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2020 年度 実施状況報告書

多層ネットワーク解析に基づく交通システムのリスクマネジメント

研究課題

研究課題/領域番号 19K23531
研究機関東京工業大学

研究代表者

杉下 佳辰  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 研究員 (70845263)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
キーワードネットワーク科学 / テンポラル・ネットワーク / 交通システム
研究実績の概要

本年度は以下の3つの研究に取り組んだ。
(1)航空システムは、複数の航空会社のネットワークから構成されており、それぞれのネットワークが社会経済的事象や企業戦略を反映して、時間的に変化している。本研究では、テンポラル・ネットワーク理論を応用し、アメリカの大手航空会社4社のネットワークの時系列的な構造変化を定量的に分析した。この成果を学術雑誌Scientific Reportsで発表した。また、国際会議1件(NetSci 2020)、国際ワークショップ1件、国内ワークショップ1件で発表した。
(2)航空ネットワークと同様、社会的ネットワークも時間的にその構造が変化するテンポラル・ネットワークである。しかし、このような時間変化が集団の意見形成に及ぼす影響は十分に明らかでない。本研究では、時間変化する社会的ネットワークにおける意見形成ダイナミクスを、紐帯減衰ネットワークと呼ばれる枠組みを用いて定量的に分析した。この成果をまとめた論文を投稿し、現在、査読中である。(1)と同様、テンポラル・ネットワーク理論に関連するものであり、本研究課題の遂行にも資する。
(3)上記のふたつのネットワークと同様、水道ネットワークも時間的に発展している。しかし、この成長ダイナミクスについては十分に明らかにされていない。本研究では、複雑なインプットを要さない単純なモデルで、現実の水道ネットワークに近いネットワークを生成できるモデルを提案した。この成果を国際会議2件(CCS 2020, NERCCS 2021)で発表した。また、現在、成果をまとめた論文を執筆中である。

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

当初は、ネットワーク科学における多層ネットワーク理論の適用のみを計画していたが、テンポラル・ネットワーク理論を適用することで、航空ネットワークの発展パターンを定量的に明らかにするなど、当初の計画以上の成果が得られた。また、テンポラル・ネットワーク理論の応用として、社会的ネットワーク上の意見形成ダイナミクスに関する研究成果および水道ネットワークの成長に関する研究成果も得られており、当初の計画以上に研究を発展させることができた。

今後の研究の推進方策

新型コロナウイルスの影響で参加できなかった学会等があった。特に、航空ネットワークの時系列的な構造変化に関する研究については、ネットワーク科学の会議では発表することができたが、航空システムの会議には参加することができなかった。このため、今後は、航空システムに関する学会に参加し、航空の専門家から本研究のフィードバックを得たいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの影響により、予定していた学会に参加することができなかった。また、研究に必要なデータ収集が当初の計画よりも遅れている。このため、繰り越し分は主に成果発表と人件費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] State University of New York at Buffalo/University of California, Los Angeles/University of South Florida(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      State University of New York at Buffalo/University of California, Los Angeles/University of South Florida
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford
  • [雑誌論文] Recurrence in the evolution of air transport networks2021

    • 著者名/発表者名
      Sugishita Kashin、Masuda Naoki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 5514

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84337-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Vulnerability studies in the fields of transportation and complex networks: a citation network analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Sugishita Kashin、Asakura Yasuo
    • 雑誌名

      Public Transport

      巻: 13 ページ: 1~34

    • DOI

      10.1007/s12469-020-00247-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bio-inspired water distribution network design2021

    • 著者名/発表者名
      Noha Abdel-Mottaleb, Kashin Sugishita, Naoki Masuda, and Qiong Zhang
    • 学会等名
      Fourth Northeast Regional Conference on Complex Systems (NERCCS 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural evolution of US airline networks2020

    • 著者名/発表者名
      Kashin Sugishita and Naoki Masuda
    • 学会等名
      NetSci 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] A growth model for water distribution networks with loops2020

    • 著者名/発表者名
      Kashin Sugishita, Noha Abdel-Mottaleb, Qiong Zhang, and Naoki Masuda
    • 学会等名
      Conference on Complex Systems (CCS 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Recurrence in the evolution of air transport networks2020

    • 著者名/発表者名
      Kashin Sugishita
    • 学会等名
      The 5th Japan-US Science Forum in Boston
    • 国際学会
  • [学会発表] 航空ネットワーク構造の時系列変化2020

    • 著者名/発表者名
      杉下佳辰
    • 学会等名
      ネットワーク科学セミナー2020
    • 招待講演
  • [備考] Kashin Sugishita Web Page

    • URL

      https://www.kashinsugishita.com/

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公開日: 2021-12-27  

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