顔写真

アカマツ タカシ
赤松 隆
Takashi Akamatsu
所属
大学院情報科学研究科 人間社会情報科学専攻 人間社会計画学講座(交通制御学分野)
職名
教授
学位
  • 工学博士(東京大学)

  • 工学修士(東京大学)

e-Rad 研究者番号
90262964

経歴 5

  • 2005年5月 ~ 継続中
    東北大学 大学院情報科学研究科 教授

  • 2000年4月 ~ 2005年4月
    東北大学 大学院情報科学研究科 助教授

  • 1995年4月 ~ 2000年3月
    豊橋技術科学大学 工学部 助教授

  • 1998年4月 ~ 1999年2月
    カリフォルニア大学バークレイ校 工学部 客員研究員

  • 1990年4月 ~ 1994年3月
    野村総合研究所

学歴 4

  • 東京大学 大学院工学研究科

    1985年4月 ~ 1990年3月

  • 東京大学 工学部 土木工学科

    1983年4月 ~ 1985年3月

  • 東京大学 理科Ⅰ類

    1981年4月 ~ 1983年3月

  • 工学博士 東京大学

    1990年3月 ~

所属学協会 10

  • 日本オペレーションズ・リサーチ学会

  • 交通工学研究会

  • 日本応用数理学会

  • 日本ファイナンス学会

  • Institute for Operations Research and the Management Sciences

  • 応用地域学会

  • 土木学会

  • Japan Society for Industrial and Applied Mathematics

  • Regional Science Association International

  • Japan Society of Civil Engineers

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研究キーワード 7

  • リスク

  • 交通計画

  • 空間経済

  • ネットワーク

  • risk management

  • spatial economics

  • network

研究分野 4

  • 人文・社会 / 経済政策 /

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 社会システム工学 /

  • 情報通信 / 数理情報学 /

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 土木計画学、交通工学 /

受賞 5

  1. 論文賞

    2015年 土木学会 「3.11震災時の東北地域で生じたガソリン需給ギャップの時空間分析」

  2. 第一回 米谷・佐佐木賞(研究部門)

    2006年 システム科学研究所

  3. 論文賞

    2005年 土木学会 「不確実性下における社会基盤整備の投資評価に関する研究」

  4. 論文賞

    1998年 土木学会 「動的ネットワーク交通量配分に関する研究」

  5. 論文奨励賞

    1995年 土木学会 「渋滞ネットワークにおける動的利用者均衡配分」

論文 124

  1. Dynamic traffic assignment in a corridor network: Optimum versus equilibrium 査読有り

    Haoran Fu, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa, Kentaro Wada

    Transportation Research Part B: Methodological 161 218-246 2022年7月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.trb.2022.04.007  

    ISSN:0191-2615

  2. Markovian traffic equilibrium assignment based on network generalized extreme value model 査読有り

    Yuki Oyama, Yusuke Hara, Takashi Akamatsu

    Transportation Research Part B: Methodological 155 135-159 2022年1月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.trb.2021.10.013  

    ISSN:0191-2615

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    This study establishes Markovian traffic equilibrium assignment based on the network generalized extreme value (NGEV) model, which we call NGEV equilibrium assignment. The use of the NGEV model for route choice modeling has recently been proposed, and it enables capturing the path correlation without explicit path enumeration. However, the theoretical properties of the model in traffic assignment have yet to be investigated in the literature, which has limited the practical applicability of the NGEV model in the traffic assignment field. This study addresses the research gap by providing the theoretical developments necessary for the NGEV equilibrium assignment. We first show that the NGEV assignment can be formulated and solved under the same path algebra as the traditional Markovian traffic assignment models. Moreover, we present the equivalent optimization formulations to the NGEV equilibrium assignment. The formulations allow us to derive both primal and dual types of efficient solution algorithms. In particular, the dual algorithm is based on the accelerated gradient method that is for the first time applied in the traffic assignment. The numerical experiments showed the excellent convergence and complementary relationship of the proposed primal and dual algorithms.

  3. A new look at departure time choice equilibrium models with heterogeneous users 査読有り

    Takashi Akamatsu, Kentaro Wada, Takamasa Iryo, Shunsuke Hayashi

    Transportation Research Part B: Methodological 148 152-182 2021年6月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.trb.2021.04.003  

    ISSN:0191-2615

  4. Model-based analysis on social acceptability and feasibility of a focused protection strategy against the COVID-19 pandemic 査読有り

    Takashi Akamatsu, Takeshi Nagae, Minoru Osawa, Koki Satsukawa, Takara Sakai, Daijiro Mizutani

    Scientific Reports 11 (1) 2003-1-2003-9 2021年1月

    出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC

    DOI: 10.1038/s41598-021-81630-9  

    eISSN:2045-2322

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    <title>Abstract</title>This paper studies the social acceptability and feasibility of a focused protection strategy against coronavirus disease 2019 (COVID-19). We propose a control scheme to develop herd immunity while satisfying the following two basic requirements for a viable policy option. The first requirement is social acceptability: the overall deaths should be minimized for social acceptance. The second is feasibility: the healthcare system should not be overwhelmed to avoid various adverse effects. To exploit the fact that the disease severity increases considerably with age and comorbidities, we assume that some focused protection measures for those high-risk individuals are implemented and the disease does not spread within the high-risk population. Because the protected population has higher severity ratios than the unprotected population by definition, the protective measure can substantially reduce mortality in the whole population and also avoid the collapse of the healthcare system. Based on a simple susceptible-infected-recovered model, social acceptability and feasibility of the proposed strategy are summarized into two easily computable conditions. The proposed framework can be applied to various populations for studying the viability of herd immunity strategies against COVID-19. For Japan, herd immunity may be developed by the proposed scheme if <inline-formula><alternatives><tex-math>$${\mathcal {R } }_0 \le 2.0$$</tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>≤</mml:mo> <mml:mn>2.0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math></alternatives></inline-formula> and the severity rates of the disease are 1/10 times smaller than the previously reported value, although as high mortality as seasonal influenza is expected.

  5. Can a herd immunity strategy become a viable option against COVID-19? A model-based analysis on social acceptability and feasibility

    Takashi Akamatsu, Takeshi Nagae, Minoru Osawa, Koki Satsukawa, Takara Sakai, Daijiro Mizutani

    medRxiv 2020.05.19.20107524 2020年5月

    出版者・発行元:Cold Spring Harbor Laboratory

    DOI: 10.1101/2020.05.19.20107524  

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    <title>Abstract</title>This paper studies the social acceptability and feasibility of “herd immunity” strategies against coronavirus disease 2019 (COVID-19). To this end, we propose a control scheme that aims to develop herd immunity while satisfying the following two basic requirements for a viable policy option. The first requirement is social acceptability: the overall deaths should be minimized for social acceptance. The second is feasibility: the healthcare system should not be overwhelmed to avoid diverse adverse effects. Exploiting the fact that the severity of the disease increases considerably with age, the proposed control scheme protects high-risk individuals that mainly consist of the elderly. The protection of high-risk individuals reduces the average severity of the disease in the unprotected population, thereby substantially reducing mortality and avoiding the collapse of the healthcare system. Social acceptability (in terms of the resulting mortality) and feasibility (in terms of the healthcare system capacity) of the proposed herd immunity strategy are summarized into two respective, easily computable conditions by building on a simple susceptible–infected–recovered (SIR) model. For its parsimony, the proposed framework can provide a rule of thumb that applies to various populations for studying the viability of herd immunity strategies against COVID-19. For Japan, herd immunity may be developed by the considered control scheme if <inline-formula><alternatives><inline-graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="20107524v1_inline1.gif" /></alternatives></inline-formula> and the severity rates of the disease are 1/10 times smaller than the previously reported value, although as high mortality as seasonal influenza is expected.

  6. Equilibrium refinement for a model of non-monocentric internal structures of cities: A potential game approach 査読有り

    MinoruOsawa, TakashiAkamatsu

    Journal of Economic Theory 187 105025-1-105025-40 2020年5月

    DOI: 10.1016/j.jet.2020.105025  

    ISSN:0022-0531

  7. Network throughput under dynamic user equilibrium: Queue spillback, paradox and traffic control 査読有り

    Kentaro Wada, Koki Satsukawa, Mike Smith, Takashi Akamatsu

    Transportation Research Part B: Methodological 126 391-413 2019年8月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.trb.2018.04.002  

    ISSN:0191-2615

  8. First-best dynamic assignment of commuters with endogenous heterogeneities in a corridor network 査読有り

    Minoru Osawa, Haoran Fu, Takashi Akamatsu

    Transportation Research Part B: Methodological 117 811-831 2018年11月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.trb.2017.09.003  

    ISSN:0191-2615

  9. Trading mechanisms for bottleneck permits with multiple purchase opportunities 査読有り

    Pengfei Wang, Kentaro Wada, Takashi Akamatsu, Takeshi Nagae

    Transportation Research Part C: Emerging Technologies 95 414-430 2018年10月

    出版者・発行元:Elsevier BV

    DOI: 10.1016/j.trc.2018.07.011  

    ISSN:0968-090X

  10. First-Best Dynamic Assignment of Commuters with Endogenous Heterogeneities in a Corridor Network 査読有り

    Minoru Osawa, Haoran Fu, Takashi Akamatsu

    Transportation Research Procedia: Papers Selected for the 22nd International Symposium on Transportation and Traffic Theory (ISTTT 2017) 23 303-321 2017年7月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.trpro.2017.05.018  

    ISSN:2352-1465

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    We study a parsimonious theory that synthesizes short-term traffic demand management (TDM) policies with long-term endogenous heterogeneities of demand. In a corridor network with multiple discrete bottlenecks, we study a model of system optimal assignment that integrates the short-term problem (departure time choice with tolling) and the long-term problem (job and residential location choice). For the short-term departure-time-choice equilibrium, under mild assumptions on schedule delay function, we derive analytical solutions under a first-best TDM scheme. Investigating properties of long-term equilibria, we found that the overall equilibrium pattern exhibits remarkable spatio-temporal sorting properties. It is further shown that a lack of integration of the short- and the long-term policy results in excessive investments for long-term road construction. (C) 2017 The Authors. Elsevier B.V. All rights reserved.

  11. Tradable network permits: A new scheme for the most efficient use of network capacity 査読有り

    Takashi Akamatsu, Kentaro Wada

    Transportation Research Part C: Emerging Technologies 79 178-195 2017年6月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.trc.2017.03.009  

    ISSN:0968-090X

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    Akamatsu et al. (2006) proposed a new transportation demand management scheme called "tradable bottleneck permits" (TBP), and proved its efficiency properties for a single bottleneck model. This paper explores the properties of a TBP system for general networks. An equilibrium model is first constructed to describe the states under the TBP system with a single OD pair. It is proved that equilibrium resource allocation is efficient in the sense that the total transportation cost in a network is minimized. It is also shown that the "self-financing principle" holds for the TBP system. Furthermore, theoretical relationships between TBP and congestion pricing (CP) are discussed. It is demonstrated that TBP has definite advantages over CP when demand information is not perfect, whereas both TBP and CP are equivalent for the perfect information case. Finally, it is shown that the efficiency result also holds for more general demand conditions. (C) 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  12. Harris and Wilson (1978) model revisited: The spatial period doubling bifurcation cascade in an urban retail model 査読有り

    Minoru Osawa, Takashi Akamatsu, Yuki Takayama

    JOURNAL OF REGIONAL SCIENCE 57 (3) 442-466 2017年6月

    出版者・発行元:WILEY

    DOI: 10.1111/jors.12306  

    ISSN:0022-4146

    eISSN:1467-9787

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    Harris and Wilson (1978)'s retail location model is a pioneering work that utilizes the combination of the fast and slow dynamics to describe the space economy. This paper elucidates the model's previously unknown comparative static (bifurcation) properties in a many-location setting beyond two. We show that the spatial structure's evolutionary path in line with decreasing transport costs exhibits a remarkable property, namely, a spatial period-doubling cascade. Furthermore, we reveal strong linkages between the model and new economic geography models in terms of their model structures and bifurcation properties, offering a new theoretical perspective for understanding agglomeration behaviors in multilocation settings.

  13. Discrete-space agglomeration model with social interactions: Multiplicity, stability, and continuous limit of equilibria 査読有り

    Takashi Akamatsu, Shota Fujishima, Yuki Takayama

    JOURNAL OF MATHEMATICAL ECONOMICS 69 22-37 2017年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE SA

    DOI: 10.1016/j.jmateco.2016.12.007  

    ISSN:0304-4068

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    This study examines the properties of equilibrium, including the stability, of discrete-space agglomeration models with social interactions. The findings reveal that while the corresponding continuous-space model has a unique equilibrium, the equilibrium in discrete space can be non-unique for any finite degree of discretization by characterizing the discrete-space model as a potential game. Furthermore, it indicates that despite the above result, any sequence of discrete-space models' equilibria converges to the continuous-space model's unique equilibrium as the discretization of space is refined. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

  14. Agglomeration patterns in a long narrow economy of a new economic geography model: Analogy to a racetrack economy 招待有り 査読有り

    Kiyohiro Ikeda, Kazuo Murota, Takashi Akamatsu, Yuki Takayama

    INTERNATIONAL JOURNAL OF ECONOMIC THEORY 13 (1) 113-145 2017年3月

    出版者・発行元:WILEY

    DOI: 10.1111/ijet.12120  

    ISSN:1742-7355

    eISSN:1742-7363

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    The mechanism of self-organization of agglomerations in a long narrow economy of a new economic geography model is elucidated by a theoretical comparative study with a racetrack economy. Computational bifurcation theory is used to systematically obtain the equilibria of these economies. A chain of spatially repeated core-periphery patterns a la Christaller and Losch emerges when agglomeration forces are large. Peripheral zones are enlarged recurrently to engender an agglomeration shadow en route to an atomic mono-center. A megalopolis with two core places connected by an industrial belt emerges when agglomeration forces are small.

  15. 集積経済理論の実証におけるモデル構造選択の課題 査読有り

    大澤 実, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 73 (1) 1-15 2017年1月

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscejipm.73.1  

    eISSN:2185-6540

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    新経済地理学に代表される集積経済理論の枠組みが,都市・地域政策の長期的経済評価のための空間応用一般均衡分析へと応用されつつある.本研究では,近年の一部の計量分析が共通して抱える,モデル構造選択上の課題を指摘する.具体的には,(i) パラメタ設定のいかんによらず,現実の経済活動の空間的集積パターンが持つ多極性を内生的に表現しえない数理的構造を持ったモデルが選択されており,また (ii) 複数均衡の存在可能性も考慮されていない,という課題を指摘する.そのために,代表的研究例としてAllen and Arkolakis<sup>1)</sup>のモデルを取り上げ,その集積・分散挙動を解析的・数値的に分析することで,このモデルがその数理的構造上,一極集中的パターンのみしか表現しえないことを明らかにする.その上で,計量分析への含意を議論する.

  16. 巨大災害時のガソリン不足に対する戦略とその社会経済評価: 東日本大震災における実証分析 招待有り 査読有り

    赤松 隆, 大澤 実, 長江 剛志, 山口 裕通

    土木学会論文集D3(土木計画学) 72 (5) I_1-I_19 2016年12月1日

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscejipm.72.I_1  

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    東日本大震災では,石油精製・輸送施設の損壊を背景に,東北地域は長期にわたる深刻なガソリン不足に直面し,地域全体の社会・経済活動が大きく低下した.本研究では,ガソリン販売統計と港湾間の移出入統計を用いて東北地域における発災後一ヵ月間のガソリン需給ギャップを分析し,ガソリン不足の主要因が供給(輸送)戦略の失敗であったことを示す.その上で,日本海側港湾を活用してガソリンを早期に大量供給する輸送戦略を提案し,それによりガソリン不足がいかに軽減されるかを示す.結果として,提案輸送戦略に必要な追加的陸上輸送費用は高々2~3億円程度である一方,経済損失軽減効果は1500~2500億円に上ることを明らかにする.また,ガソリン価格の操作により経済損失の軽減を図る戦略は大規模災害時には不適当であることも論ずる.

