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2015 年度 実績報告書

マルチエージェントシステムによる帰宅・通勤困難者のための路線網構築法

研究課題

研究課題/領域番号 25280116
研究機関国立研究開発法人 海上技術安全研究所

研究代表者

間島 隆博  国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (30392690)

研究分担者 高玉 圭樹  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (20345367)
渡部 大輔  東京海洋大学, その他部局等, 准教授 (30435771)
小林 和博  国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (00450677)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード防災 / 帰宅困難者 / 交通システム / 複雑ネットワーク / コミュニティー抽出法 / ネットワーク成長法
研究実績の概要

(1)路線網を踏まえた施設配置法
移動需要が複数のバス停からただ1つのバス停へ向かう問題に対し、ネットワーク成長モデルを応用した路線網生成法を構築した。この手法を改良し、評価関数(路線網利用者の所要時間とサービス提供会社のコストを表すバス台数の和)が最小となるただ1つの目的地の座標を遺伝的アルゴリズムを用いて最適化することができた。これより、複数のバス停を経由して最終的な目的地(ハブ)へ繋がるトポロジーを持つネットワークを構成できる手法が得られた。
(2)路線網構築問題のためのマルチエージェントシステム(MAS)
帰宅困難者輸送では、首都圏全域を対象とするような大規模な解析が必要となる。各路線をエージェントと見立てたマルチエージェントシステムを構築するとともに、大規模な解析にも耐えうるよう、計算速度の向上を目的とした進化手法を研究した。開発されたシステムは、小規模なベンチマーク問題に対して最良の解を出力することができ、高速化の処理を施しても、最良解と同等な解が得られることを確認した。また、エージェントの進化ルールを改良して複数の輸送モード(バス、水上バス)を導入し、首都圏全域を対象とした帰宅困難者輸送を想定した路線網を実用的な計算時間で出力することができた。
(3)MASのための初期路線集合の生成
コミュニティー抽出法の指標に、輸送問題で重要となる需要と距離を導入し、1つのコミュニティーに分類されたバス停の組み合わせを1つの路線の経路として利用することを試みた。小規模なベンチマーク問題に対し本手法を応用し、得られた路線網を(2)のMASの初期集合として進化過程に委ねた。進化過程を経て得られた路線網は、最良の路線網には及ばないものの、それと同等の性能を示し、進化ステップはネットワーク成長法を基礎としたオリジナル手法の1/3程度に抑えられることが確認できた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

"Characteristic of Passenger's Route Selection and Generation of Public Transport Network",Majima, T., Takadama, K., Watanabe, D., and Katuhara, M., により、計測自動制御学会 システム・情報部門 論文賞受賞

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Characteristic and Application of Network Evolution Model for Public Transport Network2016

    • 著者名/発表者名
      Majima, T., Takadama, K., Watanabe, D., and Katsuhara, M.
    • 雑誌名

      Multiagent and Grid Systems

      巻: 12 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3233/MGS-150240

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolutionary Multi-Objective Route and Fleet Assignment Optimization for Regular and Non-Regular Flight2016

    • 著者名/発表者名
      Takadama, K., Jinba, T., Harada, T., and Sato, H.
    • 雑誌名

      International Journal of Automation and Logistics (IJAL)

      巻: 2 ページ: 122-152

    • DOI

      10.1504/IJAL.2016.074924

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi-agent based Bus Route Optimization for Restricting Passenger Traffic Bottlenecks in Disaster Situations2016

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, S., Jinba, T., Kitagawa, H., Takadama, K., Majima, T., Watanabe, D., and Katuhara, M.
    • 雑誌名

      International Journal of Automation and Logistics (IJAL)

      巻: 2 ページ: 153-177

    • DOI

      10.1504/IJAL.2016.074936

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 受信電波強度を用いた効率的な自律ロボット群展開制御による無線通信網 構築 --災害時の障害を抽象化した行動不能率による検証--2016

    • 著者名/発表者名
      建部 尚紀,服部 聖彦,加川 敏規,大和田 泰伯,浜口 清,高玉 圭樹
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文誌

