1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07650618
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
宮城 俊彦 岐阜大学, 工学部, 教授 (20092968)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 崇児 岐阜大学, 工学部, 助手 (70262748)
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| Keywords | ネットワーク均衡分析 / ネットワークの外部性 / 2段階最適化問題 / ナッシュ均衡 / シュタケルベルグ均衡 / 変分不等式問題 / ペナルティ関数法 / 非線形感度分析 |
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| Research Abstract |
本年度、具体的な成果を上げた研究は大きく次の3項目である。
1.公共交通の費用構造と運営の効率性、
2.交通費用の劣加法性と交通における規模の経済の関連
3.応用ネットワーク均衡分析の解法と特性
以下では、本研究の主たる目的である項目3.に関する成果について要約する。
上位問題に交通政策に係わる意思決定問題、下位問題をネットワーク均衡問題とする2段階の数理最適化問題を応用ネットワーク均衡分析とよぶ。上位問題には様々な問題を設定することができる。例えば、最適ネットワーク設計問題、信号の最適設計問題、道路や公共交通の料金設定問題等々である。一方、対応する下位問題は需要変動型のネットワーク均衡モデルである。
主要な成果は次のようである。
(1)2段階最適化問題によって達成される均衡は、ナッシュ均衡、シュタケル ベルク均衡であり、上位レベルの目的が目的関数の最大化の場合、(ナッシュ均衡)<(シュタケルベルグ均衡)となる。この原因は上位と下位の情報の非対称性に起因する。
(2)上の結果より、2段階計画問題を上位、下位を交互に反復して解くヒューリスティックな手法は最適解を与えないことが明らかになった。
(3)下位問題の最適解が上位問題の変数をパラメータとして明示的に与えられる場合は、2段階計画問題はペナルティ関数法などを利用して容易に解くことができる。ただし、初期値あるいはペナルティの与え方によっては、解が収束しないケースや収束の効率性に差があることが明らかになった。
(4)ネットワーク均衡問題の解が陽表的なのは特殊なケースであり、一般的にはネットワーク均衡解は上位問題の意思決定変数をパラメータとして表現することはできない。この問題に対処するには非線形感度分析が有効である。すなわち、上位問題の意思決定変数の摂動に対するネットワーク均衡解の変動を情報として全体の計画問題を解いていく方法である。この問題も、ペナルティ関数法を利用することができることを明らかにした。
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[Publications] 宮城俊彦: "複合交通手段を考慮した交通ネットワーク均衡モデルに関する研究" 土木学会論文集. No.5121 IV-27. 25-33 (1995)
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[Publications] 宮城俊彦: "数理最適化手法を基礎とした土地利用・交通総合モデルに関する研究" 土木学会論文集. No.5131 IV-28. 95-105 (1995)
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[Publications] 宮城俊彦: "公共輸送企業の費用構造と輸送効率性分析" 運輸と経済. Vol.55. 24-31 (1995)
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[Publications] 宮城俊彦: "一般応用均衡分析を基礎にした地域間交易量モデルに関する研究" 土木学会論文集. No.5301 IV-30. 31-40 (1996)
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[Publications] 宮城俊彦: "フレックスタイム制導入に伴う道路交通環境変化のネットワークシミュレーション分析" 交通工学. Vol.31. 35-43 (1996)
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[Publications] Miyagi Toshihiko: "A Ramsey Price Equilibrium Model for Urban Transit Systems: A bilevel programming approach with transportation network equilibrium constraints" Selected Proceedings of the 7th WCTR. (1996)
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[Publications] 森杉壽芳・宮城優彦・編著: "都市交通プロジェクトの評価-例題と演習-" 牛来辰己(コロナ社), 170 (1996)
