公共施設の統廃合において公平性の高いアクセスを実現する数理モデルの開発とその応用

公共设施合并和废除过程中实现高度公平准入的数学模型的开发及其应用

• 批准号: 20H02389
• 负责人: 古田 壮宏
• 金额: $ 8.9万
• 依托单位: Nara University of Education
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02389/
• 关键词: オペレーションズ・リサーチ; 都市計画; 公共施設・サービス; 数理最適化; 施設配置; 公平性指標; 施設の統廃合; 施設配置問題; 公共サービス

本研究課題では、将来の需要の変化を踏まえて、公共施設へのアクセシビリティという観点から、公平性を長期的に維持できる統廃合計画立案のための数理モデルを開発することを目的としている。これを実現するために、研究3年目である本年度は、昨年度までに行ってきた公共施設の統廃合に関する現状調査から、学校や病院、買い物支援サービスに焦点化し、いくつかの地域の情報に基づいて、施設配置を特に公平性の観点から比較・分析調査した。また、公共交通サービスの一つである鉄道網（中京圏）を対象に、通勤・通学フローを利用して、立ち寄り需要を数多く捕捉する鉄道駅の特徴を分析した。さらに、途中通過する鉄道駅のどこかに施設が存在するようなフローの流量に着目し、流量を最大化し、指定の個数の施設を配置する問題を解いた。公共施設等の配置を検討する上での基礎資料として利用できると考えている。また、道路網状の固定施設に対する需要割当問題の定式化および数値実験を行った。さらに、公共交通サービスとしての航空ネットワーク設計を考えるために、これまでに提案してきたどのように路線を整備していくかを取り扱うモデルにおいて、より現実的な状況を想定した拡張を行い、ベンチマークデータを用いた数値実験およびその結果の分析をすすめた。前年度までに開発したモデルを拡張し、従来のモデルにおけるすべての利用者が最小コスト経路で移動するという仮定に対して、利用者が最小コスト経路以外の経路も利用することを想定し、経路の利便性によって利用者を比例配分するモデルを構築した。また、公平性指標の分析として、議席配分問題を対象として、ジニ係数を最小化する問題として定式化、過去の参議院および衆議院のデータを用いて、数値実験を行った。この数値実験では、議席配分問題を従来の2次ナップサック問題としての定式化と線形整数計画問題としての定式化と比較し、分析した。

This research topic で は, future の need の - the tread を ま え て, public facilities へ の ア ク セ シ ビ リ テ ィ と い う 観 point か ら, equity を long-term に maintain で き る series 廃 up filing の た め の mathematical モ デ ル を open 発 す る こ と を purpose と し て い る. こ れ を be presently す る た め に purposes for 3 years, the study で あ る は this year and last year ま で に line っ て き た public facilities の series 廃 close に masato す る status quo survey か ら や hospital, school, buy い support サ ー ビ ス に focus し, い く つ か の regional の intelligence に base づ い て, facilities allocation を に fairness の 観 point か ら, comparative analysis, investigation し た. ま た, public transportation サ ー ビ ス の a つ で あ る iron objects road net (zhong jing sha-lu) を like に seaborne, commuter on フ ロ ー を using し て, ち to send り need を more く capture す る iron objects way edogawabashi の 徴 を analysis し た. さ ら に, on the way by す る iron objects way edogawabashi の ど こ か に facilities exist が す る よ う な フ ロ ー の flow に し, maximum flow を し, specified number の の facilities を configuration す る を solutions い た. Public facilities such as の configuration を beg す 検 る on で の basic data と し て using で き る と exam え て い る. Youdaoplaceholder0, the <s:1> fixed construction of the road network に needs to be cut when the する requires the formulation of および numerical experiments を and った. さ ら に, public transportation サ ー ビ ス と し て の aviation ネ ッ ト ワ ー ク design を exam え る た め に, こ れ ま で に proposal し て き た ど の よ う に route を servicing し て い く か を take り Cha う モ デ ル に お い て, よ り presently be な status を think し た company, zhang を い, ベ ン チ マ ー ク デ ー タ を with い た the numerical be 験 お よ び そ の を の analysis results Youdaoplaceholder0. Before the annual ま で に open 発 し た モ デ ル を company, zhang し, 従 の モ デ ル に お け る す べ て の ik が minimum コ ス ト 経 road move で す る と い う 仮 set に し seaborne て, ik が minimum コ ス ト 経 road outside の も 経 road use す る こ と を し scenarios, 経 road の is sexual に よ っ て ik を proportion distribution す る モ デ ル を build し た. ま た, equity index の analysis と し て, seats distribution problem を like と seaborne し て, ジ ニ coefficient を minimize す る problem と し て demean, past の senate お よ び house の デ ー タ を with い て, the numerical be 験 を line っ た. こ の the numerical be 験 で は, seats distribution problem を 従 の 2 times ナ ッ プ サ ッ ク problem と し て の demean と linear integer program problem と し て の demean と し and analysis し た.

项目成果

A continuous districting model focusing on intra- and inter-zonal squared distances and its Voronoi-based heuristic

• DOI: 10.1111/itor.12893
• 发表时间: 2021-05
• 期刊: Int. Trans. Oper. Res.
• 作者: K. Morimoto;Ken-ichi Tanaka

道路網上の固定施設に対する需要割当問題

路网固定设施的需求分配问题

• 发表时间: 2023
• 作者: 河野想大;吉岡陽介;田中健一・柳浦睦憲
• 通讯作者: 田中健一・柳浦睦憲

Logarithmic Gini mean difference measure for apportionment problem

分配问题的对数基尼均差测度

• DOI: 10.14495/jsiaml.12.69
• 发表时间: 2020
• 期刊: JSIAM Letters
• 影响因子: 0.4
• 作者: Hayashi Teruaki;Ohsawa Yukio;Hozumi Morohosi
• 通讯作者: Hozumi Morohosi

ジニ係数を最小化する議席配分を求める2つの割当法の比較

比较两种分配方法以找到最小化基尼系数的座位分配

• 发表时间: 2022
• 作者: 扇谷 昂 志;鳥飼 宏之;諸星穂積
• 通讯作者: 諸星穂積

配置候補点および需要点が多角形に限定されたミニサム型の複数施設配置問題とその解法

布局候选点和需求点仅限于多边形的最小型多设施布局问题及其求解

• 发表时间: 2023
• 作者: 谷口知平;田畑邦佳;真鍋亜佑斗;玉川俊幸;小紫公也;小泉宏之;岩田真奈，桑原惇，石塚湖太，倉又迪哉，清原明加，中田和秀;平岡佑樹・田中健一・栗田治・成島康史
• 通讯作者: 平岡佑樹・田中健一・栗田治・成島康史