時間・空間的変化の高精度な追跡が可能となり，人口移動モデルとDSKモデルを連立させても，迅速にその連立系の挙動を調べることができた．そのため短時間にモデルの修正と実験を繰り返すことができ，多くのプロトタイプ・モデルの検証が可能となった．
次に，プロトタイプ・モデルの実証性を確かめるために数値実験を行った．前段階で得られたプロトタイプ・モデルを旧来の数理経済地理モデルと矛盾する点がないかどうかを検証するためにVon Thunen モデルとの整合性を数値実験により検証した．さらに，Krugmanにより指摘されている，自己組織化過程により都市が中核に位置し，周辺に複数の衛星都市が生まれるEdge Cityの形成過程が，私たちのプロトタイプ・モデルでも正しく再現できた．そして，数値実験結果を数理経済学の見地から検討してモデルの改良を行った．
最終的に，プロトタイプ・モデルを改良して，最終的なモデルを決定した．完成したモデルに対して高精度の数値シミュレーションを実行して，震災被災地における労働力の流出と地域経済の崩壊過程の説明を試みた.

Research Products

• [Journal Article] The Existence and Uniqueness of Short-run Equilibrium of the Dixit-Stiglitz-Krugman Model in an Urban-Rural Setting (2014)
  • Author(s): M. Tabata, N. Eshima, Y. Kiyonari, and I. Takagi
  • Journal Title: IMA Journal of Applied Mathematics Volume: Vol.80, Issue 2 Pages: 474-493
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An Extension of Krugman's Core-Periphery Model to the Case of a Continuous Domain: Existence and Uniqueness of Solutions of a System of Nonlinear Integral Equations in Spatial Economics (2013)
  • Author(s): Minoru Tabata, Nobuoki Eshima, and Ichiro Takagi
  • Journal Title: Nonlinear Analysis Series B: Real World Applications Volume: １４ Pages: 2116-2132
  • Peer Reviewed
• [Book] “A Stochastic Agent-Based Approach to ”in Mathematical Modelling in Social Sciences and Engineering (2014)
  • Author(s): Minoru Tabata, Nobuoki Eshima, and Ichiro Takagi
  • Total Pages: 15
  • Publisher: Nova Science Publishers, Inc.
• [Book] A Mathematical Modeling Approach to Urbanization Caused by Migration in Urbanization: Global Trends, Role of Climate Change and Effects on Biodiversity (2014)
  • Author(s): Minoru Tabata, Nobuoki Eshima, and Ichiro Takagi
  • Total Pages: 5
  • Publisher: Nova Science Publishers, Inc.