  17. The corridor problem with discrete multiple bottlenecks 査読有り

    Takashi Akamatsu, Kentaro Wada, Shunsuke Hayashi

    Transportation Research Part B: Methodological 81 (3) 808-829 2015年11月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.trb.2015.07.015  

    ISSN:0191-2615

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    This paper presents a transparent approach to the analysis of dynamic user equilibrium and clarifies the properties of a departure-time choice equilibrium of a corridor problem where discrete multiple bottlenecks exist along a freeway. The basis of our approach is the transformation of the formulation of equilibrium conditions in a conventional "Eulerian coordinate system" into one in a "Lagrangian-like coordinate system." This enables us to evaluate dynamic travel times easily, and to achieve a deep understanding of the mathematical structure of the problem, in particular, about the properties of the demand and supply (queuing) sub-models, relations with dynamic system optimal assignment, and differences between the morning and evening rush problems. Building on these foundations, we establish rigorous results on the existence and uniqueness of equilibria. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

  18. The corridor problem with discrete multiple bottlenecks 査読有り

    Takashi Akamatsu, Kentaro Wada, Shunsuke Hayashi

    Transportation Research Procedia: 21st International Symposium on Transportation and Traffic Theory (ISTTT 2015) 7 474-498 2015年

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.trpro.2015.06.025  

    ISSN:2352-1465

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    This paper presents a transparent approach to the analysis of dynamic user equilibrium and clarifies the properties of a departure-time choice equilibrium of a corridor problem where discrete multiple bottlenecks exist along a freeway. The basis of our approach is the transformation of the formulation of equilibrium conditions in a conventional "Eulerian coordinate system" into one in a "Lagrangian-like coordinate system." This enables us to evaluate dynamic travel times easily, and to achieve a deep understanding of the mathematical structure of the problem, in particular, about the properties of the demand and supply (queuing) sub-models, relations with dynamic system optimal assignment, and differences between the morning and evening rush problems. Building on these foundations, we establish rigorous results on the existence and uniqueness of equilibria. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V.

  19. Self-organization of hexagonal agglomeration patterns in new economic geography models 査読有り

    Kiyohiro Ikeda, Kazuo Murota, Takashi Akamatsu, Tatsuhito Kono, Yuki Takayama

    JOURNAL OF ECONOMIC BEHAVIOR & ORGANIZATION 99 32-52 2014年3月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jebo.2013.12.008  

    ISSN:0167-2681

    eISSN:1879-1751

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    Self-organization of agglomeration patterns for economic models in a two-dimensional economic space is studied from a multi-disciplinary viewpoint of new economic geography, central place theory, and bifurcation theory. Emergence of hexagonal distributions of various sizes in a homogeneous space is predicted theoretically for core-periphery models. The existence of hexagonal distributions as stable equilibria is demonstrated by a comparative static analysis with respect to transport costs for specific core-periphery models. These distributions are the ones envisaged by central place theory and also inferred to emerge by Krugman (1996) for a core-periphery model in two dimensions. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

  20. Spatio-Temporal Analysis of Gasoline Shortages in the Tohoku Region after the Great East Japan Earthquake 招待有り 査読有り

    Takashi Akamatsu, Minoru Osawa, Takeshi Nagae, Hiromichi Yamaguchi

    Journal of JSCE 1 (1) 447-469 2013年12月27日

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalofjsce.1.1_447  

    ISSN:2187-5103

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    In this study, we analyzed the actual amount of gasoline transported into the Tohoku region during the first month after the Great East Japan Earthquake. We found that: (1) the amount of gasoline supplied in the Tohoku region during the first two weeks was only 1/3 of the normal demand; (2) the shortage of supply in the first two weeks led to a huge "back-log of demand"; (3) it took four weeks for the backlog to be cleared and the lost (suppressed) demand during the period was equivalent to the amount of normal demand for 7 days; (4) the gaps between gasoline supply and demand in the Pacific coast areas were huge, compared with those in the Japan sea coast areas, while the gap in each prefecture of the Tohoku region was gradually reduced over time in the following order: Akita, Aomori, Iwate, Yamagata, and finally, Miyagi prefecture.

  21. A hybrid implementation mechanism of tradable network permits system which obviates path enumeration: An auction mechanism with day-to-day capacity control 査読有り

    Kentaro Wada, Takashi Akamatsu

    TRANSPORTATION RESEARCH PART E-LOGISTICS AND TRANSPORTATION REVIEW 60 94-112 2013年12月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/j.tre.2013.05.008  

    ISSN:1366-5545

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    Akamatsu (2007a,b) proposed a new dynamic traffic congestion control scheme called tradable network permits, and demonstrated its efficiency properties for general road networks. To implement tradable permit markets, this paper proposes a novel auction mechanism with capacity control. This mechanism employs an evolutionary approach to achieve a dynamic system optimal allocation of network permits in a computationally efficient manner. We prove that the proposed mechanism has the following desirable properties: (i) truthful bidding is a dominant strategy for each user on each day and (ii) the permit allocation pattern under the mechanism converges to a dynamic system optimal allocation pattern. (C) 2013 The Authors. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

  22. 3.11震災時の東北地域で生じたガソリン需給ギャップの時空間分析 査読有り

    赤松 隆, 大澤 実, 長江剛志, 山口裕通

    土木学会論文集D3(土木計画学) 69 (2) 187-205 2013年6月

    DOI: 10.2208/jscejipm.69.187  

  23. A hybrid implementation mechanism of tradable network permits system which obviates path enumeration: an auction mechanism with day-to-day capacity control 査読有り

    Kentaro Wada, Takashi Akamatsu

    Procedia - Social and Behavioral Sciences: 20th International Symposium on Transportation and Traffic Theory (ISTTT 2013) 80 304-326 2013年

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.sbspro.2013.05.018  

    ISSN:1877-0428

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    Akamatsu, Sato, and Nguyen (2006) and Akamatsu (2007a, b) proposed a new dynamic traffic congestion control scheme-the tradable network permit-and proved its efficiency properties for general road networks. To implement tradable permit markets successfully, this paper proposes a novel auction mechanism with capacity control. Assuming that each user makes a trip from an origin to a destination along a path in a specific time period, we design an auction mechanism that enables each user to purchase a bundle of network permits corresponding to a set of links in the user's preferred path. The proposed mechanism employs an evolutionary approach to achieve a dynamic system optimal allocation of network permits in a computationally efficient manner. Specifically, it is a hybrid mechanism that consistently combines an auction mechanism with a path capacity control, which are repeated on a day-to-day basis. The former phase involves selling bundles of permits, and the latter phase involves adjusting of the number of the bundles, which corresponds to the path capacities. We prove that the proposed mechanism has the following desirable properties: (i) truthful bidding is the dominant strategy for each user on each day; and (ii) the permit allocation pattern under the mechanism converges to an approximate dynamic system optimal allocation pattern in the sense that the achieved social surplus reaches its maximum value when the number of users is large. Furthermore, we show that the proposed mechanism can be extended to obviate path enumeration by introducing a column generation procedure. (C) 2013 The Authors. Published by Elsevier Ltd.

  24. Spatial discounting, Fourier, and racetrack economy: A recipe for the analysis of spatial agglomeration models 査読有り

    Takashi Akamatsu, Yuki Takayama, Kiyohiro Ikeda

    JOURNAL OF ECONOMIC DYNAMICS & CONTROL 36 (11) 1729-1759 2012年11月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jedc.2012.04.010  

    ISSN:0165-1889

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    We provide an analytical approach that facilitates understanding the bifurcation mechanism of a wide class of economic models involving spatial agglomeration of economic activities. The proposed method overcomes the limitations of the Turing (1952) approach that has been used to analyze the emergence of agglomeration in the multi-regional core-periphery (CP) model of Krugman (1993, 1996). In other words, the proposed method allows us to examine whether agglomeration of mobile factors emerges from a uniform distribution and to analytically trace the evolution of spatial agglomeration patterns (i.e., bifurcations from various polycentric patterns as well as a uniform pattern) that these models exhibit when the values of some structural parameters change steadily. Applying the proposed method to a multi-regional CP model, we uncover a number of previously unknown properties of the CP model, and notably, the occurrence of "spatial period doubling bifurcation" in the CP model is proved. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

  25. Spatial period-doubling agglomeration of a core-periphery model with a system of cities 査読有り

    Kiyohiro Ikeda, Takashi Akamatsu, Tatsuhito Kono

    JOURNAL OF ECONOMIC DYNAMICS & CONTROL 36 (5) 754-778 2012年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jedc.2011.08.014  

    ISSN:0165-1889

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    The progress of spatial agglomeration of Krugman's core-periphery model is investigated by comparative static analysis of stable equilibria with respect to transport costs. We set forth theoretically possible agglomeration (bifurcation) patterns for a system of cities spread uniformly on a circle. A possible and most likely course predicted is a gradual and successive one, which is called spatial period doubling. For example, eight cities concentrate into four cities and then into two cities en route to the formation of a single city. The existence of this course is ensured by numerical simulation for the model. Such a gradual and successive agglomeration presents a sharp contrast to the agglomeration of two cities, for which spontaneous concentration to a single city is observed in core-periphery models of various kinds. Other bifurcations that do not take place in two cities, such as period tripling, are also observed. The need for study of a system of cities has thus been demonstrated. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

  26. Self-organization of Lösch's hexagons in economic agglomeration for core-periphery models 査読有り

    Kiyohiro Ikeda, Kazuo Murota, Takashi Akamatsu

    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIFURCATION AND CHAOS 22 (8) 2012年

    出版者・発行元:WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD

    DOI: 10.1142/S0218127412300261  

    ISSN:0218-1274

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    Hexagonal population distributions of several sizes are shown to be self-organized from a uniformly inhabited state, which is modeled by a system of places (cities) on a hexagonal lattice. Microeconomic interactions among the places are expressed by a core-periphery model in new economic geography. Losch's ten smallest hexagonal distributions in central place theory are guaranteed to be existent by equivariant bifurcation analysis on D-6 (+) over dot (Z(n) x Z(n)), and are obtained by computational analysis. The missing link between central place theory and new economic geography has thus been discovered in light of the bifurcation analysis.

  27. ネットワーク通行権取引市場のオークション・メカニズム 査読有り

    和田 健太郎, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 67 (3) 376-389 2011年9月

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejipm.67.376  

    ISSN:2185-6540

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    本研究は,一般的な構造を持つ道路ネットワークを対象に,ネットワーク通行権取引市場のオークション・メカニズムを設計する.提案メカニズムの目的は,実装が容易かつ情報交換量の観点から効率的な方法で,ネットワーク容量の効率的配分を達成することである.そのために,本研究では,day-to-dayアプローチを採用する.そして,提案メカニズムが次に示す望ましい性質を満たすことを明らかにする:(1)利用者の正直な入札は支配戦略である,(2)提案メカニズム導入下の通行権配分パターンは,有限回で(近似的な)社会的最適状態へと到達し,このとき達成される社会的余剰は,利用者数が十分大きい場合,厳密に最大化される.

  28. A network of options: Evaluating complex interdependent decisions under uncertainty 査読有り

    Takashi Akamatsu, Takeshi Nagae

    JOURNAL OF ECONOMIC DYNAMICS & CONTROL 35 (5) 714-729 2011年5月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jedc.2011.01.004  

    ISSN:0165-1889

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    The present article provides a novel framework for analyzing option network problems, which is a general class of compound real option problems with an arbitrary combination of reversible and irreversible decisions. The present framework represents the interdependent structure of decisions by using a directed graph. In this framework, the option network problem is formulated as a singular stochastic control problem, whose optimality condition is then obtained as a dynamical system of generalized linear complementarity problems (GLCPs). This enables us to develop a systematic and efficient numerical method for evaluating the option value and the optimal decision policy. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

  29. 単一ボトルネックにおける渋滞と混雑を解消する情報効率的メカニズムの設計 査読有り

    和田 健太郎, 赤松 隆

    土木学会論文集D 66 (2) 160-177 2010年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejd.66.160  

    ISSN:1880-6058

    eISSN:1880-6058

  30. 1次元多都市システムにおける人口集積パターンの創発メカニズム 査読有り

    赤松 隆, 高山雄貴, 池田清宏, 菅澤晶子, 佐藤慎太郎

    土木学会論文集 66 (4) 442-460 2010年

    DOI: 10.2208/jscejd.66.442  

    ISSN:1880-6058

  31. A generalized complementarity approach to solving real option problems 査読有り

    Takeshi Nagae, Takashi Akamatsu

    JOURNAL OF ECONOMIC DYNAMICS & CONTROL 32 (6) 1754-1779 2008年6月

    出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV

    DOI: 10.1016/j.jedc.2007.04.010  

    ISSN:0165-1889

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    This article provides a unified framework for analyzing a wide variety of real option problems. These problems include the frequently studied, simple real option problems, as described in Dixit and Pindyck [1994. Investment Under Uncertainty. Princeton University Press, Princeton] for example, but also problems with more complicated and realistic assumptions. We reveal that all the real option problems belonging to the more general class considered in this study are described by the same mathematical structure, which can be solved by applying a computational algorithm developed in the field of mathematical programming. More specifically, all of the present real option problems can be directly solved by reformulating their optimality condition as a dynamical system of generalized linear complementarity problems (GLCPs). This enables us to develop an efficient and robust algorithm for solving a broad range of real option problems in a unified manner, exploiting recent advances in the theory of complementarity problems. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

  32. Convergence of day-to-day traffic flow dynamics under tradable bottleneck permits 査読有り

    K. Wada, T. Akamatsu, S. Kikuchi

    URBAN TRANSPORT XIV 101 579-+ 2008年

    出版者・発行元:WIT PRESS

    DOI: 10.2495/UT080561  

    ISSN:1746-4498

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    Previously, Akamatsu et al. proposed "tradable bottleneck permits" as a new transportation demand management scheme and proved the efficiency thereof for a general network. To implement such a scheme, we propose a multi-agent system for general transportation networks. The aim of this system is to achieve a socially optimal state in which the total transportation cost is minimized by the decentralized behaviour of agents. As a concrete step in designing the proposed system, we first define the micro behaviour of the agents. We also assume that the trading markets for bottleneck permits are described by a tatonnement process. We then derive day-to-day dynamics of aggregated traffic flows and permit prices. By analyzing the macro dynamics, we prove that the mean dynamics of the aggregated variables (flows and permit prices) converge to a socially optimal state.

  33. Dynamic Ramp Metering Strategies for Risk Averse System Optimal Assignment 査読有り

    Takashi Akamatsu, Takeshi Nagae

    Transportation and Traffic Theory 17 87-110 2007年

  34. 一般ネットワークにおけるボトルネック通行権取引制度 査読有り

    赤松 隆

    土木学会論文集 63 (3) 287-301 2007年

    DOI: 10.2208/jscejd.63.287  

    ISSN:1880-6058

  35. 集積経済下における地域間移住タイミング選択の均衡ダイナミクス 査読有り

    織田澤利守, 赤松 隆

    土木学会論文集 63 (4) 567-578 2007年

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscejd.63.567  

    ISSN:1880-6058

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    本研究では,従来研究の確定論的な枠組みでは未解決であった都市集積モデルの均衡選択問題に対し,確率論的な枠組みでの完全予見的ダイナミクスを導入した新しい均衡選択原理を提案する.具体的には,経済環境に不確実性(確率動学的なゆらぎ)が存在する下で,将来起こりうるすべて状況を確率的に織り込んだ労働者の地域間移住に関する意思決定モデルを定式化し,地域間移住ダイナミクスの均衡経路が確率的に実現するサンプルパスに応じて一意に決定されることを明らかにする.その上,従来研究における解の不定性が確定論的な枠組みのみで必要な仮定に依存した結果であることに言及し,提案モデルの均衡選択原理が頑健的であることを示す.さらに,長期的に実現する都市の集積 &middot; 分散パターンが輸送費用のみに依存して決定されることを明らかにする.

  36. Dynamic revenue management of a toll road project under transportation demand uncertainty 査読有り

    Takeshi Nagae, Takashi Akamatsu

    NETWORKS & SPATIAL ECONOMICS 6 (3-4) 345-357 2006年9月

    出版者・発行元:SPRINGER

    DOI: 10.1007/s11067-9288-5  

    ISSN:1566-113X

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    This study proposes a prototype quantitative method for dynamic revenue management of a private toll road, taking into account the long-term dynamics of transportation demand. This is first formulated as a stochastic singular control problem, in which the manager can choose the toll level from two discrete values. Each toll change requires nonnegative adjustment costs. Our analysis then reveals that the optimality condition reduces to standard linear complementarity problems, by using certain function transformation techniques. This enables us to develop an efficient algorithm for solving the problem, exploiting the recent advances in the theory of complementarity problems.

