研究者詳細

顔写真

サツカワ　コウキ
佐津川　功季
Koki Satsukawa
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
准教授
学位

  • 博士（工学） （東京大学）

e-Rad 研究者番号
40867347

経歴 7

  • 2026年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院情報科学研究科　准教授

  • 2023年4月 ～ 2026年3月
    金沢大学　融合研究域　講師

  • 2021年6月 ～ 2023年3月
    東北大学　大学院情報科学研究科　助教

  • 2020年4月 ～ 2021年5月
    東北大学　未来科学技術共同研究センター　助教

  • 2019年5月 ～ 2020年3月
    University of Leeds　Institute for Transport Studies　Visiting Research Fellow

  • 2019年4月 ～ 2020年3月
    日本学術振興会　特別研究員（PD）

  • 2018年4月 ～ 2019年3月
    日本学術振興会　特別研究員（DC2）

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学歴 2

  • 東京大学　大学院工学系研究科社会基盤学専攻　博士後期課程

    2016年4月 ～ 2019年3月

  • 東京大学　大学院工学系研究科社会基盤学専攻　修士課程

委員歴 1

  • 国土交通省 東北地方整備局　地域道路経済戦略研究会 東北地方研究会委員

    2022年6月 ～ 継続中

所属学協会 2

  • 交通工学研究会

  • 土木学会

研究キーワード 4

  • ゲーム理論

  • 動的交通量配分

  • 交通ネットワーク分析

  • 交通工学

研究分野 1

  • 社会基盤（土木・建築・防災） / 土木計画学、交通工学 /

受賞 2

  1. 米谷・佐佐木賞（学位論文部門）

    2019年11月　一般社団法人 システム科学研究所

  2. 優秀研究発表賞

    2018年11月　CSIS DAYS 2018

論文 25

  1. Integrating Real-Time Monitoring Information into Asset Failure Modeling: Application to ETC Facilities

    Daijiro Mizutani, Rie Ikushima, Koki Satsukawa, Yosuke Kawasaki, Masao Kuwahara

    Journal of Infrastructure Systems　32　(2)　2026年6月

    出版者・発行元： American Society of Civil Engineers (ASCE)

    DOI： 10.1061/jitse4.iseng-2811 　

    ISSN：1076-0342

    eISSN：1943-555X

  2. Adjustment process of decentralised signal control policies with route choices: a case study with the P 0 policy

    Koki Satsukawa, Takamasa Iryo, Naoki Yoshizawa, Michael J. Smith, David Watling

    Transportmetrica B: Transport Dynamics　13　(1)　2025年6月24日

    出版者・発行元： Informa UK Limited

    DOI： 10.1080/21680566.2025.2516183 　

    ISSN：2168-0566

    eISSN：2168-0582

  3. Optimal road facility spare parts location with continuum approximation

    Daijiro Mizutani, Shunichi Fukuyama, Koki Satsukawa

    Transportation Research Part C: Emerging Technologies　174　105109-105109　2025年5月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.trc.2025.105109 　

    ISSN：0968-090X

  4. Queue replacement principle for corridor problems with heterogeneous commuters 査読有り

    Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa

    Transportation Research Part B: Methodological　187　(103024)　2024年9月

  5. Stability analysis of a departure time choice problem with atomic vehicle models 査読有り

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada, Takamasa Iryo

    Transportation Research Part B: Methodological　103039-103039　2024年8月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.trb.2024.103039 　

    ISSN：0191-2615

  6. A Paradox of Telecommuting and Staggered Work Hours in the Bottleneck Model 査読有り

    Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa

    Transportation Science　2024年7月22日

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1287/trsc.2024.0520 　

    ISSN：0041-1655

    eISSN：1526-5447

  7. 需要の不確実性に対する都市交通サービスのバンドル予約システムの設計 査読有り

    佐津川功季, 原祐輔, 川崎洋輔, 井料隆雅

    80　(9)　n/a-n/a　2024年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2208/jscejj.23-00206 　

    eISSN：2436-6021

  8. Optimal intervention policy of emergency storage batteries for expressway transportation systems considering deterioration risk during lead time of replacement

