以下は、岐阜大学在籍中におこなっていた研究テーマです。もちろん、これからも継続しておこなっていきます。
岐阜大学在籍中に、卒業論文、修士論文などでおこなっていた研究テーマです。
（岐阜大学の髙木教授、東北大学の宮城教授、関西大学の秋山教授、山梨大学の武藤准教授との共同研究による成果です。）
【都市道路網の効率的利用のための経路誘導情報の提供方法に関する検討】この研究では、VICSなどの車載情報機器を用いた経路誘導情報を想定した、都市道路網における交通情報提供について考えます。ここでは、交通管理者が道路網全体としての総走行時間の短縮を目的として、道路網上の各車両に対して適切な経路誘導情報を提供することを考えます。具体的には、仮想的な道路ネットワークを対象に、このような交通管理者による経路誘導の効果について算定をおこないます。これにより、交通管理者が適切な組み合わせによる経路誘導をおこなうことにより、効率的な道路網の利用が可能になることがわかります。また、交通管理者は車載情報機器の普及状況に応じて、随時、適切な経路誘導を考える必要があることがわかります。
【交通情報の多様性を考慮した経路選択行動分析にもとづく交通管理手法の検討】 現存する多くの交通問題を解決する目的で、多様な交通情報システムが開発されています。しかしながら、交通情報システムの整備には多くの費用と時間を必要とし、全ての道路上に高水準の交通情報システムを整備することは事実上困難です。そこで、交通管理者は限られた時間の中で、どのように整備を進めるべきであるのかを検討する必要があると考えられます。
また、現状の交通情報システムは、管理者が異なることや現在整備途中であることなどの理由から、区間によって整備水準が異なります。高速道路や幹線道路では高水準の交通情報が提供されていますが、その代替経路となる一般街路においては、ほとんど交通情報が提供されていません。このような状況下では、ドライバーが経路を選択する際に、交通情報が提供されている経路に関する知識が大きいため、過度にその経路を選択することが考えられます。このとき、交通情報を提供することによって、かえって道路網が効率的に利用されていない場合があると考えられます。
そこで本研究では、道路情報表示板から提供される交通情報の種類に着目し、交通情報の種類に関する情報表示板の評価手法を提案します。ここでは、情報提供下におけるドライバー集合の経路選択比率を用いて道路状況を記述し、そのときの対象経路に関する総走行時間を提供する交通情報の種類について算出します。これらの総走行時間を比較することにより、交通情報の種類に関する情報表示板の評価を定量的におこなうことができます。ここで、ドライバー集合の経路選択比率は、ドライバーの交通情報に対する認知、および経路選択行動をモデル化することにより算出することができます。
まず、交通情報の種類ごとに経路選択比率の感度分析をおこないます。これにより同じ道路状況であっても、提供される交通情報の種類が異なればドライバーの行動は異なったものになることがわかります。また、本研究で提案した評価手法を用いて、岐阜市西部を対象に情報表示板の評価をおこないます。これにより、情報表示板からの情報提供によって交通需要を分散させるためには、両経路に対して所要時間情報を提供することはあまり有効な方策とはいえず、混雑している経路に対して所要時間以外の種類によって交通情報を提供し、代替経路に対して所要時間情報を提供することが必要であることがいえます。
【高度情報化を前提とした交通管理のための渋滞シミュレーション】 都市が発達するにつれ、人や物の流動が増大することから、生活や経済をささえる都市高速道路の役割がますます重要になってきています。しかしながら、近年の都市部の発展にともない、都市内の交通需要は増加の一途をたどっており、これにより都市部の大量な交通需要を受け持つ都市高速道路では、慢性的な渋滞が発生しています。こうした渋滞は、地域社会や経済活動への悪影響だけでなく、生活環境や地球環境の悪化などの問題を発生させることがあります。そこで都市高速道路では、道路の機能を最大に発揮させ、常に円滑に交通流を維持するため、交通管制が日常的におこなわれています。
また、1990年代に入り、交通システムにおいては、ITS（Intelligent Transport System）が中心的話題となっています。ITSに関する技術的な進歩はめざましく、ナビゲーションによる経路誘導や道路交通情報通信システム（VICS：Vehicle Information and Communication System)がすでに実用化されており、渋滞の緩和やサービスの向上などが期待されています。さらに一部の高速道路では、自動料金収受システム（ETC：Electronic Toll Collection System）の試験的運用が始まり、本格的導入が控えています。これらは最先端の情報通信技術を利用し、自動車と道路のインテリジェント化を進めることにより、渋滞の緩和や環境への負荷の軽減などを目的として構築されています。今後は、高度情報化社会において、人と道路と車両を一体としたシステムの構築がおこなわれていくでしょう。また、ITSは交通管理や交通流へも多大な影響をあたえるでしょう。
交通管理の影響分析や評価をおこなうためには、時々刻々変化する交通流を把握する必要があります。そこで本研究では、時々刻々と変化する交通流を再現するための渋滞シミュレーションを用い、交通管理による交通状況への影響を分析し、評価します。またその上で、新たな交通管理についても提案します。
まず、既存研究について整理するとともに、本研究で拡張をおこなう渋滞シミュレーションの基本構造と、現在、渋滞シミュレーションに求められている機能について整理します。つぎに、本研究で提案、構築した渋滞シミュレーションシステムについて、特に交通管理者の支援を目的とした操作性の向上や画面表示の向上について検討します。さらに、ETCを導入した場合の渋滞シミュレーションの高度化について示し、ETC対応車両の普及率と料金所へのETCブースの導入数の関係について検討します。また、交通事故などの交通障害が発生した場合について、渋滞シミュレーションにより交通状況への影響を分析、評価します。