  37. 社会基盤整備・運用事業の経済リスク管理問題に対するファイナンス工学的アプローチ 招待有り 査読有り

    赤松隆, 長江剛志

    土木計画学研究・論文集 23 (1) 1-21 2006年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.23.1  

    ISSN:0913-4034

  38. 時間帯別ボトルネック通行権取引制度に関する研究 査読有り

    赤松 隆, 佐藤 慎太郎, Nguyen Xuan Long

    土木学会論文集 62 (4) 605-620 2006年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejd.62.605  

    ISSN:1880-6058

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    混雑料金制は,理論的には,交通渋滞問題に対する優れた方策である.しかし,その制度の有効な実施に不可欠な(1)利用者情報(需要関数)の正確な推定や(2)渋滞メカニズム(ボトルネック混雑)を考慮した動的料金の設定は,実際には非常に難しい.そこで本稿では,混雑料金制度に代わるTDM施策として,"ボトルネック通行権取引制度"を提案する.そして,この制度の導入により,確実に渋滞が解消するのみならず,通行権取引市場で適切な通行権価格体系が実現し,社会的に最適な状態となることを示す.さらに,その証明を通じて,提案した通行権の設定・取引問題と住宅立地均衡問題の数理的同型性を明らかにする.

  39. 不確実性下での社会基盤投資・運用問題に対する変分不等式アプローチ 査読有り

    赤松 隆, 長江剛志

    土木学会論文集 (765) 155-171 2004年

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.2004.765_155  

    ISSN:0289-7806 1882-7187

  40. Detecting dynamic traffic assignment capacity paradoxes in saturated networks 査読有り

    T Akamatsu, B Heydecker

    TRANSPORTATION SCIENCE 37 (2) 123-138 2003年5月

    出版者・発行元:INFORMS

    DOI: 10.1287/trsc.37.2.123.15245  

    ISSN:0041-1655

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    Creation of a new link or increase in capacity of an existing link can reduce the efficiency of a congested network as measured by the total travel cost. This phenomenon, of which an extreme example is given by Braess paradox, has been examined in conventional studies within the framework of static assignment. For dynamic traffic assignment, which makes account of the effect of congestion through explicit representation of queues, Akamatsu (2000) gave a simple example of the occurrence of this paradox. The present paper extends that result to a more general network. We first present a necessary and sufficient condition for the paradox to occur in a general network in which there is a queue on each link. We then give a graph-theoretic interpretation of the condition, which gives us a convenient method to test whether or not the paradox will occur by performing certain tests on information that describes the network structure. Finally, as an application of this theory, we examine several example networks and queueing patterns where occurrence of this paradox is inevitable.

  41. An efficient algorithm for dynamic traffic equilibrium assignment with queues 査読有り

    T Akamatsu

    TRANSPORTATION SCIENCE 35 (4) 389-404 2001年11月

    出版者・発行元:INST OPERATIONS RESEARCH MANAGEMENT SCIENCES

    DOI: 10.1287/trsc.35.4.389.10435  

    ISSN:0041-1655

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    This paper presents an efficient algorithm for solving the dynamic user equilibrium (DUE) traffic assignment with a one-to-many origin-destination (OD) pattern. To achieve the efficiency of the algorithm, we employ the following three strategies. First, we exploit the decomposition property of the DUE assignment with respect to the departure time from an origin; we consider the algorithm that solves each of the decomposed DUE assignments sequentially. Second, we represent the decomposed DUE assignment by an arc-node formulation, not by using path variables. Third, we take advantage of the fact that the decomposed DUE assignment reduces to (finite dimensional) nonlinear complementarity problems (NCPs); we develop the algorithm based on the globally convergent Newton's method for general NCPs. These strategies, together with graph theoretic devices, enable us to design a new algorithm which does not require path, enumeration and is capable of dealing with very large-scale networks. Numerical experiments disclose that the proposed algorithm solves the DUE assignment very rapidly, even in large-scale networks with some thousands of links and nodes where conventional heuristic algorithms do not converge to the accurate equilibrium solution.

  42. Dynamic user optimal assignment with physical queues for a many-to-many OD pattern 査読有り

    M Kuwahara, T Akamatsu

    Transportation Research Part B: Methodological 35 (5) 461-479 2001年6月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/S0191-2615(00)00005-9  

    ISSN:0191-2615

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    This research extends the dynamic user optimal assignment under the point queue concept so as to deal with physical queues. Given time-dependent many-to-many OD volumes, this paper first shows the formulation of the assignment subject to the how conservation and the first-in-first-out (FIFO) queue discipline. The optimal condition is then defined and the physical queue propagation based on the kinematic wave theory is discussed. Finally, a solution algorithm is proposed and typical differences between point and physical queue analyses are presented through an example calculation. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

  43. A dynamic traffic equilibrium assignment paradox 査読有り

    T Akamatsu

    TRANSPORTATION RESEARCH PART B-METHODOLOGICAL 34 (6) 515-531 2000年8月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/S0191-2615(99)00036-3  

    ISSN:0191-2615

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    This paper explores the properties of dynamic flow patterns on two symmetrical networks: an "evening-rush-hour" network (E-net) with a one-to-many origin-destination (OD) pattern and a "morning-rush; hour" network (M-net) with a many-to-one OD pattern that can be obtained by reversing the direction of links and the origin and destinations of the evening-rush-hour network. Although conventional static traffic assignment produces exactly the same flow pattern for both networks, such a simple result does not hold for dynamic assignment. We show this result theoretically by using dynamic equilibrium assignment with a point queue model. Specifically, we first derive the closed form solutions of the dynamic assignment for both networks. We then identify the essential differences between the two dynamic network dow patterns by comparing the mathematical structure of the solutions. Furthermore, a type of capacity paradox (a dynamic version of Braess's paradox [Braess, D., 1968, Uber ein paradox in der verkehrsplanung. Unternehmensforschung, 12, 258-268.]) is identified in order to demonstrate the differences. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

  44. 動的ネットワ-ク解析―これまでの知見とこれからの展望 招待有り 査読有り

    桑原雅夫, 赤松 隆

    土木学会論文集 IV-48 (653) 3-16 2000年

    出版者・発行元:JSCE

    DOI: 10.2208/jscej.2000.653_3  

    ISSN:1882-7187 0289-7806

  45. A capacity increasing paradox for a dynamic traffic assignment with departure time choice 査読有り

    T Akamatsu, M Kuwahara

    TRANSPORTATION AND TRAFFIC THEORY 14 301-324 1999年

    出版者・発行元:PERGAMON PRESS LTD

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    This paper demonstrates that the capacity increasing paradox in a transportation networks as in Braess(1968) does also occur under non-stationary settings, in particular, under dynamic traffic assignment with endogenous time-varying origin-destination (OD) demands. Through the analyses, the analytical formulae for the solutions of the dynamic equilibrium assignment are explicitly derived for two kind of networks: the networks with a one-to-many OD pattern and the reversed networks with a many-to-one OD pattern, the formulae clarify the significant difference in the properties of the two dynamic flow patterns. This also leads us to the findings that one of the crucial conditions that determine whether the paradox occurs or not is the OD pattern of the underlying networks.

  46. Decomposition of path choice entropy in general transport networks 査読有り

    T Akamatsu

    TRANSPORTATION SCIENCE 31 (4) 349-362 1997年11月

    出版者・発行元:OPERATIONS RESEARCH SOC AMER

    DOI: 10.1287/trsc.31.4.349  

    ISSN:0041-1655

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    This paper shows that the LOGIT type stochastic assignment/stochastic user equilibrium assignment can be represented as an optimization problem with only link variables. The conventional entropy function defined by path flows in the objective can be decomposed into a function consisting only of link flours. The idea of the decomposed formulation is derived from a consideration of the most likely link flow patterns over a network. Then the equivalence of the decomposed formulation to LOGIT assignment is proved by using the Markov properties that underlie Dial's algorithm. Through the analyses, some useful properties of the entropy function and its conjugate dual function (expected minimum cost function) have been derived. Finally, it is discussed that the derived results have a potential impact on the development of efficient algorithms for the stochastic user equilibrium assignment.

  47. Decomposition of the reactive dynamic assignments with queues for a many-to-many origin-destination pattern. 査読有り

    M Kuwahara, T Akamatsu

    Transportation Research Part B: Methodological 31 (1) 1-10 1997年2月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/S0191-2615(96)00020-3  

    ISSN:0191-2615

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    This research discusses the formulation and solution algorithm of the reactive dynamic traffic assignment with the link travel time explicitly taking into account the effects of queues under the point queue concept. In the reactive assignment, vehicles are assumed to choose their routes based on present instantaneous travel times. Time dependent many-to-many origin-destination volumes are assumed to be given; that is, the departure times of vehicles from origins are known. We first discuss the formulation of the dynamic assignment so as to satisfy the flow conservation and the First-In-First-Out queue discipline. Then, the reactive assignment is shown to be decomposed with respect to present time, since route choices of Vehicles are dependent on the present traffic situation but independent of the past and future traffic condition. An algorithm is finally proposed based upon the decomposition. Copyright (C) 1996 Elsevier Science Ltd

  48. Cyclic flows, Markov process and stochastic traffic assignment 査読有り

    T Akamatsu

    Transportation Research Part B: Methodological 30 (5) 369-386 1996年10月

    出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD

    DOI: 10.1016/0191-2615(96)00003-3  

    ISSN:0191-2615

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    Dial's stochastic assignment algorithm restricts the assignment path set to ''efficient path.'' As a result, it sometimes produces the unrealistic flow pattern that no flow is loaded on some paths where many vehicles are running in reality. To remove the drawback of Dial's algorithm, this paper presents the LOGIT type assignment that does not restrict the assignment paths. We first show the theoretical relation between the proposed model and Sasaki's assignment model through Markov process. This analysis makes it clear that the proposed assignment model can be calculated by some matrix operations. Next, we propose an efficient algorithm that does not require the matrix operation nor path enumeration over a network. The algorithm solves an equivalent program based on the entropy decomposition derived from the Markov property of LOGIT model. Finally, it is shown that the proposed approach-can be easily extended to the flow dependent case (i.e. stochastic equilibrium assignment). Copyright (C) 1996 Elsevier Science Ltd

  49. 交通流の予測・誘導・制御と動的なネットワ-ク配分理論 招待有り 査読有り

    赤松 隆

    土木計画学研究・論文集 13 23-48 1996年

    DOI: 10.2208/journalip.13.23  

  50. 渋滞ネットワークにおける動的利用者均衡配分:1起点・多終点および多起点・1終点ODペアの場合 査読有り

    赤松 隆, 桑原 雅夫

    土木学会論文集 1994 (488) 21-30 1994年4月20日

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.1994.488_21  

    ISSN:0289-7806

    eISSN:1882-7187

  51. Dynamic Equilibrium Assignment with Queues for a One-to-Many OD Pattern 査読有り

    Masao Kuwahara, Takashi Akamatsu

    Selected Papers of the 12th International Symposium on Transportation and Traffic Theory (12th ISTTT) 12 185-204 1993年

    出版者・発行元:Elsevier

  52. An Efficient Algorithm for Solving Stochastic User Equilibrium Assignment 査読有り

    Takashi Akamatsu, Yuji Tsuchiya, Nobuhiro Kawakami

    Traffic Engineering 26 (1) 51-58 1991年

  53. Parallel Distributed Processing on Neural Networks for Some Transportation Equilibrium Assignment Problems 査読有り

    Takashi Akamatsu, Yuji Tsuchiya, Toshikazu Shimaxaki

    Selected Papers of the 11th International Symposium on Transportation and Traffic Theory (11th ISTTT) 11 307-323 1990年

    出版者・発行元:None

  54. 需要変動を考慮した交通ネットワ-ク確率的利用者均衡モデルとその解法 査読有り

    赤松 隆, 松本嘉司

    土木学会論文集 IV-10 (401) 109-118 1989年

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.1988.121  

    ISSN:0289-7806 1882-7187

  55. Optimal Toll Pattern on a Road Network under Stochastic Equilibrium with Elastic Demand 査読有り

    Takashi Akamatsu, Masao Kuwahara

    Selected Proceedings of the 5th World Conference on Transportation Research 5 259-273 1989年

  56. 利用者均衡配分による通勤列車運行計画の利用者便益評価 査読有り

    家田 仁, 赤松 隆, 高木 淳

    土木計画学研究・論文集 6 177-184 1988年

    DOI: 10.2208/journalip.6.177  

  57. 大規模ネットワークにおける動的利用者均衡配分の効率的解法

    Masanao WAKUI, Takara SAKAI, Takashi AKAMATSU

    Japanese Journal of JSCE 79 (4) n/a-n/a 2023年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejj.22-00301  

    eISSN:2436-6021

  58. 大規模クラウドソース配送システムの効率的マッチング・メカニズム:需給の価格弾力性を考慮した一般化 査読有り

    武田 翼, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 78 (4) 190-209 2022年10月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejipm.78.4_190  

    eISSN:2185-6540

  59. クラウド・ソーシング配送システムにおける効率的マッチング・アルゴリズム 査読有り

    渡邊 大樹, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 77 (2) 83-96 2021年5月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejipm.77.2_83  

    eISSN:2185-6540

  60. スケジュールコストの異質性を考慮したタンデムボトルネック出発時刻選択問題 査読有り

    酒井 高良, 赤松 隆, 佐津川 功季

    土木学会論文集D3(土木計画学) 77 (4) 330-345 2021年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejipm.77.4_330  

    ISSN:2185-6540

    eISSN:2185-6540

  61. 経路・出発時刻同時選択型の動的利用者均衡配分の求解法:二次計画問題アプローチ 査読有り

    長江 剛志, 赤松 隆, 清水 廉, 符 皓然

    土木学会論文集D3(土木計画学) 76 (3) 264-281 2020年9月

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejipm.76.3_264  

    eISSN:2185-6540

  62. Evaluating Post-Megadisaster Strategies against Region-Wide Gasoline Shortages in the Aftermath of the Great East Japan Earthquake 査読有り

    Nagae, T, Yamaguchi, H, Osawa, M, Akamatsu, T

    2019年5月

  63. 首都圏高速道路網における渋滞パターンとMacroscopic Fundamental Diagramの安定性 査読有り

    酒井 高良, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 75 (2) 97-108 2019年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejipm.75.97  

    ISSN:2185-6540

    eISSN:2185-6540

  64. 複数都心形成モデルの確率安定性解析 ―線分都市vs.円周都市― 査読有り

    山口 修平, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 75 (2) 109-127 2019年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejipm.75.109  

    eISSN:2185-6540

  65. 階層的な空間構造と産業連関構造の下での労働人口集積 査読有り

    石倉 智樹, 高山 雄貴, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 74 (3) 203-216 2018年8月

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscejipm.74.203  

    eISSN:2185-6540

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    経済活動の空間的集積現象には,様々な空間スケールの下で産業立地の集積が形成されるという規則性が頑健に成立している.本研究は,各空間スケールにおける交通整備が産業集積に及ぼす影響を分析するため,二つの階層の空間構造を持ち,産業連関構造を明示的に考慮した空間経済モデルを構築した.それぞれの空間階層における交通整備を想定した数値実験を通じて,人口集積パターンの空間的特徴に関しては,既存研究の知見と概ね整合的な,交通整備によって一極集中から分散的な均衡が生じる特性が確認された.産業集積に関しては,地域間スケールにおいても地域内スケールにおいても大規模な地域・都市のみに財部門の集積が生じること,小規模な都市においてもサービス部門が維持されやすいこと,など新たな知見が見られた.

  66. 長期間観測データを用いたMacroscopic Fundamental Diagram の特徴づけ: 仙台市および京都市におけるケース・スタディ 査読有り

    王 鵬飛, 和田 健太郎, 赤松 隆, 杉田 正俊, 名古屋 利一, 鷲見 浩

    交通工学論文集 2 (5) 11-20 2016年7月1日

    出版者・発行元:交通工学研究会 ; [1966]-

    DOI: 10.14954/jste.2.5_11  

    ISSN:0454-4595

  67. 生産要素の地域間移動と集積の経済を考慮した空間応用一般均衡モデルの開発 査読有り

    高山 雄貴, 赤松 隆, 石倉 智樹

    土木学会論文集D3(土木計画学) 72 (2) 211-230 2016年6月20日

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscejipm.72.211  

    eISSN:2185-6540

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    本研究では,労働・資本・中間財といった“生産要素の地域間移動”と“経済活動の集積の経済”の両方を考慮した空間応用一般均衡(SCGE)モデルを開発する.そのために,新経済地理学分野で個別に構築されてきた,労働・資本・中間財の地域間移動を考慮した一般均衡モデルを統合し,生産要素の移動と経済活動の空間的集積現象を表現可能なSCGEモデルを構築する.そして,現実データと整合的な基準均衡状態を得るためのパラメータ推定・キャリブレーション方法と,政策パラメータの変化に伴い基準均衡状態から創発する安定均衡状態を得るための数値解析手法を提示する.最後に,日本を対象とした数値計算を実施し,開発した枠組みの特性,解析手法の有用性を明らかにする.

