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交通流の数理模型に基づくシミュレータ開発とデータベース構築

研究課題

研究課題/領域番号 12650065
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関三重短期大学

研究代表者

杉山 雄規  三重短期大学, 生活化学科, 教授 (20196778)

研究分担者 只木 進一  佐賀大学, 学術情報センター, 教授 (00202169)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード交通流 / 複雑系 / パターン形成 / 相転移 / 分岐現象 / 非線型模型 / コンピュータシミュレーション / データベース / 非線型方程式 / コンピューターシミュレーション / ソリトン / 動力学模型 / シミュレーション
研究概要

我々は、交通流を車の集団から構成される多体系とみなし、新しい非線形模型(最適速度模型;OV模型))を提案し、渋滞クラスターの形成を相転移の物理現象として捉え、散逸系のソリトン解として記述されることを示した。この研究では、OV模型が高速道路における交通流の基本的振る舞いを良く説明する数理模型であることを踏まえ、OV模型を基礎に置いた結合写像模型(CMOV模型)を構築し、流入流出・トンネルやサグなどのボトルネック・二車線道路の現実的道路状況において交通流を研究する目的で、シミュレーターの開発を進めた。成果として、OV模型による渋滞形成機構の数理的性質をさらに深く理解し、ソリトン系や可積分系との関連に対する理解が進んだ。交通流シミュレータについては、速度揺らぎの効果についての解析のみならず、合流・分岐のある道路状況や、二車線の場合についての基本模型の整備とシミュレータの開発を進め、それにより現実条件下の交通流の振る舞いを再現するための模型の改良を行い、シミュレーターに反映させた。
東名高速道路の実測データに対する解析により、二車線走行交通流の時系列変化の特徴的振る舞い(同期現象:syhchronized Flow)や準安定な渋滞相の発見など、複雑な微視的振る舞いによる新たな動的特性が見出した。CMOV模型を二車線道路に応用したシミュレータによる計算結果と実測データとの照合の結果、月・旧単位の集積データについて良く一致する結果を得た。
さらに、道路公団より異なった状況の様々な地点での渋滞発生地点における大量のデータを取得し、このデータの蓄積と解析ソフトにより本格的なデータベースの構築に着手し、そのシステム設計を行った。渋滞の生成消滅の時間的変化など時系列的性質や渋滞クラスターの空間構造及び動的振る舞いの解析を進めた。また、OV模型を基礎にして、渋滞発生に至る不安定性を抑制する交通流制御の理論を与える目的で、擾乱の減衰やエネルギー損失の抑制を定量的に調べた。これは、将来のITSにおける車両挙動の制御に指針を与え得ることを目指すものである。0V模型を2次元に拡張した模型は、液体中の粉体流の振る舞い、歩行者の集団の流れや避難者集団の数理的模型に適応可能なことを示す成果を得た。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] S-i.Tadaki, M.Kikuchi, Y.Sugiyama, S.Yukawa: "Noise induced congestion in coupled map optimal velocity model of traffic flow"Soft Computing in Industrial Applications (Springer-Verlag). 357-362 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hasebe, A.Nakayama, Y.Sugiyama: "Exact traveling cluster solutions of differential equations with delay for a traffic flow model"Proceedings of International Workshop of 'Trafficand Granular Flow 99' (Springer-Verlag). 413-418 (2000)

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  • [文献書誌] S-i.Tadaki, M.Kikuchi, Y.Sugiyama, S.Yukawa: "Congestion in multi-lane coupled map traffic flow model"Statistical Physics (ALP). 578-580 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Sugiyama, M.Kikuchi, S-i.Tadaki, S.Yukawa: "Asymmetric optimal velocity model"Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 549-554 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S-i.Tadaki, M.Kikuchi, Y.Sugiyama, S.Yukawa: "Congestion in multi-lane roads with coupled map traffic flow model"Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 594-595 (2000)

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  • [文献書誌] Y.Sugiyaina, K.Hasebe, A.Nakayama: "Soliton solution of exactly solvable dissipative system"Computer Physics Communications. 142. 259-262 (2001)

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  • [文献書誌] T.Uchida, S-i.Tadaki: "Congested frow induced by headway measurements"Journal of Physical Society in Japan. 70・6. 1842-1848 (2001)

