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2021 年度 実績報告書

人の流れに着目した都市インフラの適正配置と運用に関する数理モデルの開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01661
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

田中 健一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90408724)

研究分担者 鳥海 重喜  中央大学, 理工学部, 准教授 (60455441)
古田 壮宏  奈良教育大学, 教育連携講座, 教授 (60453825)
小市 俊悟  南山大学, 理工学部, 准教授 (50513602)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード都市インフラ / 施設配置問題 / 移動距離分布 / 数理最適化 / 数理モデル
研究実績の概要

(1) 道路網上に配置された施設を所与とし,移動途中に立ち寄って施設を利用する状況を想定し,施設へのアクセシビリティを評価する方法を提案した.具体的には,移動の起点と終点が道路網のリンクに沿って連続的に分布するネットワークを想定し,あらゆる2点の間の移動需要に対し,施設を経由して起点から終点に至る移動距離が最短になるように移動が行われる際の,移動距離の分布ならびに各施設の利用者数を導出する方法を定式化した.立寄り距離分布が施設の配置によって変化する様子を,道路網をもとに作成した例題を用いて検証し,平均距離などの単一指標からは判明し得ない有効な知見が得られることを確認した.
(2) 需要の変化に伴う施設閉鎖や自然災害などによりサービスを提供できなくなるような状況を想定し,施設の閉鎖時にも各施設への需要の割当てが,ある程度均等化されるような数理モデルを提案した.ボロノイ図を用いた発見的解法を提案し,施設閉鎖時の様々なシナリオに対応し,高い水準で均等化が達成できることを検証した.
(3) 人口減少や需要の変化などにより,小中学校を統廃合するような状況において,多期間の意思決定を考慮して,施設の新設・廃止を計画するための数理モデルを提案した.将来の各地点の需要量の推定値と,施設の新設や運営費用などをもとに,いつどこに施設を新設すべきか,いつどこにある既存施設を閉鎖すべきか,という意思決定を施設までの移動距離,施設の容量,様々な費用等を考慮して解を求めることが可能となり,地理データを用いてモデルの有効性を検証した.
(4) 航空ネットワーク設計において,新規航空会社が,既存会社との協力と競合の双方を考慮しつつ参入を計画している状況において,協力と競合の程度が新規参入会社の最適ネットワークと両社の収益に及ぼす影響を分析した.

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Analytical method for deriving distance distributions in continuous networks in which travelers visit exactly one facility between origin and destination2022

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 16 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 競合環境下における介在機会モデルを用いたフロー捕捉型配置問題2021

    • 著者名/発表者名
      谷口 航一, 田中 健一
    • 雑誌名

      都市計画論文集

      巻: 56 ページ: 539, 546

    • DOI

      10.11361/journalcpij.56.539

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Trip length distribution of shortest travel path that includes a visit to a facility on a continuous network2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Tanaka, Kazuki Tanno
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2021
  • [学会発表] On the integrality gap of a point-to-point based airline network design problem2021

    • 著者名/発表者名
      Shungo Koichi, Mihiro Sasaki, Jinha Hibino
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2021
  • [学会発表] Point-to-point airline network design under cooperation and competition2021

    • 著者名/発表者名
      Jinha Hibino, Shungo Koichi, Takehiro Furuta, Mihiro Sasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2021
  • [学会発表] 確率的に閉鎖が生じる施設を想定した施設の受け持ち需要均等化のための数理モデル2021

    • 著者名/発表者名
      松浦慶太, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2021年秋季研究発表会
  • [学会発表] 各期における施設の受け持ち需要の均等化を目的とした施設の配置および閉鎖順序決定モデルと2次元平面における数値例2021

    • 著者名/発表者名
      松浦慶太, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
  • [学会発表] 多期間の意思決定を考慮した施設の新設・廃止計画のための数理モデル2021

    • 著者名/発表者名
      鴫原有美, 田中健一
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会
  • [学会発表] 新規参入制約下における協力と競合を考慮した航空ネットワーク設計モデル2021

    • 著者名/発表者名
      日比野尋伯, 小市 俊悟, 古田 壮宏, 佐々木 美裕
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 2022年春季研究発表会

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公開日: 2022-12-28  

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