  68. Harris & Wilson (1978)モデル再考:集積の経済を考慮した商業立地モデルの分岐解析 査読有り

    大澤 実, 赤松 隆, 高山 雄貴

    土木学会論文集D3(土木計画学) 71 (3) 141-155 2015年9月20日

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejipm.71.141  

    ISSN:2185-6540

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    商業店舗の立地パターンを消費者行動と企業行動の相互作用によって説明づけるモデルとして,Harris & Wilson (1978)が挙げられる.しかし,モデルに集積の経済が存在することに起因する非凸性が障壁となり,このモデルの解析的性質は2ゾーン等の非常に限定的なケースを除き調べられてこなかった.本研究では,赤松ら(2010)の分岐解析手法を援用し,多数のゾーンが存在するもとでのHarris & Wilsonモデルの挙動を分析する.その結果として,新経済地理学モデルで観察される"空間周期倍分岐カスケード"現象が,Harris & Wilsonモデルにおいても生ずることを明らかにする.更に,Harris & Wilsonモデルと既存の様々な立地モデルとの関係も体系的に整理する.

  69. An Empirical Analysis of Macroscopic Fundamental Diagrams for Sendai Road Networks 査読有り

    Pengfei Wang, Kentaro Wada, Takashi Akamatsu, Yusuke Hara

    Interdisciplinary Information Sciences 21 (1) 49-61 2015年3月1日

    出版者・発行元:東北大学

    DOI: 10.4036/iis.2015.49  

    ISSN:1340-9050

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    The purpose of this paper is to explore the features of the Macroscopic Fundamental Diagram (MFD) for Sendai road networks. In order to achieve this, we used the observed data of 5-minute periods throughout one year (5/1/2012–4/30/2013) to draw the MFDs for Sendai road networks. The result of the empirical verification shows the following: (1) the hysteresis loops always form in an MFD on weekdays with good weather, and their formation times correspond to the peak hours of the morning and evening; (2) the shape of the MFD is invariant throughout the year; (3) loops do not form on Sundays (or holidays) when the peak of traffic demand is lower than on weekdays; (4) loops that are larger than those in a typical MFD form when the driving environment is poor; and (5) if the analysis area for drawing the MFD shrinks, then the variation of the MFD expands.

  70. ネットワークGEV 型経路選択モデルに基づく確率的利用者均衡配分 査読有り

    原 祐輔, 赤松 隆

    土木学会論文集 D3(土木計画学) 70 (5) 611-620 2014年12月31日

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejipm.70.I_611  

    ISSN:2185-6540

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    本研究はNetwork GEVモデルを用いた確率的利用者均衡配分(SUE)モデルを提案する.Logit型SUEは重複経路の選択肢間相関によって,経路負荷が不自然となる問題が存在する.経路相関を扱う既存の経路選択モデルは経路列挙を必要とし,大規模ネットワークへの適用が困難であった.本研究は道路ネットワーク構造を直接的に用いて経路間の相関構造を表現するNetwork GEVモデルを提案し,終点別リンク交通量を用いたリンク・ノード表現によるNetwork GEV型SUEの等価最適化問題を定式化する.この表現はノードごとに分解した推移確率であるため,マルコフ連鎖配分やDialのアルゴリズムをNetwork GEVモデルに容易に拡張可能である.最後に,Logit型SUEとNetwork GEV型SUEを数値計算により比較し,IIA特性が緩和可能であることを示す.

  71. 新経済地理学に基づく空間応用一般均衡モデルの開発 査読有り

    高山 雄貴, 赤松 隆, 石倉 智樹

    土木学会論文集 D3(土木計画学) 70 (4) 245-258 2014年12月19日

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejipm.70.245  

    ISSN:2185-6540

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    近年,新経済地理学(NEG)理論を応用した空間応用一般均衡(SCGE)モデルが数多く開発されている.この枠組みは集積の経済を考慮しているという興味深い特徴を持つ一方で,均衡状態の安定性を確認していないなど,いくつかの過度な単純化・NEG理論との不整合が見られる.そこで,本研究では,NEG理論と整合的なSCGEモデルを開発する.このSCGEモデルは,従来研究の課題を解決する,以下の2つの特徴をもつ: 1) Venables<sup>1)</sup>の枠組みと同様の産業連関構造を考慮することで理論的な整合性を確保している,2) 政策実施により創発する安定均衡状態を得ることができる.さらに,日本を対象とした適用計算を実施することで,提案した手法が実経済を対象とした場合でも計算可能であることを示す.

  72. マルチスケール空間構造を持つCore-Peripheryモデルの人口集積パターン 査読有り

    赤松 隆, 高山 雄貴, 小坂直裕

    土木学会論文集D3(土木計画学) 70 (1) 113-130 2014年3月20日

    DOI: 10.2208/jscejipm.70.113  

  73. 新経済地理学に基づく空間応用一般均衡モデルによる便益評価

    高山 雄貴, 赤松 隆, 石倉 智樹

    土木計画学研究・講演集 49 2014年

  74. 一次元空間における都市階層構造の創発: relocation costを考慮した多産業Core-Peripheryモデルの分岐解析 査読有り

    高山雄貴, 赤松 隆, 福島晶子

    土木学会論文集D3(土木計画学) 69 (3) 250-266 2013年9月

    DOI: 10.2208/jscejipm.69.250  

  75. 東日本大震災後の東北地域における石油製品不足と輸送実態の把握 査読有り

    赤松 隆, 山口裕通, 長江剛志, 稲村 肇

    運輸政策研究 16 (1) 31-41 2013年4月

    ISSN:1344-3348

  76. 線分都市経済の人口集積メカニズムの分析 査読有り

    池田清宏, 赤松 隆, 河野達仁, 高山雄貴, 坂本賢二, Reza Sobhaninejad

    土木学会論文集D3(土木計画学) 69 (1) 53-63 2013年3月

    DOI: 10.2208/jscejipm.69.53  

  77. 階層化された空間スケールを持つ空間経済システムにおける経済集積と輸送費

    石倉 智樹, 赤松 隆, 高山 雄貴

    土木計画学研究・講演集 48 2013年

  78. 高密度鉄道ダイヤにおける列車集群化を抑制する運行制御方策 査読有り

    和田健太郎, 吉 相俊, 赤松 隆, 大澤 実

    土木学会論文集D3(土木計画学) 68 (5) 1025-1034 2012年12月

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscejipm.68.I_1025  

  79. 空間競争を考慮したSocial Interactionモデルによる複数都心の創発 査読有り

    高山雄貴, 赤松 隆

    土木学会論文集D3(土木計画学) 67 (1) 1-20 2011年1月

    DOI: 10.2208/jscejipm.67.1  

  80. STOCHASTIC CONVERGENCE OF A HYBRID SCHEME OF TRADABLE BOTTLENECK PERMITS AND CONGESTION PRICING 査読有り

    Kentaro Wada, Takashi Akamatsu, Takeshi Nagae

    TRANSPORTATION AND URBAN SUSTAINABILITY 173-180 2010年

    出版者・発行元:HONG KONG SOC TRANSPORTATION STUDIES LTD

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    Akamatsu et al. (2006, 2007a, b) proposed a new dynamic traffic congestion control scheme called "tradable bottleneck permits" (TBP). To mitigate both queuing congestion and flow congestion, Wada and Akamatsu (2010a, b) developed a hybrid scheme combining TBP and congestion pricing, and proved its efficiency properties in a deterministic situation. The present study examined an evolutionary mechanism for implementing the hybrid scheme in a stochastic environment. On the assumption that users&apos; behavior can be modeled with a stochastic learning model (stochastic fictitious play), we first describe a mechanism consisting of trading rules for the TBP market and users&apos; behavior. We then derive a stochastic dynamics of the learning process from this mechanism. Finally, we show that the stochastic dynamics converges to an equilibrium state, and that user assignment at equilibrium is efficient in the sense that social surplus is maximized.

  81. Beckmann型都心創発モデルの均衡解の一意性と安定性 査読有り

    高山 雄貴, 赤松 隆

    土木学会論文集D 66 (2) 232-245 2010年

    出版者・発行元:None

    DOI: 10.2208/jscejd.66.232  

    ISSN:1880-6058

    eISSN:1880-6058

  82. 1次元空間における産業構造の階層化メカニズム:コミュニケーション外部性を考慮した多産業立地モデルの分岐解析 査読有り

    高山雄貴, 赤松 隆

    土木計画学研究・論文集 27 (2) 285-295 2010年

    DOI: 10.2208/journalip.27.285  

  83. 2 次元集積経済モデルによるLosch 型立地パターンの創発:三角形格子状の都市モデルにおける理論的解析 査読有り

    高山雄貴, 赤松 隆

    土木計画学研究・論文集 27 (1) 109-120 2010年

    DOI: 10.2208/journalip.27.109  

  84. ボトルネック渋滞を考慮した住居立地モデル – 時間軸の縮約可能性について- 査読有り

    高山雄貴, 赤松 隆

    土木学会論文集 65 (1) 39-52 2009年

    DOI: 10.2208/jscejd.65.39  

  85. 多都市Core-Peripheryモデルの経済厚生分析 査読有り

    菅澤晶子, 赤松 隆, 高山雄貴

    土木計画学研究・論文集 26 (2) 393-402 2009年

    DOI: 10.2208/journalip.26.393  

  86. 時間帯別交通均衡配分の効率的解法 査読有り

    吉相俊, 赤松 隆, 菊地志郎, 井上紳一

    土木計画学研究・論文集 26 (5) 989-997 2009年

    DOI: 10.2208/journalip.26.989  

  87. Convergence of day-to-day traffic flow dynamics under tradable bottleneck permits 査読有り

    K. Wada, T. Akamatsu, S. Kikuchi

    WIT Transactions on the Built Environment 101 579-588 2008年

    DOI: 10.2495/UT080561  

    ISSN:1743-3509

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    Previously, Akamatsu et al. proposed tradable bottleneck permits as a new transportation demand management scheme and proved the efficiency thereof for a general network. To implement such a scheme, we propose a multi-agent system for general transportation networks. The aim of this system is to achieve a socially optimal state in which the total transportation cost is minimized by the decentralized behaviour of agents. As a concrete step in designing the proposed system, we first define the micro behaviour of the agents. We also assume that the trading markets for bottleneck permits are described by a ttonnement process. We then derive day-to-day dynamics of aggregated traffic flows and permit prices. By analyzing the macro dynamics, we prove that the mean dynamics of the aggregated variables (flows and permit prices) converge to a socially optimal state.

  88. 知識・技術の世代間伝達と都市集積の相互作用 査読有り

    佐藤慎太郎, 赤松 隆

    土木学会論文集 64 (2) 239-251 2008年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/jscejd.64.239  

    ISSN:1880-6058

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    我国における若年労働人口の減少を補うために,労働者間の知識・技術の伝達とその高度化の必要性が指摘されている.労働者間の学習効果と,それにより達成される知識・技術の伝達は,労働者の空間的配分パターンに大きく依存する.本稿では,労働者間の学習メカニズムを考慮した都市経済システムモデル(Core-Periphery model )を構築し,若年労働人口の減少が都市システムの人口配分パターンに与える影響を理論的に解析した.その結果,若年労働人口の減少によって,都市システム全体の人口集積が進むこと,及び,それによってシステム全体の学習効果が高まり,知識・技術水準の高度化が期待できることが明らかになった.さらに,ある都市において若年労働者のみを誘致する政策は,その都市をかえって衰退状態に導く可能性があることがわかった.

  89. 多産業都市システムにおける人口集積パターンの分岐解析 査読有り

    笠原衣織, 赤松 隆

    都市計画論文集 43 (3) 109-114 2008年

    DOI: 10.11361/journalcpij.43.3.109  

  90. タンデムボトルネックにおける通行権取引制度の効率性 査読有り

    吉年正伸, 赤松 隆, 高山雄貴

    土木計画学研究・論文集 25 (4) 897-908 2008年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.25.897  

    ISSN:0913-4034

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    赤松ら (2006) は, 単一ボトルネック道路を対象として, ボトルネック通行権取引制度の特性を明らかにしている. 本研究では, タンデムボトルネックの道路ネットワークにおいて, 本制度の社会的効率性を明らかにする. まず, 社会的交通費用を最小化できるという意味での効率的な状態を達成できることを示す. 次に, 通勤者と道路管理者のパレート改善の可能性について,(1) 通行権販売収入が通勤者に還元されない場合は, 必ずしもパレート改善されない,(2) 還元される場合は, パレート改善が達成可能であることを示す.

  91. 進化ゲーム理論に基づいたネットワーク通行権取引制度の自律分散的インプリメンテーション 査読有り

    菊地志郎, 赤松 隆

    土木計画学研究・論文集 25 (3) 589-596 2008年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.25.589  

    ISSN:0913-4034

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    本研究では, ネットワーク通行権取引制度をインプリメントするようなmulti-agent systemを提案する. このシステムの目的は, エージェントの自律分散的な行動により, システム全体として社会的最適状態を実現することである. このようなシステムを実現するために, 本研究では, agentのミクロな行動ルールを提示し, そのミクロな行動ルールに対応した交通量および通行権価格のマクロなダイナミクスを導く. さらに, そのダイナミクスの安定性を解析し, 交通量・通行権価格の期待値が社会的最適状態に収束することを示す.

  92. 経済環境の不確実性を伴うCore-Periphery モデルにおける社会的最適資源配分 査読有り

    織田澤利守, 赤松 隆, 山崎周一

    土木計画学研究・論文集 25 (1) 245-254 2008年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.25.245  

    ISSN:0913-4034

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    本論文は, 地域間移住を考慮した2地域モデルにおいて, 不確実な経済環境下での社会的最適資源 (DSO: Dynamic Social Optimal) 配分状態を明らかにし, それに基づき厚生分析を行う. 新経済地理学モデルにおける厚生分析は, 静学的な枠組みを用いた既存研究は散見されるものの, 地域間移住ダイナミクスを考慮した動学的な枠組みでは行われていない. 本研究では, 地域間人口配分のDSO状態を求め, それに基づく最適制御ルールを導出する. その上で, 財の輸送費用の不確実性の度合いや移住費用などパラメータの変化がDSO配分状態に及ぼす影響を明らかにする. さらに, 動学的な均衡モデルと比較し, 経済厚生の改善をもたらす政策のあり方について検討する.

  93. An Efficient Algorithm for A Maximin Routing Model for Hazardous Materials 査読有り

    Nagae, T, Akamatsu, T

    the 3rd International Symposium on Transport Network Reliability 2007年7月

  94. リアルタイム観測情報を活用した動的なシステム最適交通配分 査読有り

    長江剛志, 赤松隆

    土木学会論文集 63 (3) 311-327 2007年

    DOI: 10.2208/jscejd.63.311  

    ISSN:1880-6058

  95. 金利リスクを考慮したリアル・オプション問題に関する研究 査読有り

    高橋 啓, 赤松 隆, 水谷 剛

    土木計画学研究・論文集 24 (1) 111-120 2007年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.24.111  

    ISSN:0913-4034

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    本論文では, 金利の不確実性および期間構造を考慮した, リアル・オプション問題を分析した. 数値実験の結果, 従来の確定的な金利を用いたモデルでは, プロジェクト・キャッシュ・フローの閾値とオプション価値を過少に評価していることが分かった. 典型的な例においては, プロジェクト・キャッシュ・フローの閾値は従来のモデルと比較し, 約5倍の値となり, 同様にオプション価値についても約4倍の値となった. 従って, 実物投資問題を考える際には, 金利の不確実性および金利期間構造を考慮する必要がある.

