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道路網における交通信号群の最適系統制御:ネットワークモデル・アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 16K18163
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 土木計画学・交通工学
研究機関東京大学

研究代表者

和田 健太郎  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (20706957)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード交通信号 / 系統制御 / 信号制御 / 交通流 / 変分理論 / 組合せ最適化 / Kinematic Wave理論 / ランダム到着 / Kinematic Wave 理論 / 交通流の変分原理
研究成果の概要

これまで,交通信号群の系統制御に対する多くの研究が蓄積されてきた.しかし,非線形である信号制約や交通流モデルを最適化問題として取り扱う複雑さから,その最適化法の確立には至っていない.本研究の目的は,ネットワークモデルという新たな視点から,見通しのよい系統制御最適化手法を構築し,最適制御特性について考察を行うことである.まず,交通流の時空間ダイナミクスを考慮した上で,制御パラメータを同時最適化する最適化問題を提案し,その確率的拡張を行なった.次に,それらの効率的なアルゴリズムを開発した.最後に,最適制御パターンの特性分析,実道路路線における信号制御改善のケーススタディを数値実験により行なった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の枠組みは,交通信号群最適化の学術研究において全く考えられてこなかった「最適信号制御 = ネットワーク最適化」という視点を与えるところに特色がある.ネットワーク最適化は膨大な研究の蓄積があるため,そのアルゴリズムを活用することにより効率的な最適化手法の開発が期待できる.また,本研究の提案問題は,実用面を重視した(3種類の)信号パラメータの段階決定という実態に対して,最適制御という一貫した考え(同時最適化)に基づく指針を提供できる.さらに,本研究の知見は,シミュレーションベースの最適化手法のベンチマークとすることができる.そのため,学術研究としてのみならず,工学的,実務的にも意義がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学アーバイン校(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学アーバイン校(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 渋滞の空間分布に基づく道路ネットワークの交通性能の解析理論2019

    • 著者名/発表者名
      佐津川 功季、和田 健太郎
    • 雑誌名

      生産研究

      巻: 71 号: 2 ページ: 89-95

    • DOI

      10.11188/seisankenkyu.71.89

    • NAID

      130007627783

    • ISSN
      0037-105X, 1881-2058
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New Cell Transmission Model with Priority Vehicles and Special Lanes2018

    • 著者名/発表者名
      Jin Wen-Long、Wada Kentaro
    • 雑誌名

      Transportation Research Procedia

      巻: 34 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1016/j.trpro.2018.11.010

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 渋滞パターンの縮約に基づく一般構造ネットワークの交通性能近似手法の考察2018

    • 著者名/発表者名
      佐津川功季,和田健太郎, 大口敬
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 57

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] An optimization modeling of coordinated traffic signal control based on the variational theory and its stochastic extension2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Kentaro、Usui Kento、Takigawa Tsubasa、Kuwahara Masao
    • 雑誌名

      Transportation Research Part B: Methodological

      巻: 印刷中 ページ: 907-925

    • DOI

      10.1016/j.trb.2017.08.031

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinematic Wave理論の近年の発展:変分理論とネットワーク拡張2017

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 瀬尾亨, 中西航, 佐津川功季, 柳原正実
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 73 号: 5 ページ: I_1139-I_1158

    • DOI

      10.2208/jscejipm.73.I_1139

    • NAID

      130006286561

    • ISSN
      2185-6540
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 交通流のKinematic Waveモデルの解析法2017

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎
    • 雑誌名

      交通工学

      巻: 52 (4) ページ: 15-22

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Kinematic Wave理論の確率的な展開2017

    • 著者名/発表者名
      日下部貴彦, 和田健太郎
    • 雑誌名

      交通工学

      巻: 52 (4) ページ: 39-44

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 交通流の変分原理に基づく系統信号路線の期待遅れ評価法2017

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎,臼井健人,大口敬,井料(浅野)美帆
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 73 号: 1 ページ: 85-96

    • DOI

      10.2208/jscejipm.73.85

    • NAID

      130005464643

    • ISSN
      2185-6540
    • 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] An optimization modeling of coordinated traffic signal control based on the variational theory and its stochastic extension2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Wada, Kento Usui, Tsubasa Takigawa and Masao Kuwahara
    • 雑誌名

