2020 Fiscal Year Research-status Report
A solution on a structure of road network system and a transportation planning in the context of sustained growth of city
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18K04628
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| Research Institution | SALESIAN POLYTECHNIC |
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Principal Investigator |
島川 陽一 サレジオ工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10446239)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五島 洋行 法政大学, 理工学部, 教授 (00398950)
宮川 雅至 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50400627)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 交通量配分 / 交通量補足型最適配置 / 輸送スケジューリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
貨客・貨物にかかわらず輸送の実務では輸送機械や配送・販売拠点などの施設や交通調査・交通インフラ整備・運用コストなど、リソースは大きく制限されている。本研究ではこのような状況下で、ヒト・モノが道路ネットワークを介して効率的に移動するには現在の交通に何が必要なのかを明らかにする。実際のところ、他の交通手段と比較して、自動車輸送は交通量の事前予測が難しく、混雑による所要時間の不確実性が高い。このため、ほとんどの交通は最短距離や所要時間最小の経路を選択せず、輸送トラック等は配送センターへ到着する時間の遅延が最小になる経路選択を行っている。このような考え方で経路選択を行う経路選択モデルは存在せず、道路を含めた交通システムの整備はされていない。 本研究ではこの問題に対して３つのサブテーマに分割しアプローチしている。(i) 予想到着時間からの遅延の原因となる非目的地の通過時間の増加を引き起こす道路ネットワーク構造の解明、(ii) 道路ネットワーク全体の交通流動と、輸送時間の不確実性評価するモデルの検討、(iii) 輸送時間 の不確実性が高いときに、車両と拠点リソースを有効に活用する輸送スケジュールの作成を検討し、効率性の高い輸送を実現する交通状況の分析を行う、というものである。
２０年度は(i)道路ネットワークの構造を都市数理の観点から抽象化して域外交通の地域に与える影響の数理的検討を行った。(ii)貨物輸送を念頭に昨年度定式化した一般道路、高速道路、休息施設を入れた経路選択問題を地理空間データから抽出した道路ネットワークで数値実験を試みた。(iii)目的地に移動中の輸送が効率的に拠点リソースを使用するという観点から、どこにリソースを配置したほうが良いのかについて最適配置問題の検討を行った。それぞれのサブテーマについては国際会議で報告を行った。(iii)については国際的な学術誌に投稿を準備している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
20年度はコロナウイルスによる移動制限のため、研究メンバー3人が対面で議論できなかった。また、国外の研究者のみならず実務家と十分な情報交換ができなかった。以下では目的別に研究の状況を整理する。
(i)の目的は目的地への移動や非目的地の通過が効率的に行える道路ネットワーク構造の解明である。道路面積に着目した知見をもとに数理モデルの開発を進めているが、20年度はモデルを拡張して(ii)と(iii)との融合を検討した。 このサブテーマは理論的な側面が強く、研究成果は都市数理の研究者と相談しながら行っている。(ii)の目的は道路ネットワーク全体の交通流動と輸送時間の不確実性を推計する方法の開発である。20年度はモデルの数値実験を実施した。このモデルでは交通混雑状況はあらかじめ与えられると仮定しているが、実際には交通量が未知の道路が多数存在するためにそのままモデルを実データで用いることはできない。そこで交通量配分手法を実データに応用する方法を考案した。計算規模が大きくなり現在は計算精度もあまり高くはないが都市内の主要幹線道路だけではなく細街路の交通量も推計できる利点がある。今後精度を上げることを検討したいと思う。 (iii)の目的は輸送時間の不確実性が高いときに、車両と拠点リソースを有効に活用する輸送スケジュールの作成である。輸送車両がインフラを利用して、なるべくジャストインタイムで目的地に着く計画を、スケジューリングの手法を応用して作成する。本研究の大きな特徴となっている。20年度道路ネットワーク上に存在する施設リソースを利用してジャストインタイムで目的地に到着するスケジューリングを作成するモデルの検討と実装を行った。上記は3テーマとも独立して国際会議で発表を行った。(iii)については国際学術誌への投稿を準備中である
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| Strategy for Future Research Activity |
各サブテーマは研究成果を出しつつある。21年度はこれらの融合を推進していく。各テーマの発展的な融合は本助成の目的であり、この目的を達成するため最終年度は以下を実施する。
従来から最も用いられている交通工学の手法を発展的に統合し都市数理を基盤とする (i)と融合する試みを継続する。本研究グループでは自分たちの特性を生かしておおむね以下のようなアプローチで統合を進めている。 (i)で扱う道路ネットワーク構造を地理情報システム上で展開し、そこで (ii)で扱う起終点交通量のゾーンと交通量を重ね合わせて空間的な相関を計算する。空間的な相関については精度の点で検討すべき課題が残っているがほぼ作業は完了している。現在は交通量の配分計算により推計された道路ネットワーク全体の交通流動を従来手法による交通が (i)の非目的地の通過にどのように影響を与えているか定量的に検討している。
最終年度、以下の予定で研究成果と残された課題をまとめる。 (ii)は従来手法を基盤にジャストインタイムで目的地に到着するモデルの検討を完了する。交通量配分で得られる交通流動からの時間距離と実際に到着する時刻のずれをリスクとして評価するモデルは構築した。これによって行われる経路選択の計算機による評価を行いたい。
(iii)では交通流補足型の最適配置問題の知見をさらに発展させ、成果と残された問題点を整理してまとめたい。昨年度は配置問題と輸送計画問題を同時に扱ってきた。輸送車両がどのような経路をとり施設などの拠点をどれだけ利用するかを決める輸送計画問題のフレームワークは時間的構造を有する。一方、配置問題では施設の効率性は空間的な枠組みで問題を捉える。別々に問題を検討した場合、両者の最適解は全く異なる解になる。最終年度では検討してきた時空間両軸で交通計画を行うモデルを評価し、問題点を明らかにする。
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