2021 Fiscal Year Research-status Report
走行税課金による道路インフラ維持管理－ＥＶ化と車両認証のデジタル時代を迎えて－
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20K20417
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
大澤 義明 筑波大学, システム情報系, 教授 (50183760)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城所 幸弘 政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (90283811)
栗野 盛光 慶應義塾大学, 経済学部(三田), 教授 (90732313)
小林 佑輔 京都大学, 数理解析研究所, 准教授 (40581591)
櫻井 一宏 立正大学, 経済学部, 准教授 (20581383)
小林 隆史 立正大学, 経済学部, 専任講師 (90466657)
和田 健太郎 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20706957)
高野 祐一 筑波大学, システム情報系, 准教授 (40602959)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インフラ維持管理 / モビリティ / 予約システム / 均衡 / シェアリング / 課金 / EV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
理論的な研究実績として，第一に，空港の商業施設が市中の商業施設と競争関係にある場合の空港規制の理論モデルを，複数の消費者のタイプを考慮して拡張した．複数の消費者のタイプを考慮した理論モデルと数値計算は，車種が複数存在する現実の状況で，走行税で道路整備費用を賄うことが可能かどうかの分析に応用可能である．第二に，道路利用など公共サービスにおける予約システムについてモデル化と数値実験を行った．先着順方式では転売が発生し，抽選方式では転売が発生しないことを示した．第三に，各エージェントが財についての選好を持つ状況下で妬みの生じない財の割当を適切に更新する問題を扱い，各種設定の下での計算効率性を明らかにした．第四に，ボトルネックが直列（タンデム）に存在する交通システムにおける動学なネットワーク流問題を解析し，実現する交通流パターンを理論的に分類した．また，混雑料金を導入した際に，どのような交通流パターンでパレート改善が可能かを明らかにした．
実証的な研究実績として，第一に，シェアモビリティシステムを対象として，リスクを考慮した戦略決定問題に対する解法と，車両の動的再配置問題に対する解法を構築した．具体的には，シェアモビリティの再配置数を動的に調整する制御政策モデルを提案し，再配置台数・違反台数・初期配置への移動台数の和について，提案手法はシナリオモデルより有効であることを示した．第二に，日本における交通課題を俯瞰して捉えるために，ヘルシンキ在住の研究者がMaaS先進実証地域であるヘルシンキ都市圏における多様なモード交通および行政関連業務におけるオンラインシステムの調査を実施した．第三に，EVシステムの社会普及において，充電設備設置の可能性を鑑み，道路データと電柱データとの紐づけについて地理情報システム上で分析を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究目的は，１）移動サービスの課題をデータ分析から明らかにすること，２）走行税課金についてEVシフトとともに理論化すること，３）道路の整備量について理論化すること，４）MaaSに基づいた効果計測を行うことである．これらの目的に応じて，脱炭素社会を見据え研究を行った．その結果は，雑誌論文として，Proceedings of the 36th AAAI Conference on Artificial Intelligence，American Economic Review，都市計画論文集，などに掲載された．また，研究発表として，INFORMS 2021 Annual Meeting，一橋大学経済理論ワークショップ，土木学会などでの研究発信を行っている．
ただし，コロナ禍という社会情勢に鑑み，一部予定していた調査研究等の出張が中止・延期となった．これらの影響を受け，実データの収集ならびに研究情報の共有に課題が生じた．
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| Strategy for Future Research Activity |
理論分析として，第一に，これまで構築してきた理論モデルを道路課金モデルに発展させ，実データの数値計算が可能な定式化を行う．第二に，公共サービスの利用方法において，先着順方式と抽選方式における利用者の厚生比較を実施する．第三に，公平な財の配分問題を定式化して得られる離散最適化問題に対して，効率的アルゴリズムの設計に取り組む．また，道路網，鉄道網，通信網などの数学的なモデル化であるグラフ上の最適化問題に取り組む．第四に，道路維持管理のための受益者負担実施のために，動学なネットワーク流問題と都市内の立地選択問題を組み合わせた都市・交通システム分析を行うことで，交通のダイナミック・プライシングの都市・交通への影響を明らかにする．第五に，モビリティにおける移動トリップを意思決定単位の一つと想定したとき，民意が施設配置へ与える影響について分析する．
実証分析として，第一に，モバイル空間統計による，自治体またぎの交通量を把握し，道路利用者の特定について分析を行い，居住自治体における費用負担と受益者負担との乖離を明らかにする．第二に，北海道天塩町におけるライドシェアの実証実験結果に関して，構築した幾何確率モデルを当てはめることで，地理条件がEVライドシェアに与える影響を分析する．第三に，EVを対象とした動的再配置問題を定式化し，数値実験を実施することで提案手法の有効性を明らかにする．第四に，コロナ禍を受けた行政情報のオンライン化が進む中，マルチモーダルな交通と行政情報の連携による社会の効率化について研究を進める．第五に，2020年を基準とし，乗用車，小型・軽商用車，大中型商用車のパワートレイン別保有台数からガソリンとディーゼルの年間消費量を予測し，道路維持管理・更新費の充当に必要な税収を得るためにシミュレーションし，現行の燃料税と自動車重量税による税収と走行税課金の想定金額を得る．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍という社会情勢に鑑み予定していた出張が取りやめとなったことが理由である．次年度の出張旅費として使用を計画している．
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[Journal Article] Reforming an envy-free matching2022
Author(s)
Takehiro Ito, Yuni Iwamasa, Naonori Kakimura, Naoyuki Kamiyama, Yusuke, Yuta Nozaki, Yoshio Okamoto, and Kenta Ozeki Kobayashi
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Journal Title
Proceedings of the 36th AAAI Conference on Artificial Intelligence
Volume: AAAI
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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