    Daijiro Mizutani, Yuto Nakazato, Rie Ikushima, Koki Satsukawa, Yosuke Kawasaki, Masao Kuwahara

    Reliability Engineering & System Safety　109735-109735　2023年10月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ress.2023.109735 　

    ISSN：0951-8320

  9. 道路施設点検における故障予知に関する一考察 査読有り

    吉岡慶祐, 掛上寛希, 桑原雅夫, 下川澄雄, 水谷大二郎, 川崎洋輔, 佐津川功季

    交通工学研究発表会論文集　43　2023年8月

    DOI： 10.14954/jsteproceeding.43.0_427 　

  10. 予約システムにおける探索行動と選好誘出の影響評価のための実験的アプローチ 査読有り

    原 祐輔, 川崎 洋輔, 佐津川 功季, 井料 隆雅

    土木学会論文集　79　(20)　2023年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2208/jscejj.23-20020 　

    eISSN：2436-6021

  11. 故障時交通渋滞による経済損失を考慮したETC設備の最適補修施策に関する研究 査読有り

    佐津川 功季, 水谷 大二郎, 川崎 洋輔, 金田 威夫, 桑原 雅夫

    土木学会論文集D3（土木計画学）　78　(3)　105-121　2022年9月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2208/jscejipm.78.3_105 　

    eISSN：2185-6540

  12. 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6月

  13. Zero-queue traffic control, using green-times and prices together 査読有り

    Michael J. Smith, Takamasa Iryo, Richard Mounce, Koki Satsukawa, David Watling

    Transportation Research Part C: Emerging Technologies　138　103630-103630　2022年5月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.trc.2022.103630 　

    ISSN：0968-090X

  14. 現場技術者へのアンケート調査に基づく高速道路設備の維持管理施策の改善可能性 査読有り

    生嶋 理恵, 水谷 大二郎, 佐津川 功季, 川崎 洋輔, 桑原 雅夫

    土木学会論文集F4（建設マネジメント）　78　(1)　51-69　2022年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2208/jscejcm.78.1_51 　

    eISSN：2185-6605

  15. Dynamic system optimal traffic assignment with atomic users: Convergence and stability 査読有り

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada, David Watling

    Transportation Research Part B: Methodological　155　188-209　2022年1月

    DOI： 10.1016/j.trb.2021.11.001 　

    ISSN：0191-2615

  16. 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)　2021年12月

    DOI： 10.1038/s41598-021-81630-9 　

    eISSN：2045-2322

  17. 利用者の経済損失を考慮した高速道路情報板の維持管理施策の簡易的評価手法 査読有り

    水谷 大二郎, 川崎 洋輔, 佐津川 功季, 中川 岳士, 梅田 祥吾, 生嶋 理恵, 桑原 雅夫

    土木学会論文集D3（土木計画学）　76　(5)　I_127-I_139　2021年

    出版者・発行元：

    DOI： 10.2208/jscejipm.76.5_i_127 　

    eISSN：2185-6540

  18. 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：

    DOI： 10.2208/jscejipm.77.4_330 　

    ISSN：2185-6540

    eISSN：2185-6540

  19. 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

    2020年5月25日

    出版者・発行元： Cold Spring Harbor Laboratory

    DOI： 10.1101/2020.05.19.20107524 　

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    Abstract 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 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.

