巨大災害時の広域交通ネットワークの運用に関する数理モデル研究

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01297
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 朝倉 康夫 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80144319)
• 研究分担者: 井料 隆雅 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (10362758) ; 山口 裕通 金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (10786031) ; 長江 剛志 東北大学, 工学研究科, 准教授 (30379482) ; 福田 大輔 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 特定教授 (70334539) ; 中西 航 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 研究員 (70735456) ; 日下部 貴彦 東京大学, 空間情報科学研究センター, 准教授 (80604610) ; 坂井 勝哉 神戸大学, 工学研究科, 工学研究科研究員 (80774778) ; 吉井 稔雄 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (90262120) ; 中山 晶一朗 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (90334755) ; 花岡 伸也 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (90467027) ; 瀬尾 亨 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90774779) ; 安藤 宏恵 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 研究員 (00880056)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 交通工学 / 交通ネットワーク

研究実績の概要

本研究の目的は，応募者が研究代表者として進めてきた基盤研究(A) 「交通ネットワークのリスクマネジメントのための動的行動・交通流解析理論の構築」（2013～2017）の成果を踏まえ，被災範囲が人々の日常的な生活圏を大きく越えるような大規模な自然災害が発生した際の広域交通ネットワークのマネジメントに関する理論基盤を構築することにある．具体的には，広域避難に関わる問題と，避難者に対する生活物資の供給問題に着目し，ネットワーク上でのルーティングと施設配置に関する従来の理論的成果を活用して，ネットワークマネジメントの共通理論基盤とそれに基づく数理モデルを構築する．このモデルを用いたケーススタディを行って，構築した方法論の有用性を検証する．本年度は以下を行った．

(1) 災害時ネットワークマネジメントに関する数理モデルの体系化：本研究で構築した共通基盤モデル，広域避難モデル，生活物資輸送モデル，統合モデルを含む災害時のネットワークマネジメントのための数理モデルの体系を示し，それぞれの特徴と課題を明らかにした．
(2) 複数の災害想定に対するケーススタディと比較分析：首都圏の広域水害を想定した避難交通と救援物資輸送の同時最適化のモデルを構築し，数値計算によりその有用性を検証した．併せて、災害時ネットワークと高速道路の更新工事に伴う通行止めとのアナロジーに着目し，プローブデータを用いた道路リンク途絶の影響分析の方法論を構築した．
(3) 国際的な意見交換に基づく研究成果のとりまとめ： COVID-19の世界的蔓延により国際ワークショップの企画・開催には至らなかったが，国内外の研究者とのオンラインを活用した意見交換を通じて，巨大災害時の広域交通ネットワークマネジメントに関する研究の方向性を確認し，学会・社会への発信の基盤を築いた．

