都市高速道路網の拡大に対応した動的流入制御問題に関する研究

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本研究の目的は、高度交通情報システムの導入を前提とした、動的な流入制御問題の定式化および解法の開発である。研究の第1段階として、線形計画法を用いた流入制御問題をベースとして、ランプ流入需要およびドライバーの目的地選択確率の時間変動に対応可能なモデルを構築し、その解法を提案した。次に、都市高速道路ネットワークの拡大を念頭に置き、1つのオンランプ・オフランプ間に利用可能経路が複数ある道路網にも適用可能な動的制御問題の定式化、ならびに、実用解法の開発を行った。本研究では、以下の手順に従いLP流入制御問題をベースとした動的流入制御モデルの開発を行った。1)LP制御モデルの動学化を図り、単一経路の道路を対象に数値計算を行いその挙動を確認した。研究の第1段階では、動学化に伴う過度の複雑さを排除するため、フローインディペンデントな交通状態を仮定してモデル化した。単一経路のネットワークを対象にして数値計算を行い、特に、交通需要(需要量および目的地の選択状況)の時間変動が制御解に及ぼす影響について検討した。2)上記1)のモデルにドライバーの経路選択原則を組み込み、利用可能経路が複数ある道路網にも適用可能な動的制御モデルを構築した。経路選択原則は旅行時間を説明変数とする集計ロジットモデルとしてモデル化した。静的制御問題から得られる制御パターンとこのモデルの制御解との相違を、数値計算を通じて確認した。3)道路ネットワーク上の交通状態に関する、フローインディペンデントの仮定を緩和するため、交通混雑の影響を考慮可能な動的流入制御モデルを構築した。具体的には、ネットワーク上の交通流動を各道路区間の交通密度の変化で表す動的交通流モデルを、流入制御モデルに組み込むことで対応した。