  96. 計算分岐理論による都市の集積・分散モデルの分岐経路追跡法の提案 査読有り

    柳本彰仁, 池田清宏, 赤松 隆, 河野達仁, 八巻俊二

    土木計画学研究・論文集 24 (1) 191-196 2007年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.24.191  

    ISSN:0913-4034

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    輸送費の変化による工業の都市集積現象のメカニズムを表現したKrugmanの提案したモデルは, 複数の均衡解を持つことが知られている. しかし, 地域 (都市) 数が2と3の場合については, その特性に関する多くの分析がなされているものの, 都市数が更に増加した場合における輸送費変化による人口の空間的 (地域・都市間) 集積・分散パターンの分析に関しては十分な知見が得られていない. そこで, 本論文では, Krugmanモデルを円周上に位置する同一の人口を持つ多都市モデルへと拡張し, 計算分岐理論による数値解析法により, その可能な解を網羅的に求め, その適用可能性を示す.

  97. 不確実な経済環境における都市集積の均衡ダイナミクス:非線形相補性アプローチ 査読有り

    織田澤利守, 赤松 隆, 藤原誠

    土木計画学研究・論文集 24 (1) 197-206 2007年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.24.197  

    ISSN:0913-4034

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    本研究では, 都市集積均衡パターンの選択問題に対して, 不確実な経済環境下における人口移動の完全予見的ダイナミクス (Perfect-foresight dynamics) を記述したモデルを構築し, その効率的な解法を提案する. 具体的には, 不確実性下における労働者の地域間移住に関する意思決定モデルを定式化し, 人口移動ダイナミクスの均衡条件が非線形相補性問題 (NCP: Nonlinear Complementarity Problem) に帰着することを示す. その上で, この問題を効率的に解くための数値計算手法の開発を行う. 最後に, 提案手法を用いた分析により, 確率的に発生する輸送費用のサンプルパスに応じて, 人口移動ダイナミクスの均衡経路が一意に決定されることを示す.

  98. リンクの流入・流出交通量を内生化した時間帯別交通均衡配分に関する基礎的研究 査読有り

    菊地志郎, 赤松 隆

    土木計画学研究・論文集 24 (3) 577-586 2007年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.24.577  

    ISSN:0913-4034

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    本論文では, リンクでの流入台数と流出台数を明示的に区別して考えることにより, 静的配分の枠組みでは取り扱いが困難なリンクレベルでの渋滞進展を表現できる時間帯別配分モデルを構築した. より具体的には,(1) 静的配分と動的配分の長所を取り入れた時間帯ごとの枠組みで考え,(2) 時間帯間での待ち行列の進展を表現するためにリンクの状態方程式を導入し,(3) 各時間帯で利用者均衡状態を仮定した. 次に, 構築したモデルが非線形相補性問題の枠組みで統一的に表現できることを明らかにした. さらに, 非線形相補性問題を解析し, DUE, DUO配分との関係を明らかにした.

  99. 危険物輸送のためのカタストロフ回避戦略 査読有り

    長江剛志, 赤松 隆

    土木学会論文集 63 (4) 509-523 2007年

    DOI: 10.2208/jscejd.63.509  

    ISSN:1880-6058

  100. 都市の集積・分散モデルの対称性破壊分岐:群論的分岐理論によるアプローチ 査読有り

    池田清宏, 赤松 隆, 河野達仁, 柳本彰仁, 八巻俊二

    土木学会論文集 63 (4) 553-566 2007年

    DOI: 10.2208/jscejd.63.553  

    ISSN:1880-6058

  101. グローバル企業の参入・撤退に伴う地域経済リスクのマネジメント 査読有り

    赤松 隆, 高橋 啓

    土木計画学研究・論文集 23 (1) 51-58 2006年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.23.51  

    ISSN:0913-4034

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    本稿では, 金融オプションを用いてグローバル企業の参入・撤退リスクをヘッジする戦略について分析を行った. この結果, 期待効用最大化の結果得られる地主の最適ヘッジ戦略は, 完全ヘッジ戦略に一致することが示された. また, 1) 金融オプションを用いた場合, 2) 撤退に対しペナルティを課す場合, 3) 何も用いなかった場合, の3つの戦略を比較した場合, 金融オプションを用いた場合が必ずしも最適な戦略ではないことが明らかになった. さらに, 金融オプションを用いてほとんどパレート改善は達成されないことも明らかになった.

  102. 企業と家計の相互作用を考慮した始業・出発時刻均衡モデル 査読有り

    佐藤慎太郎, 赤松 隆

    土木計画学研究・論文集 23 (4) 903-910 2006年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.23.903  

    ISSN:0913-4034

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    朝の通勤混雑解消のためのTDM施策の1つとして, 企業の始業時刻を分散させる時差出勤制の導入がしばしば議論されてきた. しかし, 始業時刻が分散すると, 企業間の相互取引機会が減少し, 社会的に生産性が低下する可能性がある. そこで, 本稿では企業と家計の相互作用を考慮した時刻選択モデルを構築し, 両者の時刻選択行動から定まる均衡パターンを求めた. この結果, 1) 複数の均衡パターンが存在すること, 2) 混雑料金を賦課できない場合には始業時刻が分散した均衡パターンが望ましいこと, 3) 混雑料金を賦課できる場合には始業時刻が集中する均衡パターンが望ましいこと, が明らかになった.

  103. 不確実性に対するリスク回避度を考慮した動的な交通システム最適配分 査読有り

    山崎周一, 赤松隆

    土木計画学研究・論文集 23 (4) 963-972 2006年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.23.963  

    ISSN:0913-4034

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    本稿の目的は, 旅行時間の不確実性を考慮した動的システム最適配分を定式化し, 最適制御ルールを求めることである. その上で, 最適制御ルールの定性的な特性, リスク回避度が最適制御ルールに与える影響を分析する.その結果, リスク回避度を考慮した場合は, リスク中立な場合と比較して1) 高速道路への流入に消極的になること, 2) リスク中立の場合では存在しない制御方法が採用されること, がわかった. また, 最適制御ルールを定量的に分析するため, 定式化した問題を解くアルゴリズムを提示する.

  104. Dynamic Revenue Management of Toll Road Projects under Transportation Demand Uncertainty 査読有り

    Nagae, T, Akamatsu, T

    the 2nd International Symposium on Transport Network Reliability 75-87 2004年8月

  105. 経済リスクを考慮した社会基盤投資プロジェクトの動学的財務評価 査読有り

    赤松 隆, 長江剛志

    土木学会論文集 IV-62 (751) 39-54 2004年

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.2004.39  

    ISSN:1882-7187 0289-7806

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    多くの社会資本整備事業は, 経済的活動と相関をもって不確実に変動するキャッシュ・フローを発生させる. 本研究では, このような事業を"市場で取引されていない資産"と見なし, その合理的な取引価格を動学的な枠組みの下で評価する手法を提案する. 本手法は, 以下の2つの特徴をもつ: 1) 市場で観測される証券・資産価格に整合的なリスク評価値を活用する; 2) 事業の売買を行う取引主体を導入し, そのリスク選好情報を明示的に考慮する. 本研究では, まず, 無裁定原理に基いて, Arrow-Debreu 状態価格に相当する Stochastic Discount Factor を, 証券・資産価格から推定する動学モデルを定式化する. 次に, この問題が, 効用最大化原理に基づいたリスク・ヘッジ問題に帰着することを明らかにする. 最後に, モデルの特性を活用した解法を開発する.

  106. 連鎖的な意思決定構造を持つプロジェクトの動学的評価法 査読有り

    長江剛志, 赤松 隆

    土木学会論文集 IV-65 (772) 185-202 2004年

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.2004.772_185  

    ISSN:1882-7187 0289-7806

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    本研究では, 複雑な連鎖的意思決定構造をもつ社会基盤整備プロジェクトの財務的評価・意思決定問題を, システマティックに記述・分析できる定量的手法のための枠組を提案する. 本研究では, まず, 当該プロジェクトを複数のオプションから構成される複合 (compound) オプションと見なし, そのオプション構造を有向グラフとして表現する枠組を提案する. 次に, 現実的かつ一般的な仮定の下で複合オプション問題を定式化し, 問題の分解可能性に着目した数理解析を行う. 具体的には, この問題が, 二つの異なる座標軸―時間とグラフ構造―について分解できることを示す. こうして分解されたサブ問題が数理計画分野で良く知られる標準形の相補性問題に帰着することを明らかにする. これらの分析結果に基づき, 見通しの良い効率的数値解法を開発する.

  107. 不完備市場リスク要因を考慮したリアル・オプション評価 査読有り

    長江剛志, 赤松 隆

    応用地域学研究論文集 8 (2) 81-93 2003年

  108. A Hybrid Schemes of Congestion Pricing and Reservations in Transportation Networks 査読有り

    Toshikazu Hayazaki, Takashi Akamatsu

    Advances in Infrastrucure Planning Applications of MPEC 37-60 2002年

  109. 混雑料金と割当て制の合成スキームによるパレート改善 査読有り

    早崎俊和, 赤松 隆

    MPEC にもとづく交通・地域政策分析 37-60 2002年

  110. 道路交通における通勤混雑緩和のための最適勤務開始時刻分布 査読有り

    赤松 隆, 前田由希, 早崎俊和

    土木計画学研究・論文集 16 979-989 1999年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.16.979  

    ISSN:0913-4034

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    本研究は, 道路交通における通勤フロー・パターンが社会的に最適な状態となるような勤務開始時刻曲線を導き, その性質を考察するものである. これは, 均衡制約付き (2段階) 最適制御問題として定式化される: 下位問題は, 道路利用者の勤務開始時刻パターン (入力) とフロー・パターン (出力) の関係を表現する動的利用者均衡モデル; 上位問題は, 下位問題を制約条件, 利用者全体の総不効用を最小化目的関数, 勤務開始時刻パターンを制御関数とする最適制御問題である. 本研究では, まず, 均一の通勤者が単一ボトルネックを利用すると想定した基本問題を考察し, さらに, 基本問題に利用者の経路選択も導入した拡張問題について議論する.

  111. 動的な交通ネットワ-ク・フロ-とOD構造の関係に関する理論的考察 査読有り

    赤松 隆, 高松 望

    土木学会論文集 618 (618) 39-51 1999年

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.1999.618_39  

    ISSN:1882-7187 0289-7806

  112. 時間帯別OD需要とリンクでの渋滞を内生化した準動的交通配分 査読有り

    赤松 隆, 牧野幸男, 高橋栄行

    土木計画学研究・論文集 15 535-545 1998年

    DOI: 10.2208/journalip.15.535  

  113. 変分不等式アプロ-チによる多地域一般均衡モデル 査読有り

    赤松 隆, 半田正樹, 長江剛志

    土木計画学研究・論文集 15 175-185 1998年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.15.175  

    ISSN:0913-4034

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    本研究は, 変分不等式問題 (VIP: Variational Inequality Problems) の理論に基づき, 多地域CGE (Computable General Eguilibrium) モデルをシステマティックに表現, 解析でき, さらに, 効率的でかつ収束の保証されたアルゴリズムを開発可能な枠組みを示すものである. これにより, 従来のCGEモデル研究において問題となっていたa) 解の特性の厳密な解析, b) 収束の保証された解法の構築, c) 各種モデル間の整合性・比較の困難等が解消される. 本稿ではまず, プロトタイプとなる多地域CGEモデルを定式化する. 次に, それをVIPに変換する一般的方法を示す. そして, VIP理論に基づいた解の解析法 (解の存在, 一意性, 安定性) を示す. 最後に, 応用例として一般モデルにおける生産関数等を特定化すれば, 凸計画問題に帰着し, 様々なメリットが得られることが示される.

  114. 交通ネットワ-ク・居住立地の同時均衡条件下での許容オフィス立地量 査読有り

    赤松 隆, 半田正樹

    土木計画学研究・論文集 14 253-258 1997年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.14.253  

    ISSN:0913-4034

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    本研究は, 容量に制約のある一般的な交通ネットワークを前提として, 通勤交通発生の原因となる都心オフィスの最大立地可能量を求める問題を考察したものである. この問題を議論するためには, オフィス立地量と交通ネットワーク上の通勤交通需要量との関係を知った上で, 各リンクにおける交通容量と需要量を比較する必要がある. 本研究では, このメカニズムを交通ネットワーク・住居立地均衡モデルによって内生化した上で, 問題を数理的に定式化し, その問題特性の解析および現実的交通網でも実行可能な計算法の開発を行った.

  115. 多起点多終点ODにおける渋滞延伸を考慮したリアクティブ動的利用者最適交通量配分 査読有り

    桑原雅夫, 赤松 隆

    土木学会論文集 555 (555) 91-102 1997年

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.1997.91  

    ISSN:1882-7187 0289-7806

  116. Dynamic User Optimal Assignment with Physical Queues for a Many-to-Many OD Pattern

    Kuwahara M, Akamatsu T

    生産研究 48 (8) 35-38 1996年8月

    出版者・発行元:東京大学

    ISSN:0037-105X

  117. Nested LOGIT型交通住居立地統合均衡モデルとその効率的解法 査読有り

    赤松 隆, 半田正樹

    土木計画学研究・論文集 13 279-287 1996年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.13.279  

    ISSN:0913-4034

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    本研究の目的は, Nested LOGIT型の交通ネットワーク均衡モデルおよび交通・住居立地統合均衡モデルの解法を示すことである. まず, Nested LOGIT型確率的交通均衡モデルに対し, 等価最適化問題の構築とモデルの基本特性の解析を行い, 大規模ネットワークに適用可能なアルゴリズムを開発した. 次に, このモデルを拡張して得られる交通・住居立地統合均衡モデルが考察される. 具体的には, モデルのflow変数とprice変数の両面に対応した2種類の等価な最適化問題が示され, 効率的なアルゴリズムが提案される. 最後に, 実際規模のネットワークに対して数値実験を行い, アルゴリズムの効率性を確認した.

  118. 利用者均衡条件下での交通ネットワ-ク最大容量問題 査読有り

    赤松 隆, 宮脇 治

    土木計画学研究・論文集 12 719-729 1995年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.12.719  

    ISSN:0913-4034

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    本研究は, 交通ネットワーク上のフロー・パターンが利用者均衡配分条件で記述されるとした場合 に, 各リンクに容量制約のあるネットワーク上に流しうる最大OD交通量を求める問題の数理的な 定式化・解析・計算アルゴリズムを示すものである.利用者均衡条件として, 固定需要型の均衡配分および変動需要型の均衡配分を考える.いずれのモデルを前提とした場合でも, 超過需要リンク等を用いたネットワーク変換により固定需要型均衡配分の変形として定式化され, 大規模ネットワークでも容易に解を求められることが示される.さらに, 解の一意性の考察および, 一意的な解を求めるための方法が提案される.

  119. Stock Index Futures in Japan 査読有り

    Tomio Arai, Takashi Akamatsu, Akihiro Yoshioka

    The Journal of International Securities Markets 17 159-164 1993年

  120. ネットワ-ク接続行列のランクについて 査読有り

    赤松 隆, 桑原雅夫

    土木学会論文集 (449) 223-226 1992年

    出版者・発行元:土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.1992.449_223  

    ISSN:0289-7806 1882-7187

  121. 確率的利用者均衡配分の効率的計算法の開発 査読有り

    赤松 隆, 土屋雄二, 川上喜博

    交通工学 26 (1) 51-58 1991年

  122. 確率的均衡配分のいくつかの計算アルゴリズムとその比較 査読有り

    赤松 隆, 川上喜博, 土屋雄二

    土木計画学研究・論文集 8 89-96 1990年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.8.89  

    ISSN:0913-4034

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    This paper provides some efficient algorithms for calculating the stochastic network equilibrium (SUE) assignment problem. First, the paper shows the linkbased formulation of the SUE problem, which is represented by path variables in conventional formulation. Then, the new solution algorithms are presented and implemented in various network conditions. The numerical results exhibit that the methodsachieve fast convergence to rigorous solution. The paper also discusses the reason for efficient calculation of the new algorithms. Finally, the guide lines forselecting an algorithm in practical applications are given.

  123. 交通ネットワ-ク均衡問題への神経回路モデルによるアプロ-チ 査読有り

    赤松 隆, 土屋雄二

    土木計画学研究・論文集 7 227-234 1989年

    出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers

    DOI: 10.2208/journalip.7.227  

    ISSN:0913-4034

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    This paper considers the method for calculating the transportation equilibrium assignment problem on the "neural network". The method proposed in this paper represents link flows by many "neurons", which have parallel dynamics. First, the equations of neuron dynamics are derived for deterministic multi-commodity equilibrium assignment problem from the correspondence between Lagrangian of the problem and Lyapunov function of neural network. Next, the method are implemented in a moderately large size network and the numerical properties are investigated. Furthermore, relation between the method and the stochastic equilibrium theory are considered.

