2022 Fiscal Year Annual Research Report
高速道路の単路部ボトルネック現象に対する交通流理論の構築と制御手法の開発
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19K04637
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
和田 健太郎 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20706957)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 交通流理論 / Capacity Drop / 渋滞発生確率 / 交通制御 / 追従モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，単路部ボトルネック（サグ，トンネル等）における渋滞現象を説明するために，単純なモデリングが可能なマクロな交通流モデルをベースとした理論を構築し，その理論に基づく制御手法を開発することを目的とする．具体的には，まず，(i) 渋滞時に生じる特徴的な現象を時空間的に分類し，安定的な現象から順にモデルを構築・拡張する．そして，(ii) 車両軌跡データ等に基づき，理論の検証を行う．最後に，(iii) 最適な制御法について検討を行う．
最終年度にあたる令和4年度は，進捗が遅れていた (ii) の実証分析を中心に研究に取り組んだ．その目的は大きく2つである．1つは，(i) で構築した交通流理論を複数の単路部ボトルネックに適用し，その頑健性を確認することであり，もう1つは，現実に実装されている交通制御の効果を理論に基づき評価することである．
前者では，国内4箇所のサグ区間を対象に分析を行い，いずれの箇所でも構築した理論により渋滞発生後の安定的な交通流現象を説明可能であることがわかった．また，理論モデルのキャリブレーション結果より，縦断勾配が徐々に増加するサグ区間内のどの位置でボトルネックが顕在化するか（つまり，交通容量が最も低い地点）は，箇所によってまちまちであることも示された．これは，渋滞対策を講ずる適切な位置を決定するためには，縦断勾配のみならず，各箇所の交通流実態を的確に把握することが重要であることを示唆する．
後者では，中央道上り小仏トンネルの渋滞対策として導入された音声注意喚起システムの評価を行った．その結果，渋滞発生時の交通容量および渋滞発生後の捌け交通量の改善は，安全車間時間の減少という共通のメカニズムによって説明可能であることが示された．また， 過年度で明らかにした (iii) 交通制御法と照らし合わせることにより，さらなる交通性能の改善策を提示した．
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