Bottleneck Congestion with Endogenously Determined Departure Times: Game-Theoretic Analysis and Experiment

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K01554
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 大坪 弘教 中央大学, 国際経営学部, 准教授 (10609027)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 交通渋滞 / ゲーム理論 / 実験経済学 / 限定合理性

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、一つのボトルネックを持つ単純な交通ネットワークにおける利用者の出発時刻選択問題について、ゲーム理論分析および経済実験を行うことにある。新型コロナウィルス感染症の拡大により当初の研究計画より大幅な遅れが生じていたが、本年度は関西大学ソシオネットワーク戦略研究機構（RISS）の経済実験室と被験者プールを利用して、当初予定していた2つの実験のうち1つを実施することができた。

この実験では、離散化した単一ボトルネックモデルが想定する状況を人工的に実験室内に再現し、10人を1グループとして、各参加者に出発時刻を選択してもらった。各参加者の利得は、自分の出発時刻および他の参加者の出発時刻に依存する移動コスト関数に基づき決定された。参加者はこのようなゲームを40回繰り返しプレイした。観測された集団レベルの出発時刻分布を対称混合戦略ナッシュ均衡のもとでの出発時刻分布と比較すると、過去の実験研究でもみられた乖離パターンが観測された。繰り返し同じゲームをプレイしたためか、観測された出発時刻分布は時間の経過とともに均衡分布へ徐々に近づいた。また予想通り、実験データの一部から推計した質的応答均衡（Quantal Response Equilibrium; QRE）のもとでの出発時刻分布は、その乖離パターンをよりうまく捉えていることが確認できた。収集したデータをもとに、既にこの実験についての論文執筆に取りかかっている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度前半、中央大学にて実験用ソフトウェアをテストするためのパイロット実験を行った。特に問題なく終了したことから本実験実施の準備を進めたが、必要とする実験参加者数を確保することが難しく、中央大学での実験実施を断念した。幸い関西大学ソシオネットワーク戦略研究機構（RISS）にご協力を頂き、10月に同機構の経済実験室と被験者プールを利用して1つ目の実験を行うことができた。当初の研究計画にあった2つ目の実験については本年度中の実施を諦め、2024年度に延期した。

Strategy for Future Research Activity

本年度実施した1つ目の実験について論文を仕上げる。仕上げた論文は、実験を実施した関西大学ソシオネットワーク戦略研究機構（RISS）のディスカッションペーパーとして公表する。2024年9月にヘルシンキで開催予定のEuropean Economic Science Association Meetingにて研究報告をしたいと考えている。

また、当初の研究計画にある2つ目の実験を実施する。この実験では、同じく離散化した単一ボトルネックモデルを用いて、渋滞の平滑化のためのピークロード・プライシングの効果を検証する。

Causes of Carryover

本研究で予定している2つの実験のうち、本年度は1つの実験の実施にとどまった。またその実験について、本年度中の国際会議等での発表に間に合わなかった。そのため、謝金や旅費に多くの未使用額が発生した。

次年度使用額については、2つ目の実験の参加者への謝金、そして国際会議等での成果発表のための旅費として使用する。