  20. Reprint of “Stochastic stability of dynamic user equilibrium in unidirectional networks: Weakly acyclic game approach” 査読有り

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada, Takamasa Iryo

    Transportation Research Part B: Methodological　in Press　2019年8月

  21. Stochastic stability of dynamic user equilibrium in unidirectional networks: Weakly acyclic game approach 査読有り

    Satsukawa Koki, Wada Kentaro, Iryo Takamasa

    Transportation Research Part B: Methodological　125　229-247　2019年7月

    DOI： 10.1016/j.trb.2019.05.015 　

    ISSN：0191-2615

  22. 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　2018年

    DOI： 10.1016/j.trb.2018.04.002 　

    ISSN：0191-2615

  23. Kinematic Wave理論の近年の発展：変分理論とネットワーク拡張 査読有り

    和田 健太郎, 瀬尾 亨, 中西 航, 佐津川 功季, 柳原 正実

    土木学会論文集D3（土木計画学）　73　(5)　I_1139-I_1158　2017年

    出版者・発行元： 公益社団法人 土木学会

    DOI： 10.2208/jscejipm.73.i_1139 　

    eISSN：2185-6540

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    本稿では，道路上の交通流ダイナミクスを記述する標準的な枠組みであるKinematic Wave (KW)理論の近年の発展について解説を行う．具体的にはまず，KWモデルの従来の解析法を概説しその限界を述べた上で，交通流の変分理論（VT）を解説する．また，様々な座標系（Euler座標系，Lagrange座標系）で記述される交通流モデルがVTの枠組みにより相互に関係づけられることをみる．続く章では，上記の単一道路区間（リンク）でのモデルをネットワークに拡張するための理論について記述する．ここでは，多車線道路や交差点を対象に，複数のリンクの境界面における交通流を決めるための条件や手法を解説する．

  24. 単一終点ネットワークにおける動的交通量配分問題のNash均衡解の解法について 査読有り

    佐津川 功季, 和田 健太郎

    土木学会論文集D3（土木計画学）　73　(1)　103-108　2017年

    出版者・発行元： 公益社団法人 土木学会

  25. 動的配分理論による道路ネットワークの交通性能解析 査読有り

    和田 健太郎, 佐津川 功季

    土木学会論文集D3（土木計画学）　73　(1)　56-72　2017年

    出版者・発行元： 公益社団法人 土木学会

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MISC 12

  1. Global stability of day-to-day dynamics for schedule-based Markovian transit assignment with boarding queues

    Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa, Yuki Oyama

    arXiv　2023年4月5日

  2. Queue replacement principle for corridor problems with heterogeneous commuters

    Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa

    2022年10月7日

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    This study investigates the theoretical properties of a departure time choice problem considering commuters' heterogeneity with respect to the value of schedule delay in corridor networks. Specifically, we develop an analytical method to solve the dynamic system optimal (DSO) and dynamic user equilibrium (DUE) problems. To derive the DSO solution, we first demonstrate the bottleneck-based decomposition property, i.e., the DSO problem can be decomposed into multiple single bottleneck problems. Subsequently, we obtain the analytical solution by applying the theory of optimal transport to each decomposed problem and derive optimal congestion prices to achieve the DSO state. To derive the DUE solution, we prove the queue replacement principle (QRP) that the time-varying optimal congestion prices are equal to the queueing delay in the DUE state at every bottleneck. This principle enables us to derive a closed-form DUE solution based on the DSO solution. Moreover, as an application of the QRP, we prove that the equilibrium solution under various policies (e.g., on-ramp metering, on-ramp pricing, and its partial implementation) can be obtained analytically. Finally, we compare these equilibria with the DSO state.

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

    Takara Sakai, Koki Satsukawa, Takashi Akamatsu

    2022年5月12日

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    This study proves the non-existence of queues for a dynamic system optimal (DSO) departure pattern in a directed rooted tree network with a single destination. First, considering queueing conditions explicitly, we formulate the DSO problem as mathematical programming with complementarity constraints (MPCC) that minimizes the total system cost which consists of the schedule and queueing delay costs. Next, for an arbitrary feasible solution to the MPCC, we prove the existence of another feasible solution where the departure flow pattern on every link is the same but no queue exists. This means that the queues can be eliminated without changing the total schedule delay cost. Queues are deadweight losses, and thus the non-existence theorem of queues in the DSO solution is established. Moreover, as an application of the non-existence theorem, we show that the MPCC can be transformed into a linear programming (LP) problem by eliminating the queueing conditions.

