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交通流および自己駆動粒子系の流動機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20360045
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関名古屋大学

研究代表者

杉山 雄規  名古屋大学, 大学院・情報科学研究科, 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)
菊池 誠  大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (50195210)
中山 章宏  名城大学, 理工学部, 教授 (60212106)
湯川 諭  大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (20292899)
柴田 章博  高エネルギー加速器研究機構, 共通基盤施設計算科学センター, 研究機関講師 (30290852)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2010年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2009年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2008年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード交通流 / 自己駆動粒子 / 渋滞 / 動的相転移 / 非平衡散逸系 / 非対称相互作用 / ホップ分岐 / シミュレーション科学 / 自己駆動粒子系 / 渋滞形成 / 複雑系 / Hopf分岐
研究概要

交通流を典型とする自己駆動粒子系における巨視的な流動形態の形成が、多体効果による動力学的な相転移現象であり、力学系におけるホップ分岐現象として理解できることを理論的に明らかにした。また、ナゴヤドームにおける実車両を使った実証実験を行い、渋滞などの巨視的流動形態の形成過程における詳細な時系列データを測定した。さらに、群衆や生物集団の運動における数理模型による計算機シミュレーションを行い、実現象に見られる流動形態や群知能的振舞いを再現した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (27件) (うち査読あり 27件) 学会発表 (19件) 図書 (2件) 備考 (8件)

  • [雑誌論文] Effects of Fast Noises on Long-Range Correlations2010

    • 著者名/発表者名
      S.Tadaki
    • 雑誌名

      Comp.Phys.Comm 182

      ページ: 237-239

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cellular model for sand dunes with saltation, avalanche and strong erosion : collisional simulation of barchans2010

    • 著者名/発表者名
      Katsuki, A., M.Kikuchi, Nishimori, H., Endo, N., Taniguchi, K.
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meandering instability in two dimensional optimal velocity model for collective motion of self-propelled particles2010

    • 著者名/発表者名
      A.Nakayama
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 82

      ページ: 31123-31123

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Fast Noises on Long-Range Correlations2010

    • 著者名/発表者名
      S.Tadaki
    • 雑誌名

      Comp.Phys.Comm.

      巻: 182 ページ: 237-239

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cellular model for sand dunes with saltation, avalanche and strongerosion : collisional simulation of barchans2010

    • 著者名/発表者名
      Katsuki, A., Kikuchi, M., Nishimori, H., Endo, N., Taniguchi, K.
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms

      巻: 110.1002 ページ: 2049-2049

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Meandering instability in two-dimensional optimal velocity model for collective motion of self-propelled particles2010

    • 著者名/発表者名
      A.Nakayama
    • 雑誌名

      Physical Review.E

      巻: 82 ページ: 31123-31123

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissipative System with Asymmetric. Inteaction. and Hopf Bifurcation2009

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto, Y.Nomura, Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 80

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Similarity between Temporal and Spatial Structures in Pattren Formation of Dissipative Non-Equilibrium System2009

    • 著者名/発表者名
      R.Akiyama, H.Watanabe, Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Traffic and Granular Flow'07 7

      ページ: 253-258

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Dissipative system with Asymmetric Interaction and N-body Problem for Emergence of Moving Cluster2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugiyama, K.Masuoka, T.Ishida
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Traffic and Granular Flow'07 7

      ページ: 555-563

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instability of Collective Flow in Two-Dimensional Optimal Velocity Model2009

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

      Proceedings in Information and Communications Technology, Natural Computing 2

      ページ: 191-198

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Interaction in Non-equilibrium Dissipative System towards Dynamics for Biological System2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      Natural Computing(Y.Suzuki, M.Hagita, H.Umeo, A.Adamatzky, eds.)(Springer)

      ページ: 189-200

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Packet flow and its temporal properties in the Internet2009

    • 著者名/発表者名
      S.Tadaki
    • 雑誌名

      Traffic and Granular Flow'07(Springer-Verlag, Berlin)