【一般街路への迂回交通の評価を考慮した都市高速道路の渋滞シミュレーション】 都市高速道路の交通管理をおこなう場合には、都市高速道路上の交通状態のみならず、周辺の一般街路への迂回交通量を考慮する必要があります。そのため、交通管理の検討をおこなうための渋滞シミュレーションにおいては、高速道路本線上の交通状態のみならず、迂回交通による影響の算定方法についても考慮する必要があります。
この研究では、阪神高速道路堺線を対象とした渋滞シミュレーションをもとに、周辺の一般街路への迂回交通を評価するためのモデルの拡張をおこないます。具体的には、都市高速道路の流入制御による一般街路への迂回交通量の変化をオンランプの流入待ちスペースをもとに算定し、これを交通量配分により得られた一般街路網の交通量に加算することにより、一般街路での旅行時間の変化を算定します。これにより、都市高速道路の交通制御方法の検討において、一般街路の交通状況への影響を評価することを可能とします。
【渋滞シミュレーションの合理的なパラメータ設定方法の検討】都市高速道路を対象に、交通管理や情報提供に使うためのシミュレーションモデルの開発がなされています。このようなシミュレーションモデルには、道路構造や車両挙動の特性を表現するためにさまざまなパラメータが必要ですが、現状ではモデル作成者が試行錯誤によってこれらの値を決めています。これをシステマティックに決めることができれば、日々蓄積される大量のデータを用いてより正確なシミュレーションモデルの開発が可能になります。この研究では、日々蓄積される交通状況のデータと予測結果から、より正確なパラメータの設定を探るためのシステムを作成します。
【交通事故多発交差点における自動車の走行挙動の分析】岐阜市内では毎年、数多くの交通事故が発生しています。しかもその多くは、交通事故多発地点と呼ばれる特定の交差点で起きています。ドライバーが何らかのミスをするために事故が起きるわけですが、事故多発地点で実際にどのような自動車挙動が、どのくらいの確率で起きているのかは、未だ良く分かっていません。この研究では、市内の事故多発地点を通行する自動車の挙動を解析することにより、事故原因となりうる挙動はどのようなものか、それはどのくらいの確率で起きているのかを探ります。 また、それらをコンピュータ上で再現するシステムを作成します。
【渋滞シミュレーションによる高速道路の交通障害の影響評価】高速道路での交通事故は大規模なものが多く、事故そのものによる当事者の損失だけでなく、事故渋滞を引き起こすことにより他のドライバーにも時間的な損失を及ぼします。この研究では、事故渋滞による社会的な影響を評価するために、交通事故による車線閉塞や通行規制から渋滞状況を予測するためのシミュレーションモデルを作成します。これを使って、事故の種類、大きさや事故処理時間による渋滞状況への影響を分析します。
【交通安全対策の組み合わせ最適化に対する免疫型最適化アルゴリズムの適用】 都市道路網における交通安全対策策定問題は、実施すべき対策案と対策実施箇所との、組み合わせ最適化問題として考えることができます。このとき、交通安全対策の実施にともなう交通条件の変化により交通流動も変化することから、交通安全対策策定問題は、交通均衡状態の変化を考慮して交通安全対策の有効度を最大化する、2段階の組み合わせ最適化問題として捉えられます。
この研究ではこの最適化問題の解法として、免疫型最適化アルゴリズム（IA）の適用性の検討をおこないます。IAは、生体の免疫システムを模倣した最適化アルゴリズムであり、遺伝的アルゴリズム（GA）に比較して、より効率的な解の探索が可能になることが期待できます。具体的には、岐阜市の道路網を対象とした交通安全対策策定モデルを作成し、最適化問題の解法にGAとIAの両者を用いた場合の比較をおこないます。これにより、交通安全対策策定問題に対してIAが有効な解法であることがわかります。
【動的応用都市経済モデルを用いた中心市街地活性化政策の影響分析】 現在、我が国では経済成長の鈍化や人口の減少などを背景に、従来のような経済の拡大や人口の増加を前提とした都市計画は転換の時を迎えています。経済成長や人口の増加が頭打ちのまま都市が拡大していけば、再開発が必要な既成市街地は衰退の一途を辿り、都市のドーナツ化が進行していきます。そのような都市の構造は、交通手段における自動車への依存度を高めるため、排ガスによる地球環境への悪影響など様々な問題が懸念されています。このような社会的背景をもとに、国は中心市街地活性化法を制定し、1998年6月に公布しました。この法律は、中心市街地における低・未利用地を集約し、商店街の再編や居住環境・街並みの向上をおこなうことを目的としたものです。
このような背景の下、本研究では、中心市街地の活性化を目的とした政策の評価をするためのモデルの構築をおこないます。ここでは、応用都市経済（CUE：Computable Urban Economic）モデルの動学化を試みます。具体的には、交通機関選択行動と土地開発に対する投資行動を内生化させた逐次動学モデルの開発をおこない、実際に岐阜市での政策を想定した数値シミュレーションをおこないます。これにより、中心市街地の空洞化の進行、および郊外の開発を経年的に表現し、中心市街地活性化のための政策の影響分析をおこないます。
これをもとに、岐阜市を対象に動的応用都市経済（DCUE）モデルによる数値シミュレーションをおこないます。ここでは、「郊外に対する土地利用規制」と「中心部に対する宅地開発補助」の2つの政策について数値シミュレーションをおこないます。これより、土地利用規制に関しては、コンパクトな都市の形成により、自動車による総走行時間が短縮される、排ガス抑制効果などが期待されることがわかります。また、宅地開発補助に関しては、郊外部に対する影響が小さく、近隣ゾーンからの住み替えが目立ったため、大きな影響を与えるに至らない可能性があることがわかります。