様々な渋滞現象の予兆検知のための数理物理学的手法の開発とその実践

• 研究課題/領域番号: 25287026
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数学基礎・応用数学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西成 活裕 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40272083)
• 研究協力者: 岡田 雅之 ; Bandini S. , Prof. ; Schadschneider A. , Prof.
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2013年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 渋滞学 / 数理モデル / 渋滞 / 交通流 / 人流 / セルオートマトン / 物流

研究成果の概要

本研究では、車、および人の流れ等に発生する渋滞の緩和方法について、理論とシミュレーション、および実測データを用いて考察した。高速道路における車の渋滞緩和のため、渋滞吸収走行を提案し、渋滞が緩和される条件を数学的に示した。そして理論をもとに実際の高速道路での実験を行い、その効果を確認することができた。そして人の流れの研究では、実際の駅の狭い通路での対向流を分析し、デッドロックが起こる条件を明らかにした。さらに現実への応用として空港における入国審査場における待ち時間短縮システムを構築し、社会実験によりその有用性が確かめられた。

研究成果

• [国際共同研究] ケルン大学/ブッパータール大学(ドイツ)
• [国際共同研究] ケルン大学/ブッパータール大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Effects of burstiness on the air transportation system (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Ito and K. Nishinari
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 95 号: 1 ページ: 012325-012325
  • DOI: 10.1103/physreve.95.012325
  • 査読あり
• [雑誌論文] A passenger distribution analysis model for the perceived time of airplane boarding/deboarding, utilizing an ex-Gaussian distribution (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Miura, K. Nishinari
  • 雑誌名: Journal of Air Transport Management 巻: 59C ページ: 44-49
  • DOI: 10.1016/j.jairtraman.2016.11.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Empirical analysis of the lane formation process in bidirectional pedestrian flow (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Feliciani, K. Nishinari
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 94 号: 3 ページ: 032304-032304
  • DOI: 10.1103/physreve.94.032304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inflow process of pedestrians to a confined space (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Ezaki, K. Ohtsuka, M. Chraibi, M. Boltes, D. Yanagisawa, A. Seyfried, A. Schadschneider, and K. Nishinari
  • 雑誌名: Collective Dynamics 巻: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.17815/cd.2016.4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Totally asymmetric simple exclusion process on a periodic lattice with Langmuir kinetics depending on the occupancy of the forward neighboring site (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ichiki, J. Sato, K. Nishinari
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. B 巻: 89 号: 5 ページ: 135-135
  • DOI: 10.1140/epjb/e2016-70192-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxation dynamics of the asymmetric simple exclusion process with Langmuir kinetics on a ring (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Sato, K. Nishinari
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 93 号: 4 ページ: 042113-042113
  • DOI: 10.1103/physreve.93.042113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Totally Asymmetric Simple Exclusion Process with Langmuir kinetics depending on the occupancy of the neighboring sites (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ichiki, J. Sato, K. Nishinari
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 85 号: 4 ページ: 044001-044001
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.044001
  • NAID: 40020789635
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An improved Cellular Automata model to simulate the behavior of high density crowd and validation by experimental data (2016)
  • 著者名/発表者名: C. Feliciani, K. Nishinari
  • 雑誌名: Physica A 巻: 451 ページ: 135-148
  • DOI: 10.1016/j.physa.2016.01.057
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phenomenological description of deadlock formation in pedestrian bidirectional flow based on empirical observation (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Feliciani, K. Nishinari
  • 雑誌名: J. Stat. Mech. 巻: 2015 号: 10 ページ: 10003-10003
  • DOI: 10.1088/1742-5468/2015/10/p10003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Universal bursty behavior in the air transportation system (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, K. Nishinari
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 92 号: 6 ページ: 062815-062815
  • DOI: 10.1103/physreve.92.062815
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Jamming transitions in force-based models for pedestrian dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Chraibi, T. Ezaki, A. Tordeux, K. Nishinari, A. Schadshneider, A. Seyfried
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 92 号: 4 ページ: 042809-042809
  • DOI: 10.1103/physreve.92.042809
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optimal information provision for maximizing flow in a forked lattice (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Imai, K. Nishinari
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 91 号: 6 ページ: 062818-062818
  • DOI: 10.1103/physreve.91.062818
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Taming Macroscopic Jamming in Transportation Networks (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ezaki, Ryosuke Nishi and Katsuhiro Nishinari
  • 雑誌名: J. Stat. Mech. 巻: 2015 号: 6 ページ: 06013-06013
  • DOI: 10.1088/1742-5468/2015/06/p06013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Jam-absorption driving with a car-following model (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Taniguchi, R. Nishi, T. Ezaki, K. Nishinari
  • 雑誌名: Physica A 巻: 433 ページ: 304-315
  • DOI: 10.1016/j.physa.2015.03.036
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamics of assembly production flow (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Ezaki, D. Yanagisawa and K. Nishinari
  • 雑誌名: Physica A 巻: 427 ページ: 62-73
  • DOI: 10.1016/j.physa.2015.02.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Potential global jamming transition in aviation networks (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ezaki and K. Nishinari
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 90 号: 2 ページ: 022807-022807
  • DOI: 10.1103/physreve.90.022807
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Totally asymmetric simple exclusion process with a time-dependent boundary:Interaction between vehicles and pedestrians at intersections (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, K. Nishinari
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: 89 号: 4 ページ: 042813-042813
  • DOI: 10.1103/physreve.89.042813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Bottleneck Size for Jamless Particle Flows in Two Dimensions (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Masuda, K. Nishinari, A. Schadschneider
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 112 号: 13 ページ: 138701-138701
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.138701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis on a Single Segment of Evacuation Network (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ezaki, D.Yanagisawa, K.Nishinari
  • 雑誌名: J. Cellular Automaton 巻: 8 ページ: 347-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Walking-distance introduced queueing model for pedestrian queueing system: Theoretical analysis and experimental verification (2013)
  • 著者名/発表者名: Daichi Yanagisawa, Yushi Suma, Akiyasu Tomoeda, Ayako Miura, Kazumichi Ohtsuka, and Katsuhiro Nishinari
  • 雑誌名: Transportation Research Part C: Emerging Technologies 巻: 37 ページ: 238-259
  • DOI: 10.1016/j.trc.2013.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transition in traffic jam experiment on a circuit (2013)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Tadaki, Macoto Kikuchi, Minoru Fukui, Akihiro Nakayama, Katsuhiro Nishinari, Akihiro Shibata, Yuki Sugiyama, Taturu Yoshida and Satoshi Yukawa
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 15 号: 10 ページ: 103034-103034
  • DOI: 10.1088/1367-2630/15/10/103034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective motion of oscillatory walkers (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ezaki, R. Nishi, D. Yanagisawa and K. Nishinari
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 88 号: 1 ページ: 12808-12808
  • DOI: 10.1103/physreve.88.012808
  • 査読あり
• [学会発表] Smoothing bottleneck flow of pedestrians (2014)
  • 著者名/発表者名: 西成活裕
  • 学会等名: International workshop on Flow and clogging in bottlenecks
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Introduction to Jamology - toward solution of traffic jam (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiro Nishinari
  • 学会等名: The 2013 IEEE Intelligent Vehicles Symposium
  • 発表場所: Gold Coast, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Traffic Jams of Self-driven Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiro Nishinari
  • 学会等名: SIAM 2013 Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 招待講演
• [産業財産権] 渋滞予測装置、ドライブレコーダ装置及び渋滞予測装置の渋滞予測方法 (2016)
  • 発明者名: 西成活裕、山本達夫
  • 権利者名: 西成活裕、山本達夫
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-10-21