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Multi-Objective Linear Optimization Problem for Strategic Planning of Shared Autonomous Vehicle Operation and Infrastructure Design (2022)
  • 著者名/発表者名: Seo Toru、Asakura Yasuo
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 巻: 23 ページ: 3816～3828
  • DOI: 10.1109/TITS.2021.3071512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the single-regime speed-density fundamental relationships for varying spatiotemporal resolution using Zen Traffic Data (2022)
  • 著者名/発表者名: Dahiya Garima、Asakura Yasuo、Nakanishi Wataru
  • 雑誌名: Asian Transport Studies 巻: 8 ページ: 100066～100066
  • DOI: 10.1016/j.eastsj.2022.100066
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] エレベータの呼びを導入したオンデマンド型の車両運行計画問題 (2022)
  • 著者名/発表者名: 永井 一輝、中西 航、朝倉 康夫
  • 雑誌名: 交通工学論文集 巻: 8 ページ: 1～10
  • DOI: 10.14954/jste.8.1_1
  • 査読あり
• [雑誌論文] MEASUREMENT OF THE ROAD NETWORK CONNECTIVITY AND ITS REINFORCEMENT OPTIMIZATION PROBLEM (2021)
  • 著者名/発表者名: NAKAYAMA Shoichiro、KOBAYASHI Shun-ichi、YAMAGUCHI Hiromichi
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management) 巻: 77 ページ: 245～259
  • DOI: 10.2208/jscejipm.77.3_245
  • 査読あり
• [雑誌論文] EXAMINATION OF ROAD NETWORK EVALUATION METHOD USING MATRIX TREE THEOREM (2021)
  • 著者名/発表者名: KOZAWA Shunji、NAKAYAMA Shoichiro、KOBAYASHI Shun-ichi、YAMAGUCHI Hiromichi
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management) 巻: 76 ページ: I_889～I_897
  • DOI: 10.2208/jscejipm.76.5_I_889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doubly generalized logit: A closed-form discrete choice model system with multivariate generalized extreme value distributed utilities (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Shoichiro、Chikaraishi Makoto
  • 雑誌名: Transportation Research Part C: Emerging Technologies 巻: 132 ページ: 103315～103315
  • DOI: 10.1016/j.trc.2021.103315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Location Problems of In-Place Shelters for Dam-Failure Floods: Considering Vertical and Horizontal Evacuation (2021)
  • 著者名/発表者名: Sun Min-Ci、Sakai Katsuya、Chen Albert Y.、Hsu Yu-Ting
  • 雑誌名: SSRN Electronic Journal 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.2139/ssrn.3987794
  • 国際共著
• [雑誌論文] DATA-DRIVEN DYNAMIC CONGESTION TOLL OPTIMIZATION METHODS BASED ON REINFORCEMENT LEARNING (2021)
  • 著者名/発表者名: SATO Kimihiro、SEO Toru、FUSE Takashi
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management) 巻: 76 ページ: I_1273～I_1285
  • DOI: 10.2208/jscejipm.76.5_I_1273
  • 査読あり
• [雑誌論文] 交通事故の影響による MFD 形状変化分析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉井 稔雄、奥原 瑠依、坪田 隆宏
  • 雑誌名: 交通工学論文集 巻: 7 ページ: A_201～A_206
  • DOI: 10.14954/jste.7.2_A_201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Japanese travel behavior trends and change under COVID-19 state-of-emergency declaration: Nationwide observation by mobile phone location data (2021)
  • 著者名/発表者名: Hara Yusuke、Yamaguchi Hiromichi
  • 雑誌名: Transportation Research Interdisciplinary Perspectives 巻: 9 ページ: 100288～100288
  • DOI: 10.1016/j.trip.2020.100288
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] THE BEHAVIOR CHANGE IN INTER-PREFECTURE TRAVEL UNDER THE COVID-19 PANDEMIC: DETECTION BY SPARSE NON-NEGATIVE MATRIX FACTORIZATION (2021)
  • 著者名/発表者名: HARADA Kaisei、YAMAGUCHI Hiromichi、SAGAE Masahiko
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management) 巻: 77 ページ: 160～173
  • DOI: 10.2208/jscejipm.77.2_160
  • 査読あり
• [雑誌論文] A credibility-based multi-objective temporary logistics hub location-allocation model for relief supply and distribution under uncertainty (2020)
  • 著者名/発表者名: Maharjan Rajali、Hanaoka Shinya
  • 雑誌名: Socio-Economic Planning Sciences 巻: 70 ページ: 100727～100727
  • DOI: 10.1016/j.seps.2019.07.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multi-modal relief distribution model for disaster response operations (2020)
  • 著者名/発表者名: Maghfiroh Meilinda F.N.、Hanaoka Shinya
  • 雑誌名: Progress in Disaster Science 巻: 6 ページ: 100095～100095
  • DOI: 10.1016/j.pdisas.2020.100095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PREDICTION OF TRAFFIC ACCIDENT LIKELIHOOD ON INTERCITY EXPRESSWAY BY CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahiro TSUBOTA, Toshio YOSHII, Jian XING
  • 雑誌名: AI・データサイエンス論文集 巻: 1 ページ: 11-17
  • DOI: 10.11532/jsceiii.1.1_11
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Post-disaster road network recovery plans considering origin-destination connectivity, shortest path length and congestion (2021)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Sakai and Kai-Hsuan Wu
  • 学会等名: 8TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON TRANSPORT NETWORK RELIABILITY (INSTR)
  • 国際学会
• [学会発表] Relief Goods Delivery Plan in the Last Mile Considering Disaster Situation: Mixed Integer Programming Approach in a Time-Space Network (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, W., Ogashira, N., Asakura, Y.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Transportation Network Reliability
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Traffic Accident on Arterial Road Network (2021)
  • 著者名/発表者名: Rui Okuhara, Toshio Yoshii, Takahiro Tsubota and Shirayanagi Hirotoshi
  • 学会等名: International symposium on transportation data and modelling
  • 国際学会
• [学会発表] 車両軌跡データに基づく通行止め時迂回行動の経路選択に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 安藤宏恵，朝倉康夫，中川真治，円山琢也
  • 学会等名: 第19回ITSシンポジウム
• [学会発表] A Study of Speed-Density Functional Relations for Varying Spatiotemporal Resolution Using Zen Traffic Data (2020)
  • 著者名/発表者名: Dahiya, G., Asakura, Y., Nakanishi, W.
  • 学会等名: IEEE 23rd International Conference on Intelligent Transportation Systems
  • 国際学会