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2022 Fiscal Year Annual Research Report

交通・物流システム効率化のための市場型マッチング・システムの設計・評価法構築

Research Project

Project/Area Number 21H01448
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

赤松 隆  東北大学, 情報科学研究科, 教授 (90262964)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 和田 健太郎  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20706957)
大山 雄己  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (20868343)
佐津川 功季  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (40867347)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords交通システム / 物流システム / 市場メカニズム / マッチング / オークション
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,大都市における(A)公共交通,(B)道路交通,(C)クラウド型物流(CSD)システムに対して,混雑問題を解消する/運用効率を高める市場型マッチング・システムの導入を提案し,その市場メカニズムのデザイン及びシステム評価の方法論を開発することである.本年度は,昨年度の「基本モデル」の成果を発展させ,「一般モデル」に対する理論を以下の手順で構築した:
Step 1. 市場メカニズム及びその実装法を開発.
Step 2. 市場システム導入効果の評価法を構築.
上記 Step 1 は以下の手順に分解して研究を進めた:a) 社会的最適状態モデルを構築;b) システム(A)~(C)の構造的特徴に応じた適切な階層分解法を検討し,マスター問題 MP と子問題 SP を導出;c) MP の効率的解法を開発;d) 大規模数値実験によってアルゴリズムの性能及び,MPの近似精度やメカニズム全体の効率を評価した.その結果,大規模問題においても極めて効率的に高精度な最適解が得られることが示された.また,Step 2 は以下の手順に分解して研究を進めた:a) 市場導入後の動的システム最適(DSO)状態の特性を理論的に解析;b) 市場導入前の動的利用者均衡(DUE)状態のモデルを構築;c) 理論的考察によってDSOとDUEの間に成立する規則性を発見し,両者の理論的関係を解明した.
なお,本年度解析した各交通システム(A)~(C)の「一般モデル」の設定は,以下の通りである:(A)鉄道網において,列車待ち行列を考慮した上で,利用者が出発/到着時刻と乗車列車を選択する動的鉄道配分モデル;(B) コリドー型道路網において,利用者が出発時刻を選択する動的交通配分モデル;(C)配送タスク需要/供給の価格弾力性を考慮し,配送タスクを請け負う権利が市場化された状況での需給マッチング・モデル.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

「一般モデル」に関する目的(1)と(2)を実現する研究(Phase 1 の後半モジュール)の成果が,当初の研究計画どおり,順調に得られている.また,その成果の学会発表や論文投稿・掲載(Transportation Research Part B, 土木学会論文集等)も概ね順調である.

Strategy for Future Research Activity

2022年度までに得られた成果を活用し,2023年度は「統合モデル」に関する目的(3)を実現する研究(Phase 2)を実行する予定である.

  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] 大規模ネットワークにおける動的利用者均衡配分の効率的解法2023

    • Author(s)
      涌井 優尚, 酒井 高良, 赤松 隆
    • Journal Title

      土木学会論文集

      Volume: 79 Pages: ID: 22-00301

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-00301

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 超大規模離散空間におけるFujita-Ogawaモデルの効率的解法2023

    • Author(s)
      酒井 高良, 涌井 優尚, 赤松 隆
    • Journal Title

      土木学会論文集

      Volume: 79 Pages: ID: 22-00341

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-00341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morning commute in congested urban rail transit system: a macroscopic model for equilibrium distribution of passenger arrivals2023

    • Author(s)
      Zhang Jiahua、Wada Kentaro、Oguchi Takashi
    • Journal Title

      Transportmetrica B: Transport Dynamics

      Volume: 11 Pages: 1256~1280

    • DOI

      10.1080/21680566.2023.2195582

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global Stability of Day-to-Day Dynamics for Schedule-based Markovian Transit Assignment with Boarding Queues2023

    • Author(s)
      Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa, and Yuki Oyama,
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2304 Pages: 02194

    • DOI

      10.48550/arXiv.2304.02194

    • Open Access
  • [Journal Article] Markovian traffic equilibrium assignment based on network generalized extreme value model2022

    • Author(s)
      Oyama Yuki、Hara Yusuke、Akamatsu Takashi
    • Journal Title

      Transportation Research Part B: Methodological

      Volume: 155 Pages: 135~159

    • DOI

      10.1016/j.trb.2021.10.013

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic traffic assignment in a corridor network: Optimum versus equilibrium2022

    • Author(s)
      Fu Haoran、Akamatsu Takashi、Satsukawa Koki、Wada Kentaro
    • Journal Title

      Transportation Research Part B: Methodological

      Volume: 161 Pages: 218~246

    • DOI

      10.1016/j.trb.2022.04.007

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] AN EFFICIENT MATCHING MECHANISM FOR LARGE-SCALE CROWDSOURCED DELIVERY SYSTEMS: A GENERALIZED MODEL WITH PRICE ELASTICITY OF SUPPLY AND DEMAND2022

    • Author(s)
      TAKEDA Tsubasa、AKAMATSU Takashi
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management)

      Volume: 78 Pages: 190~209

    • DOI

      10.2208/jscejipm.78.4_190

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 決済方式の違いに着目した容量制約付きMaaSの効率性分析2022

    • Author(s)
      松村健太, 大山雄己
    • Journal Title

      都市計画論文集

      Volume: 57 Pages: 666~673

    • DOI

      10.11361/journalcpij.57.666

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-existence of queues for system optimal departure patterns in tree networks2022

    • Author(s)
      Takara Sakai, Koki Satsukawa, Takashi Akamatsu
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2205 Pages: 06015

    • DOI

      10.48550/arXiv.2205.06015

    • Open Access
  • [Journal Article] Queue replacement principle for corridor problems with heterogeneous commuters2022

    • Author(s)
      Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 2210 Pages: 03357

    • DOI

      10.48550/arXiv.2210.03357

    • Open Access
  • [Presentation] テンソル分解に基づく首都高速道路の交通渋滞時空間パターンの解明2022

    • Author(s)
      馬場 静羽・井上 亮・酒井 高良・赤松 隆
    • Organizer
      第65回土木計画学研究発表会・春大会
  • [Presentation] Ride-sharing システムにおける定常状態の安定性解析2022

    • Author(s)
      武田 翼・赤松 隆
    • Organizer
      第65回土木計画学研究発表会・春大会
  • [Presentation] 大規模ネットワークにおける動的利用者均衡配分の効率的解法2022

    • Author(s)
      涌井 優尚・酒井 高良・赤松 隆
    • Organizer
      第65回土木計画学研究発表会・春大会
  • [Presentation] 動的システム最適配分の大域的最適解:待ち行列は存在しうるか2022

    • Author(s)
      酒井 高良・赤松 隆・佐津川 功季
    • Organizer
      第65回土木計画学研究発表会・春大会
  • [Presentation] 超大規模離散空間における Fujita and Ogawa (1982) モデルの効率的解法2022

    • Author(s)
      涌井 優尚・酒井 高良・赤松 隆
    • Organizer
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会
  • [Presentation] 渋滞を解消するモビリティ・サービス市場のメカニズム・デザイン2022

    • Author(s)
      武田 翼・赤松 隆
    • Organizer
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会
  • [Presentation] 容量制約付きネットワークにおける経路予約型MaaSの課金方策の検討2022

    • Author(s)
      松村 健太・大山 雄己・福田大輔
    • Organizer
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会
  • [Presentation] 市場型混雑管理システム下における自動運転サービス車両の最適拠点配置2022

    • Author(s)
      周毅愷,・和田健太郎
    • Organizer
      第66回土木計画学研究発表会・秋大会

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Published: 2023-12-25  

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