| 研究課題/領域番号 |
17H01742
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
巳波 弘佳 関西学院大学, 理工学部, 教授 (40351738)
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| 研究分担者 |
藤原 明広 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (70448687)
藤原 直哉 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (00637449)
内田 真人 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20419617)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 群集流動 / 劣通信環境 / DTN / 最適化 / アルゴリズム |
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| 研究実績の概要 |
大規模災害時の避難誘導のみならず，平常時における群集事故の回避や混雑解消のためにも，群集誘導の必要性が高まっている．そこで本研究では，リアルタイム群集流動制御技術の確立を目的として，群集流動制御の数理モデルの構築，制御アルゴリズムの設計を行い，実データに基づく大規模シミュレーションによる有効性評価を目標としている．
これまでに主に以下の成果を得た．
・局所情報のみから群集流動を制御するアルゴリズムを設計した．これは，各地点周辺の渋滞や通行不能情報から各時点で移動方向を決定するものである．
・ビッグデータに基づく群集流動推定・周辺環境推定に関する研究成果として，トラヒック行列推定の解法として知られる逆関数法において，計測データの変動が逆関数法における推定結果に与える影響を抑制するのではなく，その影響の様子を把握することによって推定精度の向上を可能とする方法を設計した．これらの成果は，不完全データからの群集流動推定の適用範囲拡大に寄与するものである．
・群集流動制御に適したネットワーク設計・復旧計画に関する研究成果として，主にリンク・ノード保護による高信頼化設計法に関する研究と，復旧順序決定に関する研究を行った．前者は一部のリンク・ノードを保護することによって，ネットワーク全体の信頼性を向上させることを目的とした設計問題である．これに対して，リンク故障確率を考慮した最適化問題を定式化し，NP困難性を証明し，アルゴリズムを設計した．後者は，地震の際の余震など断続的な故障が発生する状況において，故障したリンクやノードの復旧順序の差異がネットワーク全体の信頼性に大きく影響する問題に着目し，復旧順序を決定することを最適化問題として定式化した．この問題がNP困難であることを証明し，アルゴリズムを設計した．また，現実のネットワークトポロジを用いて評価実験を行い，提案アルゴリズムの有効性を示した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
特に群集流動制御に適したネットワーク設計・復旧計画に関する研究成果において，リンク・ノード保護による高信頼化設計法に関する研究に対して，電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会から優秀研究賞を受賞した．また，復旧順序決定に関する研究成果に対して，電子情報通信学会ネットワークシステム研究会からネットワークシステム研究賞を受賞した．さらに，ネットワーク設計に関する研究成果に対して，電子情報通信学会ネットワークシステム研究会から招待講演に選ばれた．
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| 今後の研究の推進方策 |
厖大な数の人が限られた領域に集中し，通信ネットワークが必ずしも十分に機能せず，正確な地図や混雑状況も把握できない状況において，個々人が持つスマートフォンなど携帯通信機器がリアルタイムに移動方向を提示することによって群集全体を適切に制御する，リアルタイム群集流動制御の数理モデルおよび制御アルゴリズムの高度化を行い，大規模シミュレーションによる有効性評価を進める．
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