  4. 動的ネットワーク交通流解析と確率進化ゲーム理論 招待有り

    佐津川功季, 和田健太郎

    第33回RAMP数理最適化シンポジウム論文集　2021年11月

  5. Dynamic traffic assignment in a corridor network: Optimum versus Equilibrium

    Haoran Fu, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa, Kentaro Wada

    2021年2月3日

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    This study investigates dynamic system-optimal (DSO) and dynamic user equilibrium (DUE) traffic assignment of departure/arrival-time choices in a corridor network. The morning commute problems with a many-to-one pattern of origin-destination demand and the evening commute problems with a one-to-many pattern are considered. Specifically, a novel approach to derive closed-form solutions for both DSO and DUE problems is developed. We first derive a closed-form solution to the DSO problem based on the regularities of the cost and flow variables at an optimal state. By utilizing this solution, we prove that the queuing delay at a bottleneck in a DUE solution is equal to an optimal toll that eliminates the queue in a DSO solution under certain conditions of a schedule delay function. This enables us to derive a closed-form DUE solution by using the DSO solution. We also show the theoretical relationship between the DSO and DUE assignment. Numerical examples are provided to illustrate and verify the analytical results.

  6. 複数選択肢をバンドルする予約システムによる効率的な資源配分の理論解析

    佐津川功季, 原祐輔, 川崎洋輔, 井料隆雅

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM)　64　2021年

  7. 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, 赤松隆, 佐津川功季

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM)　63　2021年

  8. 渋滞の空間分布に基づく道路ネットワークの交通性能の解析理論

    佐津川 功季, 和田 健太郎

    生産研究　71　(2)　89-95　2019年

    出版者・発行元： 東京大学生産技術研究所

    ISSN： 0037-105X

  9. Kinematic Wave理論のネットワーク拡張 (特集 マクロ交通流理論の最前線と実務への応用)

    中西 航, 佐津川 功季

    交通工学　52　(4)　33-38　2017年10月

    出版者・発行元： 交通工学研究会 ; [1966]-

    ISSN： 0454-4595

  10. Kinematic Wave理論の近年の発展に関する研究解説

    和田健太郎, 瀬尾亨, 中西航, 佐津川功季, 柳原正実

    Working Paper　2017年2月

  11. Kinematic Wave理論の近年の展開:交通流の変分理論とネットワーク拡張

    和田健太郎, 瀬尾亨, 中西航, 柳原正実, 佐津川功季

    土木計画学研究・講演集(CD-ROM)　54　2016年

  12. 多起点1終点ネットワークにおける巨視的な交通性能解析 査読有り

    佐津川 功季, 和田 健太郎

    交通工学研究発表会論文集　35　299-306　2015年

    出版者・発行元： 交通工学研究会

    ISSN： 1884-300X

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講演・口頭発表等 46

  1. A Paradox of Telecommuting and Staggered Work Hours in the Bottleneck Model

    Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa

    The 25th International Symposium on Transportation and Traffic Theory　2024年7月16日

  2. Stability analysis of a departure time choice problem with atomic vehicle models

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada, Takamasa Iryo

    The 25the International Symposium on Transportation and Traffic Theory　2024年7月15日

  3. Convergence and stability analysis of dynamic traffic assignment with atomic games 招待有り

    Koki Satsukawa

    Dagstuhl Seminar 24281, Dynamic Traffic Models in Transportation Science　2024年7月11日