      ページ: 745-745

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metastability in the formation of an experimental traffic jam2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakayama, M.Fukui, M.Kikuchi, K.Nishinari, Y.Sugiyama, S.-i.Tadaki, S.Yukawa
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 11 083025

      ページ: 1-17

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed data of traffic jam experiment2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakayama, M.Kikuchi, Y.Sugiyama, S.-i.Tadaki, S.Yukawa
    • 雑誌名

      Traffic and Granular Flow'07(Springer)

      ページ: 389-394

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissipative System with Asymmetric Interaction and Hopf Bifurcation2009

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto, Y.Nomura, Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      Physical.Review.E 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metastability in the formation of an experimental traffic jam2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakayama, Y.Sugiyama, M.Fukui, M.Kikuchi, K.Hasebe, K.Nishinari, S.-i.Tadaki, S.Yukawa
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 11

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Similarity Between Temporal and Spatial Structures in Pattren Formation of Dissipative Non-Equilibrium System2009

    • 著者名/発表者名
      R.Akiyama, H.Watanabe, Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Traffic and Granular Flow '07 7

      ページ: 253-258

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Dissipative system with Asymmetric Interaction aand N-body Problem for Emergence of Moving Cluster2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugiyama, K.Masuoka, T.Ishida
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Traffic and Granular Flow '07 7

      ページ: 555-563

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instability of Collective Flow in Two-Dimensional Optimal Velocity Model2009

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

      Proceedings in Information and Communications Technology, Natural Computing 2

      ページ: 191-198

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 構造に依存する2次元OV模型の不安定性の比較2009

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

      第15回交通流のシミュレーションシンポジウム論文集 15

      ページ: 25-28

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric Interaction in Non-equilibrium Dissipative System.towards Dynamics for Biological System2009

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 雑誌名

      Natural Computing(Y.Suzuki, M.Hagita, H.Umeo, A.Adamatzky, eds.)(Springer)2009 1

      ページ: 189-200

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Traffic jam without bottleneck-experimental evidence for the physical mechanism of the formation of a jam2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugiyama, M.Fukui, M.Kikuchi, K.Hasebe, A.Nakayama, K.Nishinari, S.Tadaki, S.Yukawa
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 10

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free-energy landscape of kinesin by a realistic lattice model2008

    • 著者名/発表者名
      H.Kenzaki, M.Kikuchi
    • 雑誌名

      Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics 71

      ページ: 389-389

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of attractive interaction on instability of pedestiran flow in a two-dimensional optimal velocity model2008

    • 著者名/発表者名
      A.Nakayama, K.Hasebe, Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 77

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Velocity Model and Hopf Bifurcation2008

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto, Y.Nomura, Y.Sugiyama
    • 雑誌名

      International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008

      ページ: 235-242

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2次元最適模型を用いた迷路の経路探索2008

    • 著者名/発表者名
      大島吉雄、杉山雄規
    • 雑誌名

      第14回交通流のシミュレーションシンポジウム論文集 14

      ページ: 29-32

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] べき的長距離相互作用と Fractional 微分を含む拡張された解析力学の関係2008

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔、杉山雄規
    • 雑誌名

      第14回交通流のシミュレーションシンポジウム論文集 14

      ページ: 33-36

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stability of a flow of self-driven particles and formation of a moving cluster2011

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      Hakodate Winter School of Natural Computing in 2011
    • 発表場所
      Future Univ.Hakodate.(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-14
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ナゴヤドーム渋滞形成実験 渋滞はなぜ発生するのか-その数理と実証実験-2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      第16回交通流シミュレーションシンポジウム・公開講演
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 交通渋滞の数理模型2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      日本機械学会先端技術フォーラム
    • 発表場所
      名古屋市立大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 交通渋滞の数理模型2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      日本機会学会・先端技術フォーラム
    • 発表場所
      名古屋市立大学
    • 年月日
      2010-09-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 自己駆動粒子の集団運動と非対称散逸系の動力学2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      計測自動制御学会,自律分散学会創発シンポジウム
    • 発表場所
      富山インテック大山研修センター(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-06
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 自己駆動粒子の集団運動と非対称散逸系の動力学2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      計測自動制御学会・自律分散システム部会・創発システムシンポジウム
    • 発表場所
      富山・インテック大山研修センター
    • 年月日
      2010-08-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optimal Velocity模型の数理2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      明治大学グローバルCOEプログラム
    • 発表場所
      明治大学(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Optimal Vblocity模型の数理2010

