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人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01661
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分25010:社会システム工学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

田中 健一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90408724)

研究分担者 鳥海 重喜  中央大学, 理工学部, 准教授 (60455441)
古田 壮宏  奈良教育大学, 教育連携講座, 教授 (60453825)
小市 俊悟  南山大学, 理工学部, 准教授 (50513602)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード都市インフラ / 施設配置問題 / フロー捕捉型配置問題 / 輸送・交通 / 最適化モデル / 移動距離分布 / 数理最適化 / 数理モデル / ネットワーク設計 / 都市工学 / インフラ / 最適配置問題 / 都市インフラの設計 / ネットワーク設計問題 / 最適化手法 / オペレーションズ・リサーチ / スケジューリング
研究成果の概要

都市施設の適切な配置・運用を検討する際に,人々の移動需要を土台とした数理モデルの開発と応用を追求した.施設の種類,移動目的,施設利用者の行動,施設配置の評価尺度などに応じて,数多くの研究テーマが考えられる.本課題では,実社会で重要な応用をもつにも関わらず,十分な学術的成果が得られていないテーマとして,鉄道利用者フローを対象としてサービスを提供する拠点駅を選定する問題,経路上にある施設からサービスを受けられない確率を考慮した配置問題の一般化,施設への立寄りを伴う移動を想定した移動距離分布の導出とアクセシビリティ評価への応用などの研究を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

都市における種々の施設等のインフラに対する需要は,都市内の人の流れに基づいて生じるものも多い.本研究では,鉄道網,道路網,歩行空間などの移動空間を対象として,人々が移動途中に施設に立寄ってサービスを受け取る行動に着目した.そして,ネットワーク上に施設を最適に配置する状況において,これまで十分に扱われなかった構造を取り入れた数理モデルを提案した.さらに,現実のフローデータを用いた大規模問題を解くことにより,実社会への応用を踏まえた知見を得ることに成功した.具体的な現実問題から出発し,理論と応用の両面で問題解決のアプローチを示した点で意義があったと考える.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 16件)

  • [雑誌論文] Analytical method for deriving distance distributions in continuous networks in which travelers visit exactly one facility between origin and destination2022

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 16

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 競合環境下における介在機会モデルを用いたフロー捕捉型配置問題2021

    • 著者名/発表者名
      谷口 航一, 田中 健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 56 号: 3 ページ: 539-546

    • DOI

      10.11361/journalcpij.56.539

    • NAID

      130008107671

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2021-10-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 施設利用者数に依存する混雑コストを考慮したフロー捕捉型配置問題とその解法2020

    • 著者名/発表者名
      丹野 一輝, 田中 健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 55 号: 3 ページ: 467-474

    • DOI

      10.11361/journalcpij.55.467

    • NAID

      130007930094

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2020-10-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 降雨時の需要増加に着目した鉄道駅へのタクシー配車モデル2020

    • 著者名/発表者名
      森本 奎太郎, 丹野 一輝, 濱田 賢吾, 小貝 洸希, 田中 健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 55 号: 3 ページ: 1033-1040

    • DOI

      10.11361/journalcpij.55.1033

    • NAID

      130007930015

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2020-10-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 日立市における買い物弱者支援のための移動販売サービスに関する分析2020

    • 著者名/発表者名
      鳥海 重喜, 大森 紘
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 55 号: 3 ページ: 443-450

    • DOI

      10.11361/journalcpij.55.443

    • NAID

      130007930170

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2020-10-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A continuous districting model focusing on intra- and inter-zonal squared distances and its Voronoi-based heuristic2020

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Morimoto, Ken-ichi Tanaka
    • 雑誌名

      International Transactions in Operational Research

      巻: 28 号: 3 ページ: 1109-1134

    • DOI

      10.1111/itor.12893

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] City shapes that maximize the number of walking-only trips based on Manhattan distance2020

    • 著者名/発表者名
      Shiori Misaki, Ken-ichi Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 14 号: 5 ページ: JAMDSM0075-JAMDSM0075