  4. A study on the design of a flexible reservation system for urban transport services under uncertainty 招待有り

    Koki Satsukawa, Yusuke Hara, Yosuke Kawasaki, Takamasa Iryo

    International workshop on methodologies towards sustainable and flexible city transport systems　2024年2月22日

  5. 多次元センサーデータを用いた走行車両重量測定装置の異常検知手法の提案

    川崎洋輔, 水谷大二郎, 佐津川功季, 桑原雅夫, 緒方達也, 倉森健

    土木計画学研究・講演集　2024年

  6. 常時モニタリング情報を用いたETC施設の故障予測

    水谷大二郎, 桑原育也, 幸地佳, 深水貴斗, 佐津川 功季, 川崎 洋輔, 桑原 雅夫

    JAAM研究・実践発表会　2024年

  7. A study on the design of a reservation system for urban transport services under uncertainty

    Koki Satsukawa, Yusuke Hara, Yosuke Kawasaki, Takamasa Iryo

    9th International Symposium on Transport Network Resilience (INSTR2023)　2023年12月14日

  8. Welfare impacts of remote and flexible working policies in the bottleneck model

    Takara Sakai, Takashi Akamatsu, Koki Satsukawa

    11th Symposium of the European Association for Research in Transportation (hEART2023)　2023年9月8日

  9. 道路施設点検における故障予知に関する一考察

    吉岡慶祐, 掛上寛希, 桑原雅夫, 下川澄雄, 水谷大二郎, 川崎洋輔, 佐津川功季

    第43回交通工学研究発表会論文集　2023年8月8日

  10. Queue replacement principle for corridor problems with heterogeneous commuters

    Takara Sakai, Koki Satsukawa, Takashi Akamatsu

    9th International Symposium on Dynamic Traffic Assignment (DTA2023)　2023年7月10日

  11. Adjustment process of adaptive signal control strategies with route choices: a case study with Policy $P_{0}$

    Koki Satsukawa, Takamasa Iryo, Naoki Yoshizawa, Michael J. Smith, David Watling

    9th International Symposium on Dynamic Traffic Assignment (DTA2023)　2023年7月10日

  12. 予約システムにおける探索行動と選好誘出の影響評価のための実験的アプローチ

    原祐輔, 川崎洋輔, 佐津川功季, 井料隆雅

    土木計画学研究発表会　2023年6月

  13. 不確実性下における都市交通サービスの予約システム設計に関する研究

    佐津川功季, 原祐輔, 川崎洋輔, 井料隆雅

    土木計画学研究発表会　2023年6月

  14. 点検データの統計分析に基づく購読道路 蓄電池設備の更新施策

    生嶋理恵, 水谷大二郎, 佐津川功季, 川崎洋輔, 桑原雅夫

    JAAM 研究・実践発表会　2022年11月

  15. 連続体近似による ETC 施設予備部品の最適配置計画

    福山峻一, 水谷大二郎, 佐津川功季

    土木計画学研究発表会　2022年11月

  16. 経路選択を考慮した適応型信号制御の動学解析

    吉澤尚輝, 佐津川功季, 井料隆雅

    土木計画学研究発表会　2022年11月

  17. 強化学習を用いた信号制御パラメータ最適化に関する基礎的研究

    桑原 雅夫, 福田 和輝, 橋本 申, 佐津川 功季, 田名部 淳

    第 42 回 交通工学研究発表会　2022年8月

  18. Dynamic system optimal traffic assignment with atomic users: Convergence and stability

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada, David Watling

    24th International Symposium on Transportation and Traffic Theory (ISTTT24)　2022年7月

