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Coarse Analysisによる非平衡多体系の巨視的現象の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K13535
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関名古屋大学

研究代表者

杉山 雄規  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (20196778)

研究分担者 時田 恵一郎  名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (00263195)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードnon-equilibrium system / phase transition / asymmetric interaction / collective motions / traffic jam formation / self-organization / coase analysis / adaptation / 非平衡開放系 / 非平衡定常状態 / 自己駆動粒子系 / 動的相転移 / 分岐現象 / 拡散写像 / カントロビッチ計量空間 / 非平衡散逸系 / 自己駆動粒子集団 / 集団運動の動的形態形成 / 非対称相互作用 / 生物集団運動の制御 / 非平衡系 / 次元縮約
研究成果の概要

本研究の目的は、非平衡開放系における構成粒子の集団が発現する巨視的運動現象を、個々の運動の詳細に立ち入らず、大量のミクロデータの集積から直接に現象を支配するマクロ変数と法則を効率的に見出す数理的手法("Coarse Analysis")を開発し、多体系の数理模型の解析や現象データに適用することである。
高速道路における交通流の渋滞発生現象を、拡散写像手法により車両集団の重心と分散を変数とする空間で現象を表現することにより、特徴的振舞いを明確に示した。また、粒子集団の作る形態の類似度を表現する空間で形態の時間変化を表現することにより、迷路において作られる最適な流動形態の安定性を研究した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Coarse analysis of collective behaviors: Bifurcation analysis of the optimal velocity model for traffic jam formation2018

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Miura, Yuki Sugiyama
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 81 号: 48 ページ: 28-28

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2017.10.045

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非対称散逸粒子系の揺動散逸関係の解析2017

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 矢口令朗, 杉山雄規
    • 雑誌名

      交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム論文集

      巻: 23 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizing and distinguishing free and jammed traffic flows from the distribution and correlation of experimental speed data2016

    • 著者名/発表者名
      Tadaki, Si, Kikuchi, M, Nakayama, A, Shibata, A, Sugiyama, Y, and Yukawa, S.
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 18(8) ページ: 083022-083022

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantitative explanation of circuit experiments and real traffic using the optimal velocity model2016

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, A, Kikuchi, M, Shibata, A, Sugiyama, Y, Tadaki, Si, and Yukawa, S.
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 18(4) ページ: 043040-043040

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Autonomous Decentralized Control of Traffic Signals that can Adapt to Changes in Traffic2016

    • 著者名/発表者名
      Kano, T, Sugiyama, Y, and Ishiguro, A.
    • 雑誌名

      Collective Dynamics

      巻: 1(0)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 歩行者集団の配置を参照して動く障害物を用いた出口退出過程の制御2016

    • 著者名/発表者名
      三浦康也, 杉山雄規
    • 雑誌名

      第22回交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集

      巻: 22 ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kantrovich metricを用いた2次元OV粒子の集団流の感応度依存性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 衣川亮太, 杉山雄規
    • 雑誌名

      第22回交通流と自己駆動粒子系シンポジウム論文集

      巻: 22 ページ: 41-44

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis in Kantorovich Geometric Space for Quasi-stable Patterns in 2D-OV Model.2016

    • 著者名/発表者名
      Ishiwata, R., Sugiyama, Y.
    • 雑誌名

      Traffic and Granular Flow '15Traffic and Granular Flow '15

      巻: 2015 ページ: 427-433

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hopf bifurcation analysis for a dissipative system with asymmetric interaction: Analytical explanation of a specific property of highway traffic2016

    • 著者名/発表者名
      Nomura, Y, Saito, S, Ishiwata, R, and Sugiyama, Y.
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 93(1) ページ: 012215-012215

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flow instability originating from particle configurations using the two-dimensional optimal velocity model2015

    • 著者名/発表者名
      Ishiwata, R and Sugiyama, Y.
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 92(6) ページ: 062830-062830

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 非対称相互作用をふくむ散逸系の応答関数と相関関数の解析2018

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 矢口令朗, 杉山雄規
    • 学会等名
      日本物理学会第73 回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 動く障害物を用いた歩行者の出口退出過程の制御2017

    • 著者名/発表者名
      三浦康也, 杉山雄規
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動く障害物を用いた歩行者出口退出過程のフィードバック制御2017

    • 著者名/発表者名
      三浦康也, 杉山雄規
    • 学会等名
      第29回自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      調布クレストンホテル
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Coarse analysis of non-equilibrium collective phenomena: Bifurcation analysis of the optimal velocity model using diffusion maps2017

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Miura, Yuki Sugiyama
    • 学会等名
      第29回 Conference on Computational Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Jam Formation in Traffic Flow and Collective Notions of Self-Driven Particles2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiyama
    • 学会等名
      4th International Conference on Mathematical Applications in Engineering (ICMAE’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OVモデルと戸田ソリトン系2017

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      日本応用数理学会2017年度年会「戸田格子50周年:その意義と発展」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 歩行者集団の配置を参照して動く障害物を用いた出口退出過程の制御2016

    • 著者名/発表者名
      三浦康也, 杉山雄規
    • 学会等名
      第22回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Kantrovich metricを用いた2次元OV粒子の集団流の感応度依存性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 衣川亮太, 杉山雄規
    • 学会等名
      第22回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Diffusion Mapsの手法による群れのダイナミクスの解析2016

    • 著者名/発表者名
      三浦康也、杉山雄規
    • 学会等名
      日本物理学会第71年次大会
    • 発表場所
      日本物理学会第71年次大会Ry
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A coarse analysis method using Diffusion maps : Application to a bifurcation analysis of the OV model2015

    • 著者名/発表者名
      三浦康也、杉山雄規
    • 学会等名
      MIMS 現象数理学拠点 共同研究会 「生物の動的集団の形成と制御」
    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis in Kantrovich Geometric Space for Quasi-Stable Petterns in 2D-OV model2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuku Ishiwata, Yuki Sugiyama
    • 学会等名
      Traffic and Cranular Flow 2015
    • 発表場所
      Van der hotel Nootdorp, the Netherlands
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 交通流数理研究会

    • URL

      http://traffic.phys.cs.is.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究者のホームページ

    • URL

      http://traffic.phys.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~genbey/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop of Advanced Study of Mathematical Science2015

    • 発表場所
      明治大学中野キャンパス
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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