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2016 年度 実施状況報告書

渋滞列における発進波の数理的解明から渋滞解消の実践へ

研究課題

研究課題/領域番号 25790099
研究機関武蔵野大学

研究代表者

友枝 明保  武蔵野大学, 工学部, 准教授 (70551026)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード渋滞学 / 待ち行列 / 発進波 / セルオートマトン / 交通エントロピー / 分岐解析 / 追従モデル
研究実績の概要

昨年度に引き続き,本年度は,以下の二つのテーマについて数理研究を行った.
①発進波に関する交通流数理モデル研究:
渋滞解消の一つのキーワードは「slow-in fast-out」であり,このフレームワークを整備するためには,発進波という反応の連鎖の伝播現象が必要となる.そこで今年度は,人の発進波研究で得られていた研究成果を発展させ,車の発進波に関する数理モデル研究を行い,一つの結果として,渋滞列から抜け出す際に必要な時間が最小となる密度が存在することを発見した.つまり,渋滞列の中では,ある適切な車間距離を保つことで,渋滞を抜けるまでに必要な時間を最小化できることを数理モデルを用いて示すことに成功した.この結果は,国際シンポジウム(CANDAR'16)のセルオートマトンに関するワークショップ(AFCA'16)において査読プロセスをクリアし講演した.
②交通流数理モデルの分岐構造に関する研究:
渋滞の流れは「安定な」流れであり,渋滞を解消するためには,この安定な渋滞流を不安定化させることがポイントとなる.つまり,渋滞解消策を導出するためには,数理モデルの分岐構造を把握することが重要となる.そこで今年度は,相対速度の効果が強くなると一様流が不安定化しにくくなり,渋滞を軽減する一つの方法となりうるという昨年度の研究成果をまとめるとともに,相対速度の効果が組み込まれた他の数理モデルの分岐構造を解明した結果も加えて査読付き英文雑誌(TransportmetricaA)へと投稿し,採録が決定した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

数理モデル研究はおおむね順調に進んでいるが,研究代表者の所属機関には現在下位学年しかいないため,実験のサポートをお願いする専門知識を持った適任者がみつからず,実験実証に関して実施が遅れている.

今後の研究の推進方策

①「交通エントロピー」に関する数理研究について,研究成果を論文にまとめるとともに,②交通流モデルの「分岐構造」に関する数理研究を深化させていく予定である.さらに,③発進波に関する数理研究成果も揃ってきたので,実験をサポートしてくれる適任者を探し実証実験を実現する予定である.

次年度使用額が生じた理由

本研究課題を進める過程で発見した「分岐解析」に関する研究を深めるための数理研究を中心に進め論文化に時間を要したこと,さらに,研究代表者の所属機関には現在下位学年しかいないため,実験のサポートをお願いする専門知識を持った適任者が見つからず,実験に関する未使用額が発生し,次年度使用額が発生した.

次年度使用額の使用計画

実験に関する機器備品については,実験が滞りなく遂行できるように引き続き環境整備をしていく予定である.実験を補助してもらう学生については,他大学の学生も視野に入れ,対象を拡げて適任者を探す予定である.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Bifurcation Structure of a Novel Car-following Model with Nonlinear Dependence on the Relative Velocity Effect2017

    • 著者名/発表者名
      Akiyasu Tomoeda, Tomoyuki Miyaji and Kota Ikeda
    • 雑誌名

      TransportmetricaA

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 自己駆動粒子モデルにおける「群れ」の特徴付け2017

    • 著者名/発表者名
      谷村 優太,友枝 明保,木下 修一,矢崎 成俊
    • 雑誌名

      武蔵野大学数理工学センター紀要(ISSN 2424-0524)

      巻: 2 ページ: 20-38

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 非線形な相対速度効果を導入した交通流モデルについて2017

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      第9回福島応用数学研究集会
    • 発表場所
      コラッセ福島
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 交通流におけるエントロピーについて2017

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      研究集会「数学と現象 in 清里」
    • 発表場所
      明治大学清里セミナーハウス
    • 年月日
      2017-01-31 – 2017-01-31
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形な相対速度効果を導入した交通流モデルとその分岐解析2017

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      第2回数理セミナー「幾何学と物理学の接点」
    • 発表場所
      摂南大学寝屋川キャンパス
    • 年月日
      2017-01-21 – 2017-01-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Cellular Automaton Modelling of SDP System and its Applications in 1D Traffic Flow2016

    • 著者名/発表者名
      Akiyasu Tomoeda
    • 学会等名
      4th International Workshop on Applications and Fundamentals of Cellular Automata (AFCA'16)
    • 発表場所
      Higashi Hiroshima Arts and Culture Hall
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-24
    • 国際学会
  • [学会発表] 交通流の数理-数理モデルで紐解く渋滞現象-2016

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      筑波大学・数学域・談話会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 交通流モデルとしてのBurgers方程式とその拡張に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      応用可積分系若手セミナー
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2016-10-01 – 2016-10-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 交通流の数理-数理モデルでの表現・解析・理解・発展2016

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      日本応用数理学会 2016年度年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 相対速度を考慮した交通流モデルの分岐解析2016

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      数理で解き明かす森羅万象~小林亮と“ゆかい”な仲間たちの研究会~
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-08-21 – 2016-08-21
  • [学会発表] A Stating-Wave in a Queue2016

    • 著者名/発表者名
      Akiyasu Tomoeda
    • 学会等名
      研究集会「数学と現象 in 奥多摩」
    • 発表場所
      奥多摩
    • 年月日
      2016-07-28 – 2016-07-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 相対速度を考慮した交通流モデルの計算機援用解析-分岐構造からみる相対速度の効果について-2016

    • 著者名/発表者名
      友枝明保
    • 学会等名
      第21回さいたま数理解析セミナー
    • 発表場所
      埼玉大学サテライトキャンパス(大宮ソニックシティ5階)
    • 年月日
      2016-05-07
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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