      Transportation and Traffic Theory

      巻: 22

    • 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] 市街地における単路部横断歩道運用方式の効率性比較2017

    • 著者名/発表者名
      M. Abdullah, M. Iryo-Asano, K. Wada and T. Oguchi
    • 雑誌名

      生産研究

      巻: 69 号: 2 ページ: 57-61

    • DOI

      10.11188/seisankenkyu.69.57

    • NAID

      130005502011

    • ISSN
      0037-105X, 1881-2058
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 交通流の変分原理に基づく信号路線の期待遅れ評価法と信号最適化への応用2016

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 臼井健人, 大口敬, 井料(浅野)美帆
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 53 ページ: 3097-3106

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 入力データの確率変動を考慮した交通状態推定ーVariational Theory に基づいた解析と検証ー2016

    • 著者名/発表者名
      高安杏奈, 原祐輔, 和田健太郎, 桑原雅夫
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 53 ページ: 1232-1239

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinematic Wave 理論の近年の展開:交通流の変分理論とネットワーク拡張2016

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 瀬尾亨, 中西航, 柳原正実, 佐津川功季
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 54 ページ: 2293-2312

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 渋滞パターンに基づく道路ネットワークの交通性能とその低下メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐津川功季,和田健太郎, 大口敬
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 渋滞パターンの縮約に基づく一般構造ネットワークの交通性能近似手法の考察2018

    • 著者名/発表者名
      佐津川功季,和田健太郎, 大口敬
    • 学会等名
      第57回土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A method for evaluating travel time distribution on signalized arterial roads2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Nagae, Ren Toda and Kentaro Wada
    • 学会等名
      INSTR 2018: 7the International Symposium on Transport Network Reliability
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An optimization modeling of coordinated traffic signal control based on the variational theory and its stochastic extension2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Wada, Kento Usui, Tsubasa Takigawa and Masao Kuwahara
    • 学会等名
      The 22nd International Symposium on Transportation and Traffic Theory
    • 発表場所
      Chicago (United States)
    • 年月日
      2017-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Traffic state estimation considering stochasticity of input data based on variational theory2016

    • 著者名/発表者名
      Anna Takayasu, Yusuke Hara, Kentaro Wada and Masao Kuwahara
    • 学会等名
      The 21st International Conference of Hong Kong Society for Transportation Studies
    • 発表場所
      Hong Kong (China)
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparing the effectiveness of different midblock crosswalk treatments in urban areas2016

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Abdullah, Miho Iryo, Kentaro Wada and Takashi Oguchi
    • 学会等名
      第14回ITSシンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Kinematic Wave 理論の近年の展開:交通流の変分理論とネットワーク拡張2016

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 瀬尾亨, 中西航, 柳原正実, 佐津川功季
    • 学会等名
      第54回土木計画学研究発表会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 交通流の変分原理に基づく信号路線の期待遅れ評価法と信号最適化への応用2016

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 臼井健人, 大口敬, 井料(浅野)美帆
    • 学会等名
      第53回土木計画学研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 入力データの確率変動を考慮した交通状態推定ーVariational Theory に基づいた解析と検証ー2016

    • 著者名/発表者名
      高安杏奈, 原祐輔, 和田健太郎, 桑原雅夫
    • 学会等名
      第53回土木計画学研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 平面交差の計画と設計 基礎編―計画・設計・交通信号制御の手引(分担執筆:第I編3・5章の14頁分)2018

    • 著者名/発表者名
      交通工学研究会(編)
    • 総ページ数
      307
    • 出版者
      交通工学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 土木計画学ハンドブック(分担執筆:I編4.3.2「交通流理論」)2017

    • 著者名/発表者名
      土木計画学ハンドブック編集委員会(編)
    • 総ページ数
      822
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Kentaro Wada(和田健太郎)Web Page

    • URL

      https://www.sk.tsukuba.ac.jp/~wadaken/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 和田健太郎 - 研究者 - ReaD & Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/wadaken/?lang=japanese

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Kinematic Wave Models: A Survey

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~wadaken/KWM

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Kentaro Wada(和田健太郎)Web Page

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~wadaken/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 和田健太郎 - 研究者 - reserachmap

    • URL

      http://researchmap.jp/wadaken/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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