2021 Fiscal Year Annual Research Report
人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用
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18H01661
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
田中 健一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90408724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥海 重喜 中央大学, 理工学部, 准教授 (60455441)
古田 壮宏 奈良教育大学, 教育連携講座, 教授 (60453825)
小市 俊悟 南山大学, 理工学部, 准教授 (50513602)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 都市インフラ / 施設配置問題 / 移動距離分布 / 数理最適化 / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 道路網上に配置された施設を所与とし，移動途中に立ち寄って施設を利用する状況を想定し，施設へのアクセシビリティを評価する方法を提案した．具体的には，移動の起点と終点が道路網のリンクに沿って連続的に分布するネットワークを想定し，あらゆる2点の間の移動需要に対し，施設を経由して起点から終点に至る移動距離が最短になるように移動が行われる際の，移動距離の分布ならびに各施設の利用者数を導出する方法を定式化した．立寄り距離分布が施設の配置によって変化する様子を，道路網をもとに作成した例題を用いて検証し，平均距離などの単一指標からは判明し得ない有効な知見が得られることを確認した．
(2) 需要の変化に伴う施設閉鎖や自然災害などによりサービスを提供できなくなるような状況を想定し，施設の閉鎖時にも各施設への需要の割当てが，ある程度均等化されるような数理モデルを提案した．ボロノイ図を用いた発見的解法を提案し，施設閉鎖時の様々なシナリオに対応し，高い水準で均等化が達成できることを検証した．
(3) 人口減少や需要の変化などにより，小中学校を統廃合するような状況において，多期間の意思決定を考慮して，施設の新設・廃止を計画するための数理モデルを提案した．将来の各地点の需要量の推定値と，施設の新設や運営費用などをもとに，いつどこに施設を新設すべきか，いつどこにある既存施設を閉鎖すべきか，という意思決定を施設までの移動距離，施設の容量，様々な費用等を考慮して解を求めることが可能となり，地理データを用いてモデルの有効性を検証した．
(4) 航空ネットワーク設計において，新規航空会社が，既存会社との協力と競合の双方を考慮しつつ参入を計画している状況において，協力と競合の程度が新規参入会社の最適ネットワークと両社の収益に及ぼす影響を分析した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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