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仮想都市空間における施設の影響を 考慮した交通流シミュレーションの実現. システム情報工学研究科 宮永裕介 指導教員：西原清一. 目次. 研究の背景と目的 本交通シミュレータの概要 関連研究との比較 提案するシステム 交通量調査について 評価実験 まとめと今後の課題. 2. 目次. 研究の背景と目的 本交通シミュレータの概要 関連研究との比較 提案するシステム 交通量調査について 評価実験 まとめと今後の課題. 3. 研究の背景と目的. 自動車の普及 → 交通渋滞 や交通事故などの増加が深刻化
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仮想都市空間における施設の影響を 考慮した交通流シミュレーションの実現 システム情報工学研究科 宮永裕介 指導教員：西原清一
目次 研究の背景と目的 本交通シミュレータの概要 関連研究との比較 提案するシステム 交通量調査について 評価実験 まとめと今後の課題 2
目次 研究の背景と目的 本交通シミュレータの概要 関連研究との比較 提案するシステム 交通量調査について 評価実験 まとめと今後の課題 3
研究の背景と目的 自動車の普及 →交通渋滞や交通事故などの増加が深刻化 － 全国で年間約12兆円，一人当たり年間約10万円！ － 渋滞緩和を図る必要性 → 様々な理由により実施は困難 交通流を計算機を用いてシミュレート →交通渋滞などの対策に対する事前検証 マルチエージェントシステムを用いた交通シミュレータの開発 4
研究の背景と目的 目的地として，建物種別（居住空間，商業空間，工業空間） を取り入れる 現実の道路網にて実験を行い，交通量調査結果との比較を行う • これまでの研究では・・・ ・新たな信号制御方式の導入 ・車種の導入 ・動的経路選択方式の有用性検証 ・仮想都市の景観表示部分を統合 など より現実に近い交通状況や渋滞をシミュレートするために 施設の影響を考慮した交通流シミュレーションの提案 5
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交通シミュレータの２つのタイプ マクロモデル • 道路交通： 流体の流れ • 大規模道路網： 都市全体，州 ミクロモデル • 道路交通： 個々の車両の動き • 車両特性（車両の詳細な動き，ドライバー特性） • 中小規模道路網 8
可変環境（渋滞，事故，平均旅行時間など） 意思決定 エージェント（車，交差点，ブロック） 固定環境（道路網形状，静的データ） 9
車両エージェントの行動決定 操作 • ハンドル • アクセル • ブレーキ 現在の状態 • 位置 • 速度 etc… • 前の車 • バックミラー • サイドミラー • 信号機 • 道路標識 • 道路標示 etc… • 加速 • 減速 • 停止 • 追い越し • 車線変更 • 右左折 etc… 行動決定知識 個性知識 認知 行動 10
目次 研究の背景と目的 本交通シミュレータの概要 関連研究との比較 提案するシステム 交通量調査について 評価実験 まとめと今後の課題 ・特長 ・目的 ・本交通シミュレータ との相違点 11
関連研究１ NETSTREAM 豊田中央研究所，1998年公表 • 特長：高速な交通量計算，交通状況の再現性が高い • 目的：ITS技術の導入効果予測，交通施策の事前評価 • 相違点：道路交通を流体と捉えてモデル化 12
関連研究２ IBM Mega Traffic Simulator 日本IBM・京都大学共同，2008年6月公表 • 特長：広範囲，数百万単位の車両エージェントなど ドライビングシミュレータを用いた運転行動モデル • 目的：交通渋滞解消，CO2排出抑制のための交通施策など • 相違点：交通量データ取得に特化，状況変化を想定していない 13
関連研究３ VISSIM ドイツPTV社，1992年公表 • 特長：エージェントの種類やトラフィックコントロールなどを 詳細に表現・分析 • 目的：道路計画，公共交通最適化，空港整備計画など • 相違点：比較的限られた範囲内での交通流シミュレーションに特化 14
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背景 • 新たな交通施策や道路計画を行うために → 現実の交通状況の再現性が重要 • 本交通シミュレータ ・目的地がランダム → 車の走行に一貫性なし ・交通状況は車の台数や車種，道路網形状のみに依存 • 関連研究の交通シミュレータ ・様々な用途に特化したシミュレーションが可能 ・外部からの作用が存在しない 17
提案するシステム • 都市 から車への作用に着目 • 施設を目的地として経路選択 → 現実のドライバーに近い経路選択 → 現実の道路網と同様の交通流，交通渋滞 • 目的地に応じた建物種別を取り入れる → 個々のドライバーの経路選択に幅を持たせる 18
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交通量調査の実施 • 背景 疑問：シミュレーション結果が実際の交通状況をどの程度再現しているか？ 正確に表現していると証明することは困難！ → 交通量調査データなどをもとに再現性を検証する必要性 ・ 交通量調査 ・国土交通省一般交通量調査概要を参考 疑問：なぜ調査報告書のデータを参考にしないのか？ → 主要道路（国道など）のみを調査対象としているため，細かい道路を含めた道路網での比較が困難 → 都市の発展が見込まれる地域での最新データとの比較により，発展する都市に合わせたシミュレーションを行うことを想定 上記の理由により，実際に交通量調査を行う
交通量調査の実施 • 実際の調査方法 (1)月日・時間帯について ・年間のうち交通量の変動の少ない秋季(10月～ 11月)に観測 ・平日，休日ともに夕方のラッシュ時間帯(17時～ 19時頃)に観測
交通量調査の実施 • 実際の調査方法 (2)走行車両台数調査について ・つくば市吾妻，下平塚周辺それぞれの地点(A，B)を通過する車両数を観測 ・各交差点につき，4方向を通る車両の台数を計測(1方向につき30分間) ・計測する車両の種類は乗用車，小型貨物車，大型貨物車の3種類
交通量調査の実施 • 実際の調査方法 (3) 旅行時間調査について ・つくば市吾妻，下平塚周辺それぞれの主要道路における各リンク毎の旅行時間を計測 ・計測の際のリンクの区切りを信号または交差点とする ・1リンクにつき3回計測した秒数の平均を，そのリンクの旅行時間とする
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評価実験 • つくば市吾妻周辺（道路網1），つくば市下平塚周辺（道路網2）において現実に存在する主要な施設を設置し，様々な条件で実験を行う 実験条件 (1) 各車両の台数変化 (2) 施設の影響を考慮する（パターン1，2），施設の影響を考慮しない (3) 動的経路選択車両導入率（0%，50%，100%） • 実験で得たデータと交通量調査結果との比較・評価を行う 比較・評価データ (1) 各車両毎の総待ち時間の平均 (2) 交差点A，B地点における各車両毎の走行車両通過台数 (3) 調査を実施したリンク毎の全車両の通過時間の平均
目次 研究の背景と目的 本交通シミュレータの概要 関連研究との比較 提案するシステム 交通量調査について 評価実験 まとめと今後の課題 30
まとめ • 施設の影響を考慮した交通流シミュレーションの実現手法を提案した • 上記の手法を実装し，現実の道路網で実験を行った • 実験によって得られたデータと交通量調査結果との比較・評価を行った • 施設の影響を考慮した場合，より現実の交通量調査結果に合致することが確認された
今後の課題 • 駐車場システムの考慮 • 施設種別や車種，経路選択方法の多様化 • シミュレーションを行う際の道路網への交通の流入出の調整 • 事故の導入による運転動作の複雑化とその評価
