2004 Fiscal Year Annual Research Report
交通流の制御を含む数理的研究とシミュレーションデータベースシステム
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15560051
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
杉山 雄規 名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20196778)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
只木 進一 佐賀大学, 学術情報センター, 教授 (00202169)
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| Keywords | 交通流 / 数理模型 / 相転移 / 渋滞 / パターン形成 / 非平衡 / 自己駆動粒子 / 計算機シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、交通流を多体相互作用系の物理的協同現象と捉え、その数理模型を基礎としたシミュレータによる数値実験と実測データとのオンライン照合システムを構築し、渋滞発生などの交通流現象の解析と制御に対する指針を与えることである。
OV模型を基礎にして渋滞発生に至る不安定性を抑制するために、前前方や後方参照による交通流制御の効果を理論的に、擾乱の減衰やエネルギー損失の抑制を定量的に調べ、車両が連なって走行する場合に車間に応じて相互に加減速を制御し、交通流全体として安定な走行を可能にする制御システムの理論を提案した。この成果はIFAC国際会議:Control in Transportation Systemsにおいて発表された論文が掲載された。その理論の物理的背景となる定理についての論文が、Physical Review Eに掲載された。
また、交通流の実測データから観測される2車線高速道路において見出された同調現象について、OV模型を基礎にした結合写像模型によりボトルネック(トンネル)のシミュレーションにより、現象を定性的に再現し、その現象の発生の物理的な理解について知見を得た。この成果もIFACの論文集に掲載されている。
これらの成果の物理的な基盤である、自己駆動粒子(Self-driven Particles)の集団運動による相転移現象という枠組みで、交通渋滞発生を理解し、さらに高次元のパターン形成の問題として、歩行者流や生物集団の流動現象について統一的に理解することについての研究成果について、数々の講演を行った。また、1次元現象である交通流についての物理的解析については、IFACの論文集にて論文を出版した。
また、実測データより速度・流量についてDFA(Detrended Fluctuation Analysis)の方法で解析し、揺らぎの振舞から非平衡現象特有の性格を見出した。この成果については現在論文作成中である。
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