流体力学的手法を用いた混雑危険度の定量的評価手法の開発と応用

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本研究では、帰省ラッシュ時における高速道路などで発生する自動車の渋滞や、通勤ラッシュ時の駅や、災害が発生したときの建物からの避難時に発生する歩行者の渋滞に着目した。渋滞は車もしくは人が多く存在するときに必然的にと言っていいほど発生するものだが、その渋滞がどれくらい多くの台数、もしくは人数のときに、どのような場所で発生し、またどのような条件で渋滞が解消されるのかに焦点をあて研究を行った。本研究では、シミュレーション手法を用いて2種類の空間内における渋滞の性質について分析を行った。1つ目は一方通行の通路における歩行者のシミュレーションを行った。先行研究として、中国の祭りの際の一歩通行の通路での歩行者の挙動に関する実験結果が報告されている。その実験では、通路内の壁側に渋滞が発生するという現象が観測された。この観測結果を再現するために、1つ目で使用したセルオートマトン手法を改良することで、通路内の歩行者の挙動を定量的かつ定性的に再現を行うことができた。この成果を査読付き国際ジャーナルであるphysicaAに投稿し、出版された。また、2つ目として高層ビルや地下街、もしくは幹線道路のようなネットワーク状に広がる空間内における渋滞の挙動について分析を行った。この分析では、直線状の道を仮想空間内でネットワーク状に接続し、ネットワーク内の交通流を扱う先行研究の研究手法をもとに渋滞のダイナミクスを分析した。この手法によって、ネットワーク空間内において、ある道に渋滞を意図的に発生させ、その渋滞がどのように広がるのか、もしくは渋滞が解消されるのかをシミュレーションによって確かめた。また、渋滞が解消される場合の条件を理論的に導出し、シミュレーション結果との一致を確認した。この成果を査読付国際学会であるICORESにて発表を行った。