      巻: 52 ページ: 160-171

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi objective optimization for common and special components: First step toward network optimization of regular and non-regular flights2015

    • 著者名/発表者名
      Jinba, T., Kitagawa, H., Azuma, E., Sato, K., Sato, H., Hattori, K., and Takadama, K.
    • 雑誌名

      New Mathematics and Natural Computation

      巻: 11 ページ: 183-199

    • DOI

      10.1142/S1793005715400050

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 災害時輸送と災害時物資輸送シミュレータ2015

    • 著者名/発表者名
      間島隆博
    • 雑誌名

      海上技術安全研究所報告

      巻: 14 ページ: 295-302

    • 査読あり
  • [学会発表] Generation of Public Transportation Network for Commuter Stranded Problem2016

    • 著者名/発表者名
      Majima, T., Takadama, K., Watanabe, D., and Katuhara, M.
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Emergent Intelligence on Networked Agents (WEIN'16), at 15h International Joint Conference on Autonomous Agents and Multi-agent Systems (AAMAS 2016)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-05-10 – 2016-05-10
    • 国際学会
  • [学会発表] RSSI に基づくSWARM 型ノード群によるモバイルアドホックネットワークの自律構築システム2015

    • 著者名/発表者名
      建部 尚紀, 服部 聖彦,加川 敏規,高玉 圭樹,大和田 泰伯,浜口 清
    • 学会等名
      計測自動制御学会,第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部 門講演会
    • 発表場所
      愛知県
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-14
  • [学会発表] Optimization of Aircraft Landing Route and Order: An approach of Hierarchical Evolutionary Computation2015

    • 著者名/発表者名
      Murata, A., Nakata, M., Sato, H., Kovacs, T., and Takadama, K.
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Bio-inspired Information and Communications Technologies (BICT2015)
    • 発表場所
      New York (U.S.A.)
    • 年月日
      2015-12-05 – 2015-12-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Generating Hub-Spoke Network for Public Transportation2015

    • 著者名/発表者名
      Majima, T., Takadama, K., Watanabe, D., and Katuhara, M.
    • 学会等名
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM 2015)
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Deployment of Wireless Mesh Network Using RSSI-Based Swarm Robots2015

    • 著者名/発表者名
      Tatebe, N., Hattori, K. Kagawa, T., Owada, Y., Hamaguchi, K., and Takadama, K.
    • 学会等名
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM 2015)
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-agent based Bus Route Optimization with Passenger Overflow Cascades Tolerance in Disaster Situations2015

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, S., Takadama, K., Majima, T., Watanabe, D. and Katuhara, M.
    • 学会等名
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics(SWARM 2015)
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 災害時物資輸送シミュレータとシミュレーション解析2015

    • 著者名/発表者名
      間島隆博、矢野裕之
    • 学会等名
      第32回日本物流学会全国大会
    • 発表場所
      愛知学院大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-11
  • [学会発表] 帰宅・通勤困難者の輸送問題2015

    • 著者名/発表者名
      間島隆博
    • 学会等名
      第1回人流物流ネットワークとその周辺研究会
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都立川市)
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-08-31
  • [学会発表] Ship Route Evolutionary Optimization of Multiple Ship Companies for Distributed Coordination of Resources2015

    • 著者名/発表者名
      Takadama, K., Azuma, E., Sato, H., Majima, T., Watanabe, D., and Katuhara, M.
    • 学会等名
      2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC2015)
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Robustness Against Environmental Change Speed by Artificial Bee Colony Algorithm based on Local Information Sharing2015

    • 著者名/発表者名
      Takano, R., Harada, T., Sato, H., and Takadama, K.
    • 学会等名
      2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC2015)
    • 発表場所
      宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-27
    • 国際学会
  • [図書] サプライ・チェインリスク管理と人道支援ロジスティクス2015

    • 著者名/発表者名
      間島隆博 ( 久保・松川編、分担執筆)
    • 総ページ数
      35
    • 出版者
      近代科学社

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公開日: 2017-01-06  

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