  19. 動的システム最適配分の大域的最適解：待ち行列は存在しうるか

    酒井高良, 赤松隆, 佐津川功季

    土木計画学研究発表会　2022年6月

  20. 現場技術者へのアンケート調査に基づく高速道路設備の維持管理施策の改善可能性

    生嶋理恵, 水谷大二郎, 佐津川功季, 川崎洋輔, 桑原雅夫

    土木計画学研究発表会　2021年12月

  21. 複数選択肢をバンドルする予約システムによる効率的な資源配分の理論解析

    佐津川功季, 原祐輔, 川崎洋輔, 井料隆雅

    土木計画学研究発表会　2021年12月

  22. 経路選択と時間価値の異質性を考慮した自律分散型信号制御の評価

    吉澤尚輝, 佐津川功季, 井料隆雅

    土木計画学研究発表会　2021年12月

  23. 現場技術者の知見を活用した高速道路設備の維持管理施策の改善可能性

    生嶋理恵, 水谷大二郎, 佐津川功季, 川崎洋輔, 桑原雅夫

    JAAM研究・実践発表会　2021年11月

  24. 利用者の異質性を考慮したコリドーネットワーク出発時刻選択問題

    酒井高良, 赤松隆, 佐津川功季

    第35回応用地域学会 (ARSC) 研究発表大会　2021年11月

  25. 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, 赤松隆, 佐津川功季

    土木計画学研究発表会　2021年6月

  26. Dynamic user equilibrium in many-to-one corridor network with irregular ordered capacity patterns

    Yang Liu, Takashi Nagae, Koki Satsukawa

    土木計画学研究発表会　2021年6月

  27. Departure time choice problems in a corridor network with heterogeneous value of schedule delay

    TakaraSakai, TakashiAkamatsuandKokiSatsukawa

    The 27th International Conference of Hong Kong Society for Transportation Studies　2021年

  28. Zero-queue traffic control using green-times and prices together

    Michael J Smith, Takamasa Iryo, Richard Mounce, Koki Satsukawa, David Watling

    The 8th International Symposium on Dynamic Traffic Assignment (DTA2020)　2021年

  29. 高速道路施設を構成する部品備蓄の最適計画に関する研究

    佐津川功季, 水谷大二郎, 川崎洋輔, 金田威夫, 桑原雅夫

    土木計画学研究発表会　2020年11月

  30. ポテンシャル・ゲームに基づく動的システム最適配分の確率的安定性解析

    佐津川功季, 和田健太郎

    土木計画学研究発表会　2020年11月

  31. Modelling and control of dynamic traffic flow in mixed networks of autonomous and human-driven vehicles

    Koki Satsukawa, David Watling

    International Workshop on Control and DTA: from principles to large-scale implementation　2020年2月

  32. Stochastic stability of dynamic user equilibrium in unidirectional networks: Weakly acyclic game approach 国際会議

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada, Takamasa Iryo

    The 23rd International Symposium on Transportation and Traffic Theory (ISTTT23)　2019年7月

