2014 Fiscal Year Research-status Report
道路ネットワークの耐震化戦略に対する確率的アルゴリズム
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26630234
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
長江 剛志 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30379482)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 防災計画 / 道路ネットワークの信頼性 / 非凸0-1整数計画問題 / 乱択アルゴリズム / Cross entropy 法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は，第1に，関連研究のサーベイを行なった．第2に，道路ネットワークの耐震化問題(ASR)として, Nagae et al. (2012)を一般化したモデルを構築した．具体的には，任意の数の脆弱な施設を持ち，複数の異なる地震シナリオに曝される一般ネットワークを対象とし，震災によって生じる交通不便益を適当な交通配分(e.g. 利用者均衡配分)で評価する枠組を提案した．そして，いくつかの施設を耐震化することによる効果を，それによる交通不便益の期待値の減少分として評価し，費用対効果を最大にする戦略を求める問題を定式化した．
このASR問題は，一般的な道路ネットワークを対象とした場合，「目的関数の厳密な評価が極めて困難」な「非凸・非線形0-1整数計画問題」であり，大域的最適解を求めることが極めて困難である．そこで，第3に，乱択アルゴリズムの一種である cross entropy(CE)法を用いて「ASR問題の目的関数を精度よく効率的に推計する手法」および，その推計手法をサブルーチンとして「ASR問題に対する優れた解を実用的な時間内に探索する手法」を開発した．最後に，厳密解が求められる最大のサイズの中規模な道路ネットワークを対象とした試算を行なった．これにより，提案手法が交通不便益を精度よく効率的に推計できること，および，大域的最適解もしくはその近傍の解を，大衆向けのパーソナルコンピュータで実用的な時間内に求められることを明らかにした．
以上の成果は，それぞれ，平成26年9月の防災計画研究発表会，10月の土木計画学研究発表会，12月の香港交通学会(HKSTS: Hong Kong Society of Transportation Studies)で報告済みである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
上記の通り，研究予定がほぼ達成できており，さらに，平成27年度に行う予定であった「CE法による優れた耐震化戦略の導出および効率性の検証」についても，手法の開発および効率性の検証が行なえている．以上の観点から「当初の計画以上に進展している」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は，まず，CE法に代替する乱択アルゴリズムである Gibbs cloner 法や，それらを組み合わせた CLONCE 法との効率性の比較を行なう．そして，より現実的な規模の道路ネットワークに適用し，その有用性を検証する．ただし，当初の計画にあった神戸都市圏ネットワークは，耐震化対象とならない細街路を多く含むため，本提案手法を用いても，大域的最適解を大衆向けパーソナルコンピュータで求めることは極めて困難である．そこで，より小規模なネットワーク対象とした試算に留める予定である．
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