複雑ネットワークを用いた都市システム分析に関する数理地理学的研究

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K03247
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 石崎 研二 奈良女子大学, 人文科学系, 教授 (10281239)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 都市システム / 複雑ネットワーク / 数理計画法

研究実績の概要

昨年度は不十分であった文献資料の収集と研究成果の整理を継続して行い、これらの成果を精読した上でネットワーク成長モデルの精緻化を試みた。具体的には、ノードの規模の違いを考慮したモデルの構築と現実的な大量データに適用可能なアルゴリズムの開発である。現実の都市システムでは、ノードにあたる都市の空間的配置や規模の違いがシステム全体の階層構造や都市間結合に影響を与える。そこで、日本の諸都市の空間的配置を所与として多様な規模の都市をランダムに配置した仮想的な空間データセットを用意し、空間的相互作用モデルを用いて都市間結合の復元を試みた。さらに、都市規模に比例した企業の配置を仮定し、企業間の取引関係を都市間結合に従うものとした。これを初期値とするネットワーク成長モデルを適用し、あらためて数値実験を実行した。その結果、企業間ネットワークを形成する際のパラメータの設定にもよるが、概ねスケールフリー性に特化した都市システムが構築されることが明らかとなった。これは現実の日本における都市システムの特徴を再現したものと考えられる。また、新たに導入したソフトウェアMathematicaに独自のアルゴリズムを付加することによって、現実的な大量のデータセットにも適用可能であることが実証された。ただし、当初購入を予定していた企業間取引データについては、今年度は購入には至らず、現実のデータセットへのモデル適用は次年度に見送ることとした。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

今年度はアルゴリズムの開発に時間がかかったことと、データの抽出や選別に配慮が必要であることから、企業間取引データの購入を見送ったため、実証的な分析が不十分であった。また、本務校での業務に忙殺されたことにより、研究時間の確保が難しかった。

今後の研究の推進方策

既存の都市システム研究で用いられた複数のデータセットを準備し、企業活動の空間的配置や都市間の連結関係などのパラメータを設定したモデルの適用を試みる。数値実験と現実データへのモデルの適用によって、複雑ネットワークの視点をふまえた都市システム分析の可能性が検証可能と思われる。今後は、企業間取引データを取得し、多様なモデルに基づくネットワーク構築と、現実の都市システム構造との比較検討をする予定である。

次年度使用額が生じた理由

今年度に購入予定であった企業間取引データの購入を次年度に見送ったため。次年度はデータの購入とともに、当初予定していた研究計画通りに使用する予定である。