  124. 確率的均衡条件下での最適混雑料金 査読有り

    赤松 隆, 桑原雅夫

    土木学会論文集 1988 (389) 121-129 1988年

    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会

    DOI: 10.2208/jscej.1988.121  

    ISSN:1882-7187 0289-7806

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    This paper discusses the optimal road pricing, which minimizes the total travel time, under Stochastic User Equilibrium (SUE) in the general transportation network. We analyse the structure of the problem formulated as a bilevel programming, using the conception of duality. As the result, we learn that the system optimum flow pattern can be attained in an arbitrary network by setting an appropriate toll pattern and the general solution has a form extending the conventional marginal cost pricing to the stochastic user behavior. Moreover, the uniqueness of the optimum link toll is proved in the case of logit-based SUE.

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MISC 34

  1. 超大規模離散空間におけるFujita-Ogawaモデルの効率的解法

    酒井高良, 涌井優尚, 赤松隆

    Jxiv 2022年10月

    DOI: 10.51094/jxiv.187  

  2. Queue replacement principle for corridor problems with heterogeneous commuters

    Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa

    arXiv 2022年10月

    DOI: 10.48550/arXiv.2210.03357  

  3. Non-existence of queues for system optimal departure patterns in tree networks

    Takara Sakai, Koki Satsukawa, Takashi Akamatsu

    arXiv 2022年5月

    DOI: 10.48550/arXiv.2205.06015  

  4. スケジュールコストの異質性を考慮したタンデムボトルネック出発時刻選択問題

    酒井高良, 酒井高良, 赤松隆, 佐津川功季

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 63 2021年

  5. 多起点多終点コリドーネットワークにおける動的システム最適配分

    酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 61 2020年

  6. 多起点多終点コリドーネットワークにおける動的利用者均衡配分

    酒井高良, 酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 62 2020年

  7. テンソル分解を用いた首都圏高速道路網における渋滞特性抽出

    馬場静羽, 酒井高良, 赤松隆, 井上亮

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 62 2020年

  8. 経路・出発時刻の選択を内生化した動的利用者均衡配分の効率的解法

    河向隆志, 酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 59 2019年

  9. 首都圏高速道路網における経路選択パターンの規則性

    石川裕太郎, 酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 59 2019年

  10. 首都圏高速道路網における動的OD交通量推定モデルのパラメータ推定

    石川裕太郎, 酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 60 2019年

  11. 環状ネットワークにおける動的システム最適配分

    酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 60 2019年

  12. Departure time choice equilibrium and optimal transport problems

    Takashi Akamatsu, Kentaro Wada, Takamasa Iryo, Shunsuke Hayashi

    MPRA Paper No. 90361 2018年12月

  13. 首都圏高速道路網における渋滞パターンの時空間規則性

    酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 57 2018年

  14. 首都圏高速道路網における渋滞の時空間分布の安定性

    酒井高良, 赤松隆

    交通工学研究発表会論文集(CD-ROM) 38th 2018年

    ISSN:1884-300X

  15. 首都圏高速道路網における渋滞パターンとMFDの関係性

    酒井高良, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 58 2018年

  16. Spatial scale of agglomeration and dispersion: Theoretical foundations and empirical implications

    Takashi Akamatsu, Tomoya Mori, Minoru Osawa, Yuki Takayama

    MPRA Discussion Paper 84145 1-93 2017年1月

  17. 巨大災害時のガソリン不足に対する戦略とその社会経済評価:東日本大震災における実証分析

    赤松隆, 大澤実, 長江剛志, 山口裕通

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 52 ROMBUNNO.S-1 2015年11月

  18. 動的な交通ネットワーク流問題 招待有り

    赤松隆, 和田健太郎

    第 26 回 RAMPシンポジウム論文集 31-46 2014年10月

  19. 東日本大震災時の東北地域のガソリン不足の軽減方策とその経済効果の推計

    山口裕通, 長江剛志, 赤松隆, 大澤実

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 49 ROMBUNNO.309 2014年6月

  20. 3.11震災時の東北地域で生じたガソリン需給ギャップの時空間分析

    赤松隆, 大澤実, 長江剛志, 山口裕通

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 47 ROMBUNNO.331 2013年6月

  21. 東日本大震災時の東北地域に対する石油製品輸送実態の把握

    山口裕通, 赤松隆, 長江剛志, 円山琢也, KIM Jin Young

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 45 ROMBUNNO.243 2012年6月

  22. 渋滞と混雑を解消する交通需要管理施策の確率的インプリメンテーション

    和田健太郎, 赤松隆, 長江剛志

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 42 2010年

  23. 流出事故の“低頻度・大損害”特性を考慮したリスク回避的危険物輸送問題

    長江剛志, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 35 2007年

  24. リアルタイム観測情報を活用した確率動学的システム最適配分問題

    長江剛志, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 33 2006年

  25. 不確実な経済環境における都市集積の均衡ダイナミクス

    藤原誠, 織田澤利守, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 34 2006年

  26. 社会基盤整備・運用事業の経済リスク管理問題に対するファイナンス工学的アプローチ

    赤松隆, 長江剛志

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 32 2005年

  27. 連鎖的意思決定構造を考慮した不確実性下でのプロジェクト評価手法

    長江剛志, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 28 2003年

  28. リアル・オプション価格の統一的計算法:相補性問題アプローチ

    長江剛志, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM) 28 2003年

  29. 動学的不確実性下でのプロジェクト価格評価 逆問題アプローチ

    長江剛志, 赤松隆

    土木計画学研究・講演集 26(CD-ROM) (Pt.2) 2002年

    ISSN:0913-4026

  30. 交通ネットワーク・フロー・モデル分析とデータ革命 (特集 モデルとデータ(交通現象の理論と観測))

    赤松 隆

    交通工学 37 (5) 22-32 2002年

    出版者・発行元:交通工学研究会

    ISSN:0454-4595

  31. 容量パラドクス理論に基づくランプ流入制御ルール

    赤松隆, 長江剛志, 長野修

    土木計画学研究・講演集 (23,Pt.2) 2000年

    ISSN:0913-4026

  32. 渋滞ネットワークにおける“容量パラドクス”の検出法

    赤松隆, 長江剛志, 高橋栄行

    土木計画学研究・講演集 (22,Pt.1) 1999年

    ISSN:0913-4026

  33. 交通ネットワ-ク・フロ-理論の概要

    赤松 隆

    交通工学 32 (5) 11-23 1997年9月

    出版者・発行元:交通工学研究会

    ISSN:0454-4595

  34. ネットワークの幾何学情報を考慮した確率的交通均衡配分モデル

    赤松 隆

    情報処理学会研究報告数理モデル化と問題解決(MPS) 1996 (91) 9-16 1996年9月13日

    出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会

    ISSN:0919-6072

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    交通ネットワーク確率配分モデルにおいて,配分経路集合をどのように設定すべきかは,いまだ良い方法が確立していない問題である.従来,その配分対象経路として,)全てのsimple paths(同一リンクを二度以上通過しない経路,)適当な基準によって限定された経路,)cycleをも含む全経路等の定義に対してモデルおよび計算法が提案されている.しかし,従来のいずれの経路集合の定義および対応する配分計算法も,計算の実現可能性・効率性と利用者行動論上の自然さという両面からの要請を同時に満たすものではない.そこで,本研究は,)の経路集合を実現しつつ,かつ,大規模ネットワークにも適用可能なLOGIT型確率的配分の計算法の開発を目的とする.これを実現するために,以下の2つの方針を採用する:第一に,赤松(995,1996),Bell(99)のLOGIT型マルコフ連鎖配分モデル(C)と同様の枠組みで計算アルゴリズムを構築する.第二に,MCAで問題となっていたcycle flowを完全に削除するために,"回転角度"の概念を複素数空間を用いてモデルに導入する.この全く新しい技術の採用により,simple pathsへの配分と効率的計算の両立が可能となる.また,この技術は,その代数構造面から眺めると極めて自然であるため,交通配分モデルだけではなく,一般的なグラフ理論に対しても新たな理論的展開と成果をもたらすことが期待される.This paper develops the LOGIT type stochastic (equilibrium) assignment that satisfies three requirements: first, the path set for the loading should be defined by the simple paths without any restrictions, Which do not depend on the travel cost pattern; secondly, the model should give small probabilities for the paths with mazy structure, while the number of paths defined by the first requirement itself is enormous; and finally, the model should be efficiently computable even in large scale networks. To achieve the purpose, we employ two strategies: first, we incorporate not only the conventional travel times but also the geometric attributes of paths into the model; and secondly, we construct the algorithm making fully use of the Markov property of LOGIT model. The incorporation of the geometric aspects into the model is not only natural to satisfy the second requirement but also effectively utilized to achieve the first requirement. Moreover, the strategy combined with the Markov chain theory enables the model to inherit the computational efficiency of Markov Chain Assignment (MCA) developed by SASAKI (1965), BELL (1995) and AKAMATSU (1996). This property stems from the fact that the new model can be regarded as a mathematically natural extension of MCA: the conventional MCA reduces to a system of linear equations in real number space; and the new assignment model yields the almost same form of linear equations in complex number space. Finally, an algorithm for the flow dependent case (i.e. stochastic equilibrium case) is also presented by extending the results for the flow independent model.

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書籍等出版物 5

  1. 道路交通需要予測の理論と適用・第Ⅱ編

    土木学会 2006年

  2. Handbook on Traffic Demand Forecasting Vol. II

    Takashi Akamatsu

    JSCE 2006年

  3. 道路交通需要予測の理論と適用・第Ⅰ編

    土木学会 2003年

  4. Handbook on Traffic Demand Forecasting Vol. I

    Takashi Akamatsu

    JSCE 2003年

  5. 交通ネットワークの均衡分析 ー 最新の理論と解法

    土木学会 1998年

共同研究・競争的資金等の研究課題 35

  1. 交通・物流システム効率化のための市場型マッチング・システムの設計・評価法構築

    赤松 隆, 和田 健太郎, 大山 雄己, 佐津川 功季

    2021年4月1日 ~ 2024年3月31日

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    本研究の目的は,大都市における(A)公共交通,(B)道路交通,(C)クラウド型物流(CSD)システムに対して,混雑問題を解消する/運用効率を高める市場型マッチング・システムの導入を提案し,その市場メカニズムのデザインおよびシステム評価の方法論を開発することである.本研究は,(A)~(C)の各交通システムに対する目的(1)と(2)を実現する Phase 1,及び,統合型交通システムに対する目的(3)を実現する Phase 2から構成される. 本年度は,各システムに対して,Phase 1 の「基本モデル」に対する理論を以下の手順で構築した: Step 1. 市場メカニズム及びその実装法を開発. Step 2. 市場システム導入効果の評価法を構築. 上記の Step 1 は,以下の手順に分解して研究を進めた:a) 社会的最適状態モデルを構築;b) システム(A)~(C)の構造的特徴に応じた適切な階層分解法を検討し,マスター問題 MP と子問題 SP を導出;c) 問題 MP の効率的解法を開発;d) 大規模数値実験によってアルゴリズムの性能,及び,問題MPの近似精度やメカニズム全体の効率を評価した.また, Step 2 は,以下の手順に分解して研究を進めた:a) 市場導入後の(渋滞が解消した)動的システム最適(DSO)状態(問題MP の解)の特性を理論的に解析;b) 市場導入前の(渋滞が発生する)動的利用者均衡(DUE)状態のモデルを構築;c) 理論的考察と数値実験によってDSO状態とDUE状態の間に成立する顕著な規則性を発見し,両者の理論的関係を解明した.

  2. MaaS+CV時代の次世代交通システムに向けたインフラと制度の設計

    井料 隆雅, 瀬谷 創, 和田 健太郎, 佐津川 功季, 原 祐輔, 浦田 淳司, 赤松 隆, 河瀬 理貴

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究機関:Tohoku University

    2020年4月1日 ~ 2024年3月31日

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    本研究では,次世代交通システムの構成要素である「利用主体」「MaaS(Mobility as a Service)」「輸送主体」「CV(Connected Vehicle)による交通制御+道路インフラ」の特性を記述する数理モデルを構築し,これらの特性を数学的手法および数値計算によって解析し,さらに実データによって検証する.今年度(2020年度)は4年間の研究機関の初年度であり,各要素の条件を限定した比較的単純な数理モデルの構築と解析に着手した.今年度構築のモデルのポイントは,輸送主体やMaaSが多数のときの制度設計のための分析と,CVを前提とした優先制御の効果の分析の2点である.前者の分析においては,ネットワークに混雑が発生しない場合としうる場合の2つの状況を考慮した.混雑が発生しない場合は,輸送主体間に混雑による外部性が発生しないため,理想的状況では競争による最適な資源配分が期待できる.一方,混雑が発生する場合は,資源配分の調整が混雑により行われることになり,社会的損失が発生する.混雑料金や通行権のような規制により前者の状況を維持することが望ましい.それはできないときは,輸送主体間の外部性の排除を実現することが社会的に見てよりよい状況を実現するポイントとなる.後者の分析においては,輸送主体ごとに道路の容量を分割して割り振ることを制御の基本方策とした分析を行った.このための分析手法としては,信号機の適合制御で用いられる方法と,Cell Transmission ModelあるいはVariational Theoryを拡張した方法の2つを用いている.前者については大規模シミュレーションによる計算方法を開発している.後者については,いわゆるFirst in First Out制約の緩和による数理的手法を開発している.以上2点のほか,需要モデルの構築の着手も行っている.

  3. 大都市高速道路網における交通流変動特性の解明とミクロ・マクロ階層的制御法の開発 競争的資金

    赤松 隆

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2018年 ~ 2020年

  4. 集積と空間経済:理論・実証分析枠組の再構築 競争的資金

    森 知也

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    2017年 ~ 2020年

  5. 渋滞のない近未来型道路交通システム設計のための理論基盤構築 競争的資金

    赤松 隆

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    2018年 ~ 2019年

  6. ポスト・ビッグデータ時代に向けた次世代交通システムの動学的マネジメント手法の構築 競争的資金

    井料 隆雅

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    2016年 ~ 2019年

  7. 道路網の巨視的な交通量-密度関係の特性解明とそれに基づく交通流制御 競争的資金

    赤松 隆

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    2015年 ~ 2017年

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    本研究は,道路網全体の巨視的な交通量・密度を関係づける Macroscopic Fundamental Diagram (MFD) の特性を実証・理論の両面から解明し,その結果に基づいた交通流制御法を開発する.より具体的には,(1)国内の複数都市における大量・長期間の交通観測(路側感知器)データの系統的な分析によって,MFDの基本特性や再現性の高い well-defined MFD成立の条件を特徴づけ,(2) 実証的に得られたMFDの特性を渋滞パターンと関係づけて説明しうる理論(メカニズム・モデル)を構築し,(3) その理論を用いてネットワーク性能を改善する制御法を開発した.

  8. 産業規模と集積立地パターンの規則性の空間周波数解析 競争的資金

    赤松 隆

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    2015年 ~ 2016年

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    多様な産業と多数の都市を持つ経済システムでは,都市・産業の自己組織的な集積現象が創発している.本研究は,その空間的集積パターンを特徴づける規則性を定量的に抽出する方法を開発した.より具体的には,①均質な空間における集積経済モデルによる産業立地パターンを入力としたときに,フーリエ変換と群論的分岐理論から導かれる基底ベクトルを用いて,各産業の集積立地パターンに固有の空間周期を抽出する方法を開発し,②現実の地理空間における産業立地パターンの観測データから空間的規則性を抽出し,理論モデルとの整合性を比較可能とする分析法を開発した.

  9. 交通ネットワークのリスクマネジメントのための動的行動・交通流解析理論の構築 競争的資金

    朝倉 康夫

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    2013年 ~ 2016年

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    高度情報化社会では,突発事象や災害によりシステム障害が発生した際に,その影響を最小化するような交通ネットワークの動的運用が求められている.本研究は,交通ネットワークのリスクマネジメントのための交通行動分析とネットワーク解析の理論的基盤の確立を目的として研究を進めた.4年間の研究の結果,プローブパーソン手法を改良することにより交通システム利用者の行動調査・分析手法を高度化し,時空間解像度の高い行動データを用いた動的ネットワーク交通流解析手法を開発するともに.行動分析手法とネットワーク解析手法を統合した,リスクマネジメントのための動的ネットワーク解析理論の基盤を構築した.