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  • [文献書誌] A.Nakayama, Y.Sugiyama, K.Hasebe: "Effect of looking at the car that follows in an optimal velocity model of traffic flow"Physical Review E. 65. 016112-1-016112-6 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Sugiyama, A.Nakayama, K.Hasebe: "2-dimensional optimal velocity models for granullar flow and Pedestrian Dynamics"Proceedings of International Conference of Pedestrian and Evacuation Dynamics (Springer). 155-160 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S-i.Tadaki, M.Kikuchi, Y.Sugiyama and S.Yukawa: "Noise induced congestion in coupled map optimal velocity model of traffic flow"Soft Computing in Industrial Applications(Springer-Verlag). 357-362 (2000)

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  • [文献書誌] K, Hasebe, A, Nakayaraa, Y, Sugiyama: "Exact traveling cluster solutions of differential equations with delay for a traffic flow model"Proceedings of International Workshop of 'Traffic and Granualar Flow'99(Springer-Verlag). 413-418 (2000)

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  • [文献書誌] S-i, Tadaki, M, Kikuchi, Y, Sugiyama and and S.Yukawa: "Congestion In smutti-lane coupled, map traffic flow, Model"Statistical. Physics(AIP). 578-580 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y Sugiyama, M, Kikuchi, S-i, Tadaki, S, Yukawa: "Asymmetric optimal velocity model"Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 549-554 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S-i, Tadaki, M, Kikuchi, Y, Sugiyama and S, Yukawa: "Congestion in multi-lane roads with coupled map traffic flow model"Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 594-595 (2000)

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  • [文献書誌] Y, Sugiyama, K, Hasebe, A, Nakayama: "Soliton solution of exactly solvable dissipative system"Computer Physics Communications. 142. 259-262 (2001)

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  • [文献書誌] T, Uchida, S-i, Tadaki: "Congested frow induced by headway measurements"Journal of Physical Society in Japan. 70. 1842-1848 (2001)

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  • [文献書誌] A, Nakayama, Y, Sugiyama, K, Hasebe: "Effect of looking at the car that follows in an optimal velocity model of traffic flow"Physical review E. 65. 016112-1-016112-6 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y, Sugiyama, A, Nakayama, K, Hasebe: "2-dimensional optimal velocity models for granular flow and Pedestrian Dynamics"Proceedings of International Conference of Pedestrian and Evacuation Dynamics(Springer). 155-160 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sugiyama, K.Hasebe, A.Nakayama: "Soliton solution of exactly solvable dissipative system"Computer Physics Communications. 142. 259-262 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Uchida, S-i.Tadaki: "Congested frow induced by headway measurements"Journal of Physical Society in Japan. 70・6. 1842-1848 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nakayama, Y.Sugiyama, K.Hasebe: "Effect of looking at the car that follows in an optimal velocity model of traffic flow"Physical Review E. 65. 016112-1-016112-6 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sugiyama, A.Nakayama, K.Hasebe: "2-dimensional optimal velocity models for granular flow and Pedestrian Dynamics"Proceedings of International Conference of 'Pedestrian and Evacuation Dynamics (Springer). 155-160 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.HaSebe,A.Nakayama,Y.Sugiyama: "Exact Traveling Cluster Solutions of Differential Equations with Delay for a Traffic Flow Model"Proceedings of Workshop of 'Traffic Granular Flow' 99' (Springer -Verlag). 413-418 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tadaki,M.Kikuch,Y.Sugiyama,S.Yukawa: "Noise Induced Coupled Map Optimal Velocity Model of Traffic Flow"Soft Computing in Industrial Applications(Springer-Verlag). 357-362 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tadaki,M.Kikuchi,Y.Sugiyama,S.Yukawa: "Congestion in Multi-Lane Coupled Map Traffic Model "Statistical Physics(AIP.2000). 578-580 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sugiyama,M.Kikuchi,S-i,Tadaki,S.Yukawa: "Asymmetric Optimal Velocity Model"Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 549-554 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S-i.Tadaki,M.Kikuchi,Y.Sugiyama,S.Yukawa: "Congestion in Multi-lane roads with Coupled map Traffic flow Model"Progress of Theoretical Physics Supplement. 138. 594-595 (2000)

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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