2022 Fiscal Year Annual Research Report
高度な動的制御のためのゲーム理論に基づくネットワーク交通流解析理論の構築
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20K14843
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐津川 功季 東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40867347)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Nash均衡 / 出発時刻選択 / 粒子モデル / ゲーム理論 / 交通制御 / システム最適 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，情報通信技術などの新技術導入による個々のドライバの挙動変化が交通システムに与える影響を解析するための基盤理論を構築する．そして，交通システムを安定化・効率化する交通制御への知見を得る．
本年度では主に，交通ネットワーク流の動的解析において経路選択問題とともに重要な問題である，出発時刻選択問題のゲーム理論を用いた解析に従事した．まず，単一ボトルネックにおいて一般化交通費用を最小化しようと出発時刻を変更するドライバの行動を戦略型ゲームの形式で定式化した．ここでは，従来研究で行われてきたドライバの連続体近似を用いず，個々のドライバを明示的に取り扱っている．次に，epsilon-Nash均衡という，通常のNash均衡より緩い均衡概念を導入し，その上で純粋均衡が存在することを示した．さらに，適切なパラメータ設定下ではこの純粋均衡が連続体近似モデルの均衡と，フロー・コストパターンの面で一致することを示した．以上を通して，連続体近似・粒子モデル間の対応関係を担保した上で，出発時刻選択問題における安定性をゲーム理論から解析する基盤を整えた．
また，出発時刻選択問題への理解を深めるために従来の連続体近似モデルを用いた解析も行なっている．さらに，交通情報に基づき各交通信号機が自律的に制御パラメータを変化させる，適応型信号制御を組み込んだときの交通状態について動学的な解析を行なった．非飽和状態での複数均衡の存在や安定性の違い，交通需要減少時には非効率的な交通状態が実現してしまうことを理論的に明らかにした．以上の成果は交通流の理論解析や効率的な制御手法の構築に資するものであり，現在複数の査読付き国際会議・論文雑誌に投稿中である．
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