  10. 都市と企業の規模分布と空間分布の規則性を表現しうるネットワーク形成理論 競争的資金

    赤松 隆

    提供機関:Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)

    制度名:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    2013年 ~ 2014年

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    本研究の目的は「都市と企業の規模分布」の規則性(ランク・サイズ則)と「都市と企業の空間的分布」の規則性(都市の階層原理)を同時に説明しうる理論モデルを提示することである.本研究では,まず,多種集団 Population Game の枠組で企業の(取引先/立地点)選択行動と相互作用を表現し,(a)企業間取引ネットワーク形成と(b)企業の集積立地パターン形成,の各々が創発する2つのサブ・モデルの特性を理論的に明らかにした.そして,両者を整合的に統合したシステム・モデルを構築し,系統的な数値実験により,(a)と(b)の同時均衡状態で創発する企業の規模別・空間的分布パターンの特性を明らかにした.

  11. マルチ・スケール空間における都市・産業の階層的集積原理 競争的資金

    赤松隆

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2012年 ~ 2014年

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    経済活動の立地集積現象では,様々なスケールの空間的パターンが現れ,「都市階層原理」と呼ばれる頑健な規則性が成立している.本研究は,この規則性が創発するメカニズムを説明しうる理論モデルを提示した.より具体的には,“ローカル”な市場圏を持つ産業と“グローバル”な市場圏を持つ産業の空間的不完全競争が行われる“マルチ・スケール空間経済モデル”を開発し,その均衡解の分岐解析によって,空間全体を通じて現れる集積パターンの規則性を明らかにした.さらに,この理論を基礎として,集積経済効果とマルチ・スケール空間構造を導入した応用一般均衡モデルを開発し,現実的問題への適用可能性を示した.

  12. 安定ゲーム概念に基づく自律分散型の交通システム制御法 競争的資金

    赤松隆

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目:挑戦的萌芽研究

    研究機関:東北大学

    2011年 ~ 2012年

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    本研究は,バスや鉄道システムに典型的に見られる運行不安定性(団子運転による運行遅延の増幅現象)を解消する自律分散的な制御スキームを提案する.提案スキームでは,各プレイヤ(列車,バス)は,局所的なリアル・タイム観測情報に基づく単純なルールに従って自律分散的に行動する.対象交通システムにおいて実現したい運行状態と「安定ゲーム」の均衡状態を対応付けることによって,提案制御スキームの安定性が保証されることを証明し,さらに,確率的な環境条件におけるスキームの頑健性を数値実験によって検証した.

  13. 移動体シミュレーションと連動した災害時交通ネットワークの信頼性評価 競争的資金

    朝倉康夫

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    2009年 ~ 2012年

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    本研究の目的は,研究代表者らがこれまでの研究で蓄積した,交通行動データ収集と分析,ネットワーク解析および信頼性・リスク評価に関する研究成果をさらに展開し,災害時における交通ネットワークの信頼性評価の理論体系を構築するとともに,実際の都市・地域空間への適用を通じて,開発した方法論の有効性を検証することにある.具体的には,「災害時を想定したヒトの交通行動データの収集および分析」,「災害時における交通ネットワーク上での移動体の流動シミュレーションモデル」,「移動体シミュレーションを内包したネットワークの信頼性評価モデル」を有機的に連携させ,信頼性評価の具体的方法論を構築した.

  14. 都市・産業集積の空間パターンの自己組織化 競争的資金

    赤松隆, 池田清宏, 斉木功, 河野達仁, 織田澤利守

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2009年 ~ 2011年

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    本研究の目的は,大別すると,以下の2つである.まず,第一の目的は,2007-08年度の先行研究で開発・蓄積したCore-Periphery(CP)モデル解析の方法論をらに発展させ,a)より一般的な空間条件,b)より現実的な経済・産業条件,の下での空間的集積経済モデルの理論を構築することである.より具体的には,a)では,2次元空間上のN都市集積経済モデル(eg.,CPモデル)の分岐(空間的集積パターンの自己組織化)特性を解明する.この解析では,輸送費用に関して均質な空間での分岐解析から始め,消費者の異質性,各種調整ダイナミクス,各種境界条件等の影響を明らかにする.また,b)では,CPモデルに以下の産業別特徴を導入したN都市・M産業(N,M>2)一般モデルを構築する:産業別の財の輸送費用・代替弾力性・規模の経済.さらに,中間財を導入(産業連関を考慮)したモデルを構築し,その分岐特性を解明する.さらに,第二の目的として,CPモデルに都市の確率的な成長メカニズムを導入したモデルを構築し,Zipf法則との整合化を図る.これは,確率動学CPモデルに多様な産業の技術革新メカニズムを導入することで実現する.本年(2009年)度は,空間的割引(spatial discounting)行列,巡回行列(circulant),離散フーリエ変換(discrete Fourier transformat...

  15. ネットワーク通行権取引制度インプリメンテーションのためのe-Marketデザイン 競争的資金

    赤松隆

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目:萌芽研究, 挑戦的萌芽研究

    研究機関:東北大学

    2008年 ~ 2009年

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    本研究では,自動車車載器に装備されたagent software(AS)が,ボトルネック通行権(TBP)を電子市場(e-Market)で自動的に売買する(i.e.,利用者の手を煩わせない"intelligent"な)システムによって,TBP取引制度をimplementする方法を提案した,この提案システムの核となる重要な要素は,(i)ASが通行権取引を実行するe-Marketの売買取引ルール,及び,(ii)自律分散的に動作する個々のASの戦略決定ルールである.本研究では,そのシステム設計問題に対して,以下の1)-3)の特性を満たしたルール群を提示し,その理論的特性を検証した:1)個々のASの自律性,2)AS行動ルールの簡潔性,3)AS群行動ダイナミクスの安定性.より具体的には,本研究では,(i)のe-Market取引ルールに関しては,組み合せオークション理論の枠組を活用し,strategy-proof(i.e.,各agentが正直な評価をbid価格として表明することが支配戦略)であり,かつ,efficient-allocationを達成しうる複数の市場メカニズムを構築した.また,(ii)のAS行動ルール及びシステム全体挙動を包括的に記述する枠組みとして,進化・学習ゲーム理論に基づいた数理モデル群を構築し,提案スキームに基づくネットワーク交通流・通行権価格ペアのday-to-da...

  16. 都市システムにおける経済集積・分散メカニズムに関する研究 競争的資金

    赤松隆, Ikeda KIYOHIRO, Kono TATSUHITO, Otazawa TOSHIMORI

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2007年 ~ 2008年

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    本研究の第一の目的は, 新経済地理学(空間経済学)分野で発展してきた都市集積理論を, 多数の都市を扱いうる理論に一般化することである. そのために, まず, 従来研究による2都市CP(Core-Periphery)モデルをN都市モデル(N>2)に拡張した. そして, その均衡解の分岐パターンおよびメカニズムを解明するための方法(群論的分岐理論と数値分岐経路追跡の併用法)を開発した. 解析の結果,多数の都市が円周上に位置するCPモデルでは,輸送・交通費用の変化に伴い,"空間的な周期倍分岐"に代表される多段階の対称性破壊分岐が起こることを明らかにした. さらに,"空間的割引行列"の概念に基づいた新たな解析的アプローチも開発した.このアプローチを用いることによって,様々な集積・分散現象の具体的な仕組みが解析的に明らかにされた. 本研究の第二の目的は, 都市集積モデルの複数均衡選択問題に対して, 現実的な原理を導入した動学モデルを構築し, その理論的な特性を明らかにすることである. 本研究では, まず, 経済状態の不確実性(確率動学的なゆらぎ)を導入した動学モデルを構築した. そして, この確率的な状態変数の導入によって, 確定的な従来モデルでは不定であった動的な均衡経路が一意的に決定されることを証明した. また, 状態変数のゆらぎにともなう均衡状態の確率分布は, 定常状態に収束する...

  17. 自律と連携による新たな都市・地域システムの構築 競争的資金

    佐々木公明, 福山敬, 日野正輝, 長谷部正, 小林一穂, 照井伸彦, 山本啓, 福山敬, 山本啓, 赤松隆, 徳永幸之, 林山泰久, 徳川直人, 平野勝也, 伊藤房雄, 村山良之, 横井渋央, 張陽

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目:基盤研究(A)

    研究機関:東北大学

    2005年 ~ 2008年

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    日本の集計データに基づいた幸福関数の統計的分析は「他者との比較」を表す生活水準が住民の幸福度に影響を与えることを示す。一方、物質の豊かさの価値よりも心の豊かさに価値を置く方が幸福度を増加させる。幸福度は所得満足度と共に単調に増加するが、所得満足度は生得水準の単調増加ではなく、「快楽の踏み車」仮説があてはまる。社会環境を表す所得分配の不平等と失業率はいずれも個人の幸福度に負の影響を与えるが、不平等よりも失業が住民の幸福により大きな影響を与える。

  18. 移動体観測に基づく災害時交通ネットワークのリスク評価システム 競争的資金

    朝倉康夫, 多々納裕一, 山本俊行, 羽藤英二, 井料隆雅, 長江剛志, 中山晶一朗, 赤松隆, 多々納裕一, 中山晶一朗, 吉井稔雄, 山本俊行

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目:基盤研究(A)

    研究機関:神戸大学

    2005年 ~ 2008年

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    情報通信技術の高度化に伴い,GPS,携帯電話,PHS などの移動体通信システムの利用者数は飛躍的に増加しつつある.移動体通信による位置特定機能を用いると,機器を携帯する個々のヒトの位置特定が可能であり,過去数年の間に移動体通信機器を利用した交通行動調査手法が数多く提案されてきている.移動体通信を利用したヒトの交通行動の観測と分析手法については,1998 年に研究代表者らがITS 世界会議で発表した論文を皮切りに国内外で研究が進められている.国内ではプローブ車両による道路交通流の観測に代表されるように,実務面でも移動体観測への関心が高まっている.しかしながらこれに関連する既往研究のほとんどは平常時の交通行動を対象としたものであり,災害時を想定した観測システムの開発や分析手法に関する研究は見られない.一方,災害時の交通ネットワークのリスク評価に関しては,多様なアプローチから研究されてきているが,災害時の交通行動に関する実証データを得ることが困難であるために,実際の交通ネットワークを対象としたリスク評価研究の蓄積は必ずしも十分ではない.移動体通信機器を応用して災害時の交通行動を,災害を模した状況において実証的に把握することは,災害時の交通ネットワークのリスク評価の信頼性をより高め,また,より精緻な場面への応用ができるようになることが期待されよう.

  19. 時間帯別ボトルネック通行権取引制度に関する基礎的研究 競争的資金

    赤松隆

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Exploratory Research

    研究種目:萌芽研究

    研究機関:東北大学

    2006年 ~ 2007年

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    本研究は,交通渋滞問題に対する新しい方策として,数量規制アプローチの考えを発展させた,以下のスキームを提案する:渋滞が頻発している特定のボトルネック地点を対象として,そのボトルネックを特定の時刻のみ通行できる権利("ボトルネック通行権")を設定・発行し,その時刻別の通行権を自由に取引(売買)できる市場を創設する.そして,この制度の理論的特性を解明することが本研究の目的である.H18年度の研究では,単一ボトルネック・システムを対象として,この制度を理論的に考察し,提案制度が以下の特性を持つことを明らかにした:(1)ボトルネック容量に等しい数量の通行権を発行・配布することによって,確実に渋滞を解消できるのみならず通行権取引市場で適切な通行権価格体系が実現する,(2)その結果,制度導入前と比較したときにパレート改善状態を達成できる,(3)制度導入後の資源配分状態は,パレート最適状態である.H19年度の研究では,この理論が一般ネットワークにも拡張できることを明らかにした.より具体的には,まず,単一ODペアを持つ任意構造の(任意の個数・接続構造のボトルネックがある)ネットワークにおいて,TBP導入下の均衡状態が最も効率的な(社会的交通費用を最小化する)資源配分を達成できることを証明した.そして,この結果は,多起点・多終点の場合,OD需要が弾性的な場合,利用者の希望到着時刻が分布する場合...

  20. 二国間産業構造改革と貿易政策変化による京都議定書達成可能性の検討 競争的資金

    稲村肇, 森杉壽芳, 赤松隆, 石黒一彦, 加河茂美

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grants-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2005年 ~ 2007年

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    本研究では、一般均衡活動モデルによって、日本のCO_2排出量を京都議定書目標達成値に制限したときの日本と中国の社会厚生、排出量、環境効率性、貿易利得を定量的に検証するだけでなく、日本から中国への個別技術移転による影響についても調べた。本研究による主な発見は以下の通りである。(1)日本のCO_2排出量を京都議定書目標達成値に規制すると、日本の最終消費額は排出規制の影響を受け減少する一方で、中国の最終消費額は増加することが分かった。重要な点は、中国と日本の環境効率性が大きく改善されることが明らかになった。(2)また、日本の京都議定書遵守のために、中国は一方的に汚染集約的な生産を国内で強いられているように見えるのが、推計結果によると、競争圧力・京都議定書達成下における中国の対日本の純輸出構造は、中国国内の排出量を増加させる方向には寄与していなく、逆に、中国は日本の京都議定書排出規制によってますます自由貿易から利得を得ることも判明した。(3)効率的な資源配分だけによって、日本の環境効率性と中国の環境効率性を同時に向上させることはできないという点である。具体的には、労働・資本の移動ありの場合においては、日本の環境効率性を1000ドル/トン-C分向上させようとすると、逆に中国の環境効率性は223ドル/トン-C程度減少することが明らかとなっている。(4)相対的に汚染集約的な紙・紙製品部門、...

  21. 人口の量的・質的変化に対応する国土計画と社会資本整備の動学的経路 競争的資金

    安藤朝夫, 森杉壽芳, 佐々木公明, 赤松隆, 福山敬, 河野達仁

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    研究種目:基盤研究(A)

    研究機関:東北大学

    2004年 ~ 2007年

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    出生率低下の結果,我が国は急激な人口減少の時代に入る。人口減少自体は資源配分面で否定されるべきではないが,新しい均衡に至る過渡的段階では社会・経済的に様々な歪みをもたらす。同時に人口は質的にも変化し,特に労働力人口の減少を通して生産面に影響するが,消費面でも従来とは異なる財・サービスの需要構造を生じさせる。一方世界全体で見れば,途上国における人口増加と生活質向上に伴う化石燃料消費の増大などの問題がより重要である。本研究が少子高齢化ではなく「人口の量的・質的変化」を用いた所以であり,これに都市構造分析と動学分析を加えた3つが主要キーワードとなる。たとえば我が国の国土・都市計画は,経済成長を前提に厚生最大化を目指すものであったが,今後は量的拡大に代えて質的向上と選択的撤退の議論が必要とされる。本研究は以上の問題意識に基づいて,人口の量的・質的変化の下での「都市・構造変化の解明」と「制度的対策・手法の開発」,就中人口減少局面と整合的な分析・評価手法に関する総合的な研究を意図するものである。研究成果報告書には理論分析から実証分析まで多岐にわたる11編の論文が含まれるが,それらは上述の3つのキーワードの何れかと関連している。報告書では個別論文のうち9編を,空間把握の方法を基準に大別し3章を構成した。すなわち,1)都市を連続空間として捉えた人口変化の立地分析,2)2地域モデルを用いた人口...

  22. グローバル企業の参入・撤退にともなう地域経済リスクに関する研究 競争的資金

    赤松隆, 福山敬

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2005年 ~ 2006年

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    本研究は,(1)グローバル企業の立地.撤退行動によってグローバル・リスクが地方都市へと増幅伝播されるメカニズムを表す理論的枠組を提示し,(2)そこで構築されるモデルを用いて地方自治体が取り得る各種リスク・ヘッジ方策を評価することを目的とする.上記目的を達成するために,本研究ではグローバル企業とその企業が立地/撤退する都市の地方自治体(地主)間の戦略的相互作用を"オプション・ゲーム"と捉えたアプローチを採用する.より具体的には,グローバル企業は,地主の戦略的行動を考慮した上で参入/撤退という"オプション"を行使する最適なタイミングを決定する.一方,地主は,グローバル企業の行動を考慮した上で,自らの期待利潤が最大となるように戦略変数(eg.地代,リスク・ヘッジのための金融portfolio weight,参入許可企業等)を決定する.本研究では,この様な各主体の戦略的行動を完備動学ゲームとして定式化し,各主体の均衡戦略を求める.そして,均衡状態における各主体の期待利潤の特性を調べることによって,グローバル・リスクが各主体に与える影響を明らかにする.さらに,グローバル企業に撤退オプションを与える/与えない(撤退規制)/参入オプションを与えない(立地規制);といった様々なケースでの均衡状態の比較を行ない,グローバル・リスクの存在下で地主がとるべき方策を明らかにする.平成17年度の研究で...