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      明治大学グローバルCOE
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2010-08-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Search for the solution of a maze by Asymmetric Dissipative Particle System2010

    • 著者名/発表者名
      R.Kinukawa, R.Ishiwata, Y.Sugiyama
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics
    • 発表場所
      Norway Technical Univ.Trondheim
    • 年月日
      2010-06-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Search for the solution of a maze by Asymmetric Dissipative Particle System2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugiyama
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics
    • 発表場所
      Norway工科大学, Trondheim
    • 年月日
      2010-06-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非対称性が2次元OVの集団運動の安定性に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 杉山雄規
    • 学会等名
      第22回自律分散システムシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2010-01-30
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 非対称性が2次元OVの集団運動の安定性に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 杉山雄規
    • 学会等名
      第22回 自律分散システムシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術ホール
    • 年月日
      2010-01-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 構造に依存する2次元OV模型の不安定性の比較2009

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔, 杉山雄規
    • 学会等名
      交通流数理研究会
    • 発表場所
      名古屋大学グリーンサロン
    • 年月日
      2009-12-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of Collective motions in Asymmetric dissipative system2009

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      11th.International School on Complexity, Ettore Majorana Foundation and Centre for Scientific Culture
    • 発表場所
      Erice, Itary
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamics of Collective motions in Asymmetric dissipative system2009

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      11th.International School on Complexity
    • 発表場所
      Ettore Majorana Foundation and Centre for Scientific Culture, Erice, Itary
    • 年月日
      2009-07-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 2次元最適模型を用いた迷路の経路探索2008

    • 著者名/発表者名
      大島吉雄、杉山雄規
    • 学会等名
      交通流数理研究会
    • 発表場所
      名古屋大学グリーンサロン
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] べき的長距離相互作用と Fractional 微分を含む拡張された解析力学の関係2008

    • 著者名/発表者名
      石渡龍輔、杉山雄規
    • 学会等名
      交通流数理研究会
    • 発表場所
      名古屋大学グリーンサロン
    • 年月日
      2008-11-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetric Interaction in Non-equilibrium Dissipative System towards Dynamics for Biological System2008

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 学会等名
      International workshop on Collective behaviors in bio- and related systems
    • 発表場所
      RIES, Hokkaido University, Sapporo(招待講演)
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamics of collective motions in Asymmetric dissipative system(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugiyama
    • 学会等名
      International workshop on Collective behaviors in bio-and related systems
    • 発表場所
      RIES, Hokkaido, University, Sapporo
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 交通流と自己駆動粒子系(「自己組織化ハンドブック」)2009

    • 著者名/発表者名
      杉山雄規
    • 出版者
      ネヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 自己組織化ハンドブック, コラム「交通流・自己駆動粒子系の数理」2009

    • 著者名/発表者名
      国武豊喜監修 共著(杉山雄規)
    • 総ページ数
      937
    • 出版者
      ネヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] ホームページ:・交通流研究会

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ・Physics of Traffic(国際的な成果・データ公開)

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ・名大トピックスNo181(2008/6月号)知の先端,記事掲載。「渋滞はなぜ発生するか?-渋滞形成の数理と実証実験」

    • URL

      http://www.nagoya-u.ac.jp/extra/topics/pdf/no181.pdf

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ・渋滞実験動画像Web公開,科学雑誌NewScientistによりYouTubeに公開,現在アクセス数110万件以上(検索→traffic shockwave)

    • URL

      http://www.youtube.com/watch?v=Suugn-P5c1m

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://traffic.phys.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~mstf/index.html

    • 関連する報告書
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    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
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      http://www.nagoya-u.ac.jp/extra/topics/pdf/no181.pdf

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      2008 実績報告書
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      http://traffic.phys.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~mstf/prog08.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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