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2020jamdsm0075

    • NAID

      130007868083

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 救急車配置のためのシミュレーションと最適化モデル2020

    • 著者名/発表者名
      古田 壮宏, 諸星 穂積
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 65 ページ: 484-490

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] The probabilistic minisum flow interception problem: minimizing the expected travel distance until intercept under probabilistic interception2020

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Osamu Kurita
    • 雑誌名

      Geographical Analysis

      巻: 52 号: 2 ページ: 211-230

    • DOI

      10.1111/gean.12197

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平日と休日の施設へのアクセス方法の違いを考慮した鉄道網上の施設配置モデル2019

    • 著者名/発表者名
      田中健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 54 号: 3 ページ: 1533-1540

    • DOI

      10.11361/journalcpij.54.1533

    • NAID

      130007742038

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2019-10-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 道路網における移動経路上の施設までの距離分布2019

    • 著者名/発表者名
      丹野一輝, 田中健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 54 号: 3 ページ: 1525-1532

    • DOI

      10.11361/journalcpij.54.1525

    • NAID

      130007742039

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2019-10-25
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 目的地選択の類似性に着目した移動データの可視化手法2018

    • 著者名/発表者名
      田中 健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 53 号: 3 ページ: 1464-1471

    • DOI

      10.11361/journalcpij.53.1464

    • NAID

      130008162496

    • ISSN
      0916-0647, 2185-0593
    • 年月日
      2018-10-25
    • 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
  • [雑誌論文] Railway flow interception location model: Model development and case study of Tokyo metropolitan railway network2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Takehiro Furuta and Shigeki Toriumi
    • 雑誌名

      Operations Research Perspectives

      巻: In press ページ: 100085-100085

    • DOI

      10.1016/j.orp.2018.11.001

    • 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
  • [学会発表] Trip length distribution of shortest travel path that includes a visit to a facility on a continuous network2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] On the integrality gap of a point-to-point based airline network design problem2021

    • 著者名/発表者名
      Shungo Koichi, Mihiro Sasaki, Jinha Hibino
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Point-to-point airline network design under cooperation and competition2021

    • 著者名/発表者名
      Jinha Hibino, Shungo Koichi, Takehiro Furuta, Mihiro Sasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 確率的に閉鎖が生じる施設を想定した施設の受け持ち需要均等化のための数理モデル2021

    • 著者名/発表者名
      松浦慶太, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 各期における施設の受け持ち需要の均等化を目的とした施設の配置および閉鎖順序決定モデルと2次元平面における数値例2021

    • 著者名/発表者名
      松浦慶太, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多期間の意思決定を考慮した施設の新設・廃止計画のための数理モデル2021

    • 著者名/発表者名
      鴫原有美, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規参入制約下における協力と競合を考慮した航空ネットワーク設計モデル2021

    • 著者名/発表者名
      日比野尋伯, 小市 俊悟, 古田 壮宏, 佐々木 美裕
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 時空間ネットワークを用いた信号制御の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      加藤 優依, 小市 俊悟
    • 学会等名
      日本OR学会第48回中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 平均場ゲームに基づく交通流再現モデルの設計2020

    • 著者名/発表者名
      嶋内 梨乃, 小市 俊悟
    • 学会等名
      日本OR学会第48回中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 案内経路からの逸脱を考慮した案内板配置問題2020

    • 著者名/発表者名
      八尾優作,田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 国際海運におけるCO2排出規制による社会的費用2020

    • 著者名/発表者名
      甲斐雄大, 伊藤真理,鳥海重喜, 高嶋隆太
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Locating flow-intercepting facilities on a railway network based on minimization of travel time to a facility2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka
    • 学会等名
      EURO Working Group on Locational Analysis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A flow interception location model with continuous origin-destination demands on a network2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Tanno, Ken-ichi Tanaka
    • 学会等名
      EURO Working Group on Locational Analysis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization models for shelter site location in the event of volcanic eruption2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Shigeki Toriumi
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust p-hub median problems2019