  23. 地域通貨の発生・流通・維持メカニズムとその経済的効果に関する理論的研究 競争的資金

    赤松隆

    2004年 ~ 2005年

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    本研究は,地域通貨の発生・流通・維持に関する以下の2つの課題からなる.第1の課題は,地域通貨の成立と維持のための必要条件を明らかにする数理的モデルの構築である.第2の課題は,地域通貨が地域経済システムに対してもちうる機能とメカニズムを理論的に整理し,その特性を明らかにすることである.この目的を達成するために,まず,地域通貨の実態を調査・整理し,次に,本研究で構築する数理モデルと関連の深い確率的ネットワーク成長モデルに関する研究の包括的レビューとそれに基づいた考察を行なった.その結果,Internet上でのfile size分布やweb pageの規模分布が冪分布/対数正規分布に従うことを説明する最近のネットワーク成長モデルの多くは,数理的に本質的な部分では,Simon modelと(ほぼ)同じ構造といえることが判った.また,冪分布と対数正規分布の各々を生成するモデルは,独立したものではなく,両者にはある関係があることや,観測時刻のランダムネスから冪乗則を説明するモデルがreal option/optimal stopping問題と関連した構造を持つことを明らかにした.これらの考察の後,地域通貨を介した財の交換過程に関する経済主体の意思決定問題(本研究で構築する確率動学モデルの状態推移確率を決定するサブ・モデル)をオプション・モデルとして記述し,その計算法を開発した.数値実験の...

  24. 空間経済システムにおけるオプション行使ゲームに関する研究 競争的資金

    赤松隆, 福山敬

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2003年 ~ 2004年

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    本研究の課題は以下の2つに大別できる.まず,第一の課題は,動学的不確実性下で寡占競争状況にある企業の戦略的行動を説明する理論,すなわち,"リアル・オプション・ゲームの理論"を構築することである.より具体的には,寡占企業が,自分のもつ戦略変数変更オプションを行使する状況を確率的制御問題として定式化した上で,起こりうる動学的均衡状態および均衡戦略の特性を明らかにした.各企業の戦略変数としては,まず価格変数のみの場合を考え,その結果を踏まえた上で,サービスの質的変数を加えた場合を解析した。その結果,質的競争関係にある企業の需要が補完的な場合と代替的な場合とでは,均衡戦略と状態変数の関係に大きな違いがあることがわかった.また,それらの均衡状態と社会的最適状態の関係についても明らかにした.第二の課題は,経済主体間の相互作用に空間が直接的な役割をはたす空間経済システムに対して上記のオプション・ゲーム理論を拡張することである.より具体的には,地主と企業の立地均衡モデルに,動学的不確実性(グローバル経済リスク)下での企業の参入・撤退オプション行使戦略を導入したモデルを構築し,立地規制・誘致戦略等が各主体の経済厚生に与える影響を解析した.そこで明らかになった主な結果は,1)グローバル・リスク要因のボラティリティが小さい場合は,地主は企業をすぐに参入させるが,ボラティリティが大きい場合は参入を待...

  25. 次善(セカンドベスト)経済における交通施設整備の便益評価に関する研究 競争的資金

    森杉壽芳, 石黒一彦, 上田孝行, 赤松隆

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2002年 ~ 2004年

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    (1)いわゆる核-周辺都市モデルにおいては,価格支配と集積の力が働き,複数均衡となる典型的な次善経済であるが,この場合には,対称均衡の交通需要曲線を用いて消費者余剰で交通便益が計測可能であることを示した.(2)環境質の変化の総価値は,利用価値と非利用価値の加法分離形で表現できることを示した.また,前者は直接と間接に分離可能であることを示し,上記の三つの価値が市場で観察可能な顕示選好データから個別に評価が可能であることを示した.(3)交通投資を,不完備市場リスク要因を持つリアル・オプションと見なして,その価格推定と実行時期の選択を行うモデルの提案を行った.そして,本手法が金融市場で評価されているリスクと連動している点でより適切な不確実性の評価であることを示した.(4)2010年に1990年比で17%アップの自動車関連CO2排出量を達成するに必要な環境税を導入した時の厚生的損失を計算するための自動車産業と自動車購入とその利用という動的行動を含むCGEモデルを開発し,適用して,政策提言を行った.(5)容積率と街路投資基準のあり方を分析した.いずれも最適に規制と投資が行われていれば,便益計測はショートカット理論でよい.規制が最適でないときの街路便益は規制による死加重の変化分を計測する必要があることを示した.さらに死加重の計測は(家賃-規制の限界費用)として計測すればよいことも示した.

  26. 国際研究セミナー"Behaviors in Network"の企画調査 競争的資金

    羽藤英二, 吉井稔雄, 朝倉康夫, 赤松隆, 桑原雅夫, 藤井聡

    2002年 ~ 2002年

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    本研究では,国際会議"Behaviors in Network"開催の企画調査を実施した.企画調査にあたってネットワーク上の交通行動に関する研究課題の分類を行なった.分類した各課題ごとにテーマを設け,2002年8月19日〜20日にかけて北海道で国際会議を前倒しで開催した.主な参加者は,ネットワーク配分の分野では,Yang, H.Wong, S.C., Iryo, T., Lam, W.H.K, シミュレーション分野では,Yoshii, T., Lo, H.P.Bekhor, S.Hato,行動モデル分野では,Lee, S.Fujii, S.Asakura, Yで,それぞれ各分野の研究成果を持ちよって議論すると共に,既往の研究課題の整理とレビューをあわせて実施した.行動モデルについては,経路重複の記述可能性と.計算可能なアルゴリズムを実装したネットワークモデルへの組み込み可能性が今後の大きな研究課題であることが示された.次に.2003年3月15日東北大学において,同分野の今後の方向性について,モデルとデータ,ミクロとマクロの関連性の2つにしぼって,国内の研究者を中心に今後の研究課題の展望を行った.行動モデルの分野からは羽藤,佐々木,モデルの適用可能性については井料,円山が,ミクロとマクロのモデル化については赤松,奥村が,一般均衡の枠組みにおける行動モデルの役割については上田が,...

  27. 不確実性下での柔軟な社会基盤投資・運用計画のための数理的方法に関する研究 競争的資金

    赤松隆, 森杉壽芳

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:東北大学

    2001年 ~ 2002年

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    本研究は,不確実な動的環境要因を明示的に表現しうる枠組下で,社会基盤施設の投資および運用における動的な最適意思決定問題を考察するものである.より具体的には,まず,社会基盤施設の整備・運用プロジェクトを,以下のように定義する:a)相互関係がグラフ構造として表現されるactivity(意思決定項目)を持ち,b)その各種意思決定および確率的環境に依存した不確実なcash flow streamを多期間にわたって生むもの.そして,a)で定義される意志決定項目を制御変数,b)で定義される確率的cash flow streamに対する期待効用を目的関数とする確率的動的制御問題を考える.本研究の内容はおおよそ2つの柱から成る:(1)連鎖的な(グラフ型)意思決定構造をもつプロジェクトの意思決定・評価法,(2)不完備市場リスクの評価法.(1)については,各activity間の相互関係を一般的なnetworkとして表現する枠組みを提案し,連続時間・連続状態での定式化および基礎的性質の解析を行った.さらに,任意の構造のオプション評価が標準形相補性問題として統一的に扱えることを明らかにし,効率的なアルゴリズムを開発した.(2)については,単純なオプション構造の場合を対象として,不完備市場リスクと完備市場リスクの両者が含まれるプロジェクトを整合的に評価する方法を開発した.その提案モデルは,無裁定原理か...

  28. 不確実性下での土地関連権利の価格づけと都市空間利用パターンに関する研究 競争的資金

    赤松隆

    1999年 ~ 2000年

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    土地関連権利の評価は,一種のオプション価格づけ問題である.従って,その理論的な解析は,(1)Financial Option理論(eg.Black-Sholes-Merton),(2)Real Option理論(eg.Brennan-Schwartz,Pindyck-Dixit),(3)Quasi-option理論(eg.Arrow-Fisher-Henry)と関連している.しかし,前年度からの包括的レビューの結果,土地関連権利の理論的な解析のためには,これら従来研究における以下の問題点を解決しなければならないことを明らかにした:(1)理論(1),(2)は不完備市場における不確実性要因を無視;(2)理論(3)は完備市場における不確実性要因の評価が無裁定市場条件と不整合;(3)複数のエージェント間での戦略的意志決定条件が考慮されていない;(4)複数の関連する離散・連続的意志決定変数が同時的に導入されていない.そこで,本研究では,上記(1)と(2)の課題を解決するために,オプション評価問題を適切なマルチンゲール測度(orそれと1対1対応にある"market price of risk")推定のための逆問題として捉え直す枠組みを考察した.より具体的には,無裁定条件のみでは解が一意に決まらない不完備市場でのマルチンゲール測度推定問題を,エントロピー基準,分散基準等の導入によって"適切...

  29. Infrastructure Project Valuation and Decisions under Uncertainty 競争的資金

    2000年 ~

  30. 大規模ネットワークにおける動的な交通均衡配分理論に関する研究 競争的資金

    赤松隆

    1997年 ~ 1998年

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    本研究は,交通サービス供給および交通需要の状態記述に関して要求される基本的条件を具備した動的な交通ネットワーク配分モデルを数理的に構築する.ただし,シミュレーション・アプローチ等による様々なモデルに対するベンチマークとなりうる理論を構築するために,本研究では,利用者の反復行動による学習・フィードバック機構条件について,動的(利用者)均衡の考え方を採用したいくつかの数理モデルを構築する.そして,それらモデルについて,(1)変分不等式問題の枠組みに基づいたモデルの統一的記述,(2)基本特性・各モデル固有の特性の解析,(3)大域的収束が保証され大規模ネットワークで適用可能な効率的アルゴリズムの開発;を行い,さらに動的均衡解の各種安定性に関する理論を構築することが本研究の目的である.平成9年度は,多起点・1終点および1起点・多終点のネットワークの各々の場合におけるa)経路選択のみの動的均衡モデル,b)経路選択と出発時刻の同時均衡モデルを構築し・解析した.より具体的には,各モデルについて,以下の3ステップを完了した:Step1 モデルの構築(基本的定式化と変分不等式問題等の標準型への変換等),Step2 モデルの基本特性解析(解の存在・一意性やモデル固有の特性の理論的解析),Step3 モデルの計算法開発(大域的に収束的かつ効率的なアルゴリズムの開発).さらに,多起点・1終点および1起...

  31. 消費者の時空選択行動とその相互干渉による社会的時間・空間利用パターン形成原理 競争的資金

    赤松隆

    1997年 ~ 1998年

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    本研究は,空間利用パターンと時間利用パターンの各々に対する理論(一例を出せば,立地均衡理論と出発時刻均衡理論)間に成立する共通点・相違点・各種関係を統一的な観点から整理し,さらには,空間・時間の相互作用のあるシステムに関する一般的理論の基礎を得ることを目的とする。その研究内容は,より具体的には,以下のステップに分けて考案される:第一のステップは,空間・時間の各システムに対する部分パターン形成原理に関する理論の比較検討である。第二のステップは,空間・時間の各システムに対する一般的なパターン形成に関する理論の対応付けである.そして,第三のステップにおいて,空間と時間に対する選択が同時に入った状況での時間・空間利用パターンを統合的に扱いうる理論を構築することを狙う.平成9年度は,ステップ1(空間・時間の各システムに対する部分パターン形成原理に関する理論の比較検討)に関して以下のような検討を行った.:Step 1-1 立地均衡モデルに代表される空間的な地点選択理論に関する包括的レビュー.Step 1-2 出発時刻選択モデルに代表される時刻選択理論に関する包括的レビュー.Step 1-3 各々の代表的(経済)理論を変分不等式の枠組みで統一的に再定式化.Step 1-4 共通点・相違点の体系的な整理と根本的なパターン形成メカニズムの抽出.また,ステップ2(空間・時間の各システムに対する一...

  32. 次世代交通システムにおけるネットワーク分析手法の展開 競争的資金

    松井寛, 赤松隆, 高山純一, 朝倉康夫, 溝上章志, 宮城俊彦

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:基盤研究(B)

    研究機関:名古屋工業大学

    1996年 ~ 1997年

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    近年コンピュータの飛躍的な性能向上やダウンサイジング化により、研究、実務の両者に対するハード、ソフト面の環境が大きく変容しつつある中で、VICSやIVHSなどに代表される交通情報の高度化、リアルタイム化など、次世代の交通システムに対する交通ネットワークの分析手法の新たなる展開が強く叫ばれるようになってきた。このような状況にあって、次世代交通システムを考慮して交通ネットワーク研究の社会的意義や位置づけを再考し、研究成果の体系的整理を行うのは時期を得ていると同時に、きわめて重要な課題であると考えられる。よって、本研究では、交通現象の動学的分析手法の開発に発展させることを最終的な目標として以下のことについて分析した.研究者、計画実務、発注者を対象にしたアンケート調査により、具体的な交通ネットワーク分析事例の紹介とそれに対応した課題、および計画実務者や発注者側が次世代交通システムを考慮した理論研究に望む課題を収集した。このデータを元に研究課題を次世代交通システムを考慮しながら体系的に整理した。また、理論研究成果と実用モデルを収集し、これらのモデルの持つ問題点を研究課題に対応して体系化した。大きく分類すると、入力データの合理的効率的設定法、OD交通量推計法、静的均衡配分手法、動的配分手法、出力データの評価方法などの方法論において、その理論と次世代交通システムを考慮した適用可能性が課題と...

  33. 安定的ネットワーク均衡状態を保証するための交通施策問題に関する研究 競争的資金

    赤松隆

    提供機関:Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    制度名:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目:一般研究(B), 基盤研究(B)

    研究機関:豊橋技術科学大学

    1995年 ~ 1996年

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    本研究は,交通計画上望ましい/許容できるような状態として"安定的なネットワーク均衡状態"(非渋滞領域においてネットワーク・パフォーマンスと需要が均衡した状態)を定義し,"それを達成するためには如何なる方策があり得るか?"という問題を考える.そして,そのような状態を保証するための方策として考えられる3種類の自然な交通施策問題を設定し解析するものである.本研究では,まず,安定的均衡状態を保証するための方策として3種類の自然な施策問題:1)交通パフォーマンス曲線の上方シフト問題="混雑料金問題",2)交通需要曲線の右シフト問題="容量増強問題",3)交通需要曲線の左シフト問題=最大ネットワーク容量問題;を一般的な交通ネットワーク上で定義し,問題を数理的に表現・整理した.次いで,1)については,前提とするフロー・パターン記述モデルを利用者均衡,確率的均衡,弾性需要型確率的均衡の順に一般化しながら,各々の場合に対応する定式化・解析を行った.いずれの場合についても,等価な変分不等式問題を構成できることや解の存在・一意性等の基本特性が明らかになった.2)については,flow independentな配分と各リングでの容量決定部分問題に分解した問題に帰着可能であることを明らかにした.3)については,基本的な問題は,適当なネットワーク変換により固定需要型均衡配分と同型式の数理計画問題に帰着可能...

  34. Equilibrium Analyses of Spatial Economic System 競争的資金

    1995年 ~

  35. Dynamic Control/Management of Traffic Network Flows 競争的資金

    1993年 ~

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担当経験のある科目(授業) 9

  1. 交通工学 工学部

  2. 社会システム解析特論 大学院工学研究科

  3. 一般システム論 工学部

  4. 数学物理学演習 工学部

  5. 建築社会環境工学演習 工学部

  6. 応用確率統計学 工学部

  7. システムズ・アナリシス 工学部

  8. 交通計画 工学部

  9. 数理都市解析 大学院情報科学研究科,工学研究科

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