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2022 年度 実績報告書

高速道路の単路部ボトルネック現象に対する交通流理論の構築と制御手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04637
研究機関筑波大学

研究代表者

和田 健太郎  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20706957)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード交通流理論 / Capacity Drop / 渋滞発生確率 / 交通制御 / 追従モデル
研究実績の概要

本研究は,単路部ボトルネック(サグ,トンネル等)における渋滞現象を説明するために,単純なモデリングが可能なマクロな交通流モデルをベースとした理論を構築し,その理論に基づく制御手法を開発することを目的とする.具体的には,まず,(i) 渋滞時に生じる特徴的な現象を時空間的に分類し,安定的な現象から順にモデルを構築・拡張する.そして,(ii) 車両軌跡データ等に基づき,理論の検証を行う.最後に,(iii) 最適な制御法について検討を行う.
最終年度にあたる令和4年度は,進捗が遅れていた (ii) の実証分析を中心に研究に取り組んだ.その目的は大きく2つである.1つは,(i) で構築した交通流理論を複数の単路部ボトルネックに適用し,その頑健性を確認することであり,もう1つは,現実に実装されている交通制御の効果を理論に基づき評価することである.
前者では,国内4箇所のサグ区間を対象に分析を行い,いずれの箇所でも構築した理論により渋滞発生後の安定的な交通流現象を説明可能であることがわかった.また,理論モデルのキャリブレーション結果より,縦断勾配が徐々に増加するサグ区間内のどの位置でボトルネックが顕在化するか(つまり,交通容量が最も低い地点)は,箇所によってまちまちであることも示された.これは,渋滞対策を講ずる適切な位置を決定するためには,縦断勾配のみならず,各箇所の交通流実態を的確に把握することが重要であることを示唆する.
後者では,中央道上り小仏トンネルの渋滞対策として導入された音声注意喚起システムの評価を行った.その結果,渋滞発生時の交通容量および渋滞発生後の捌け交通量の改善は,安全車間時間の減少という共通のメカニズムによって説明可能であることが示された.また, 過年度で明らかにした (iii) 交通制御法と照らし合わせることにより,さらなる交通性能の改善策を提示した.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 連続体交通流理論に基づく国内複数のサグ・トンネルにおける交通容量低下の実証分析2023

    • 著者名/発表者名
      甲斐 慎一朗, 和田 健太郎, 堀口 良太, Xing Jian
    • 雑誌名

      交通工学論文集

      巻: 9 ページ: A_280-A_287

    • DOI

      10.14954/jste.9.2_A_280

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音声による速度回復情報提供の交通性能改善メカニズムの実証分析2023

    • 著者名/発表者名
      和田 健太郎, 金崎 圭吾, 西田 匡志, 平井 章ー
    • 雑誌名

      交通工学論文集

      巻: 9 ページ: A_326-A_334

    • DOI

      10.14954/jste.9.2_A_326

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predicting traffic breakdown on expressways using linear combination of vehicle detector data2023

    • 著者名/発表者名
      Rikuto Shigemi, Hiroyasu Ando, Kentaro Wada, Risa Mukai
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 14 ページ: 416-427

    • DOI

      10.1587/nolta.14.416

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 連続体交通流モデルに基づく高速道路サグ・トンネル部における渋滞発生確率の解析2023

    • 著者名/発表者名
      金崎 圭吾, 和田 健太郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 78 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 追従モデルによる高速道路サグ部のCapacity Drop現象の再現2023

    • 著者名/発表者名
      甲斐 慎一朗, 和田 健太郎, 堀口 良太
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 78 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Predicting traffic breakdown in expressways using linear combination of vehicle detector data2022

    • 著者名/発表者名
      Rikuto Shigemi, Hiroyasu Ando, Kentaro Wada, Risa Mukai
    • 雑誌名

      The 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications

      巻: - ページ: 21-24

    • DOI

      10.34385/proc.71.A2L-D-01

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音声による速度回復情報提供の交通性能改善メカニズムの実証分析2022

    • 著者名/発表者名
      和田 健太郎, 金﨑 圭吾, 西田 匡志, 平井 章一
    • 雑誌名

      交通工学研究発表会論文集

      巻: 42 ページ: 505-512

    • DOI

      10.14954/jsteproceeding.42.0_505

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 連続体交通流理論に基づく国内複数のサグ・トンネルにおける交通容量低下の実証分析2022

    • 著者名/発表者名
      甲斐 慎一朗, 和田 健太郎, 堀口 良太, Xing Jian
    • 雑誌名

      交通工学研究発表会論文集

      巻: 42 ページ: 513-517

    • DOI

      10.14954/jsteproceeding.42.0_513

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 音声による速度回復情報提供の交通性能改善メカニズムの実証分析2022

    • 著者名/発表者名
      和田 健太郎, 金﨑 圭吾, 西田 匡志, 平井 章一
    • 学会等名
      第42回交通工学研究発表会
  • [学会発表] 連続体交通流理論に基づく国内複数のサグ・トンネルにおける交通容量低下の実証分析2022

    • 著者名/発表者名
      甲斐 慎一朗, 和田 健太郎, 堀口 良太, Xing Jian
    • 学会等名
      第42回交通工学研究発表会
  • [学会発表] Predicting traffic breakdown in expressways using linear combination of vehicle detector data2022

    • 著者名/発表者名
      Rikuto Shigemi, Hiroyasu Ando, Kentaro Wada, Risa Mukai
    • 学会等名
      The 2022 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 国際学会
  • [備考] 交通工学研究会 自主研究「高速道路単路部の渋滞現象記述理論の実務への応用」

    • URL

      https://www.sk.tsukuba.ac.jp/~wadaken/JSTE_TFT.html

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公開日: 2023-12-25  

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