    • 著者名/発表者名
      Mihiro Sasaki, Takehiro Furuta and Akihiro Hattori
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Pickup Problem with continuous origin-destination demands on a network2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • 学会等名
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualizing tourism flow data using second-order cone optimization2019

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Ujihara, Ken-ichi Tanaka and Shigeki Toriumi
    • 学会等名
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous districting model focusing on intra- and inter-zonal squared distances2019

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Morimoto, Ken-ichi Tanaka
    • 学会等名
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Location of railway stations to maximize the number of people accessible to a given station within a fixed time limit2019

    • 著者名/発表者名
      Sakie Kosugi, Ken-ichi Tanaka
    • 学会等名
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Traffic volume estimation via path packing2019

    • 著者名/発表者名
      Shungo Koichi
    • 学会等名
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-stage maximal covering problem for locating drone bases with uncertain conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Hozumi Morohosi, Takehiro Furuta
    • 学会等名
      International Workshop on Urban Operations Research 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distance distribution of shortest travel route that includes a visit to a facility on a continuous network2019

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • 学会等名
      INFORMS Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Drone base location planning for disaster relief2019

    • 著者名/発表者名
      Hozumi Morohosi, Takehiro Furuta
    • 学会等名
      INFORMS Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 経路の道なりと案内のし易さを考慮した巡回セールスマン問題2019

    • 著者名/発表者名
      八尾優作,田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 訪日外国人流動データを用いた訪問地選択の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      氏原凜汰郎,田中健一,鳥海重喜
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 不確実性を考慮した探索用ドローン基地の配置について2019

    • 著者名/発表者名
      諸星穂積,古田壮宏
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LNG海上輸送における社会的費用の評価2019

    • 著者名/発表者名
      甲斐雄大, 伊藤真理, 高嶋隆太,鳥海重喜
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 連続的な移動需要に基づくフロー捕捉型配置問題と道路網への適用2019

    • 著者名/発表者名
      丹野 一輝, 田中 健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Flow-capturing problem with probabilistic demand coverage and its applications2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka and Osamu Kurita
    • 学会等名
      XXIV EURO Working Group on Locational Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow-capturing location problem with capture level based on detour distances2018

    • 著者名/発表者名
      Kenーichi Tanaka and Takehiro Furuta
    • 学会等名
      INFORMS Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis for maritime transportation of energy resources using AIS data2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Toriumi and Yihsu Chen
    • 学会等名
      INFORMS Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 領域内と領域間の移動距離に着目した連続空間の分割モデル2018

    • 著者名/発表者名
      森本 奎太郎, 田中 健一
    • 学会等名
      「都市のOR」ワークショップ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 連続的な移動需要に基づくフロー捕捉型配置問題とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      丹野 一輝, 田中 健一
    • 学会等名
      「都市のOR」ワークショップ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 道路距離とホースの曲折に着目した消防活動困難区域の評価手法2018

    • 著者名/発表者名
      小原 ゆりえ, 田中 健一
    • 学会等名
      「都市のOR」ワークショップ 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 道案内の数理モデル2018

    • 著者名/発表者名
      八尾 優作, 田中 健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2018年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 迂回距離に応じた施設利用確率を考慮したフロー捕捉型配置問題2018

    • 著者名/発表者名
      古田壮宏, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2018年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A polyhedral insight into covering a 2/3 supermodular function by a graph2018

    • 著者名/発表者名
      Shungo Koichi
    • 学会等名
      International Symposium on Mathematical Programming 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 道路の同時修繕による交通への影響を考慮したスケジューリング問題の提案とその解法2018

    • 著者名/発表者名
      小市 俊悟
    • 学会等名
      スケジューリング学会 最適化とアルゴリズム研究部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 複数橋梁の修繕スケジュールに関する数理計画モデルとその解法2018

    • 著者名/発表者名
      小市 俊悟
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会「危機管理と防衛のOR」研究部会 定例研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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