  33. 渋滞パターンに基づく道路ネットワークの交通性能とその低下メカニズムの解析

    佐津川功季, 和田健太郎, 大口敬

    CSIS DAYS2018　2018年11月

  34. ゲーム理論的アプローチによる動的利用者均衡の確率的安定性の解析

    佐津川功季, 和田健太郎, 井料隆雅

    土木計画学研究発表会　2018年11月

  35. 渋滞パターンの縮約に基づく⼀般構造ネットワークの交通性能近似⼿法の考察

    佐津川功季, 和田健太郎, 大口敬

    土木計画学研究発表会　2018年6月

  36. Network throughput under dynamic user equilibrium: Queue spillback, paradox and traffic control 国際会議 招待有り

    Koki Satsukawa

    第3回坊っちゃんセミナー Frontier of the MFD study (1)　2017年6月

  37. 首都圏高速道路ネットワークの効率的利用のためのランプ制御

    佐津川功季, 森部伸一, 和田健太郎, 大口敬

    土木計画学研究発表会　2017年6月

  38. Kinematic Wave理論の近年の展開：交通流の変分理論とネットワーク拡張

    和田健太郎, 瀬尾亨, 中西航, 柳原正実, 佐津川功季

    土木計画学研究発表会　2016年11月

  39. 動的配分理論による道路ネットワークの交通性能解析

    和田健太郎, 佐津川功季

    土木計画学研究発表会　2016年11月

  40. 単一終点ネットワークにおける動的交通量配分問題のNash均衡解の解法について

    佐津川功季, 和田健太郎

    土木計画学研究発表会　2016年11月

  41. A theoretical analysis of Macroscopic Fundamental Diagram based on dynamic user equilibrium 国際会議

    Kentaro Wada, Kouki Satsukawa

    The 6th International Symposium on Dynamic Traffic Assignment　2016年6月

  42. Effect of origin-destination structures on network performance: Some simple examples 国際会議

    Koki Satsukawa, Kentaro Wada

    The 20th International Conference of Hong Kong Society for Transportation Studies　2015年12月

  43. 渋滞パターンに着目したネットワークスループットの低下メカニズムに関する分析

    佐津川功季, 和田健太郎, 大口敬, 井料美帆

    土木計画学研究発表会　2015年11月

  44. 多起点1終点ネットワークにおける巨視的な交通性能解析

    佐津川 功季, 和田 健太郎

    交通工学研究発表会論文集　2015年

  45. 動的利用者均衡状態における MFD の解析: 1 起点多終点ネットワークの場合

    和田健太郎, 佐津川功季

    土木計画学研究発表会　2014年11月

  46. 観光地における長期交通状態予測手法の提案

    川崎洋輔, 佐津川功季, 梅田祥吾, 桑原雅夫

    第18回ITSシンポジウム

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共同研究・競争的資金等の研究課題 13

  1. 自動運転時代の交通と都市の共進化を解く統合数理モデルに基づく進化動学的政策設計

    佐津川 功季, 相澤 大輝, 瀬尾 亨

    2026年4月1日 ～ 2030年3月31日

  2. デジタルツイン時代の統合型輸送システムの分散型進化的最適化と実装

    井料 隆雅, 河瀬 理貴, 佐津川 功季, 原 祐輔, 浦田 淳司, 高山 雄貴, 瀬尾 亨

    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：The University of Tokyo

    2025年4月 ～ 2029年3月

  3. 物流の脱炭素化に向けた電力と交通を融合した電気自動車のネットワーク解析理論の構築

    坂井 勝哉, 坂井 孝典, 佐津川 功季, 芳澤 信哉

    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 (B)

    研究機関：The University of Osaka

    2025年4月1日 ～ 2028年3月31日

  4. シェア型自動運転車交通システムの規範的数理モデルの開発とその展開

    瀬尾 亨, 佐津川 功季, 河瀬 理貴

    2024年4月 ～ 2028年3月

  5. マルチスケール時空間経済系における粒子・流体表現を統合したメカニズム設計理論

    赤松 隆, 大山 雄己, 佐津川 功季

    2024年4月1日 ～ 2027年3月31日

  6. 異質性がもたらす交通システムの進化特性解明とそれに基づく交通制御・計画の設計

    佐津川 功季

    2023年4月1日 ～ 2026年3月31日

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    本研究は，交通サービスの多様性や交通利用者の各サービス選好・意思決定などの異質性が交通システムに及ぼす影響とそのメカニズムを解析することを目的とする．そして，交通システムを社会的に効率の良い状態へと導く交通制御・計画に関する知見を得る． 本年度は，都市で運用される多様な交通サービス（e.g. バス，鉄道，シェアリングサービス）と異質な利用者選好を含むシステムを解析する数理モデルを構築した．そして，利用者選好の異質性を踏まえて有限の交通サービスを効率的に割り当てるメカニズムの開発に取り組んだ．ここでは，サービス容量制約下において，利用者がサービス評価値・価格等に基づき自身の効用を最大化するよう利用サービスを選択する戦略型ゲームを定式化した．次に，割当サービス評価値の合計を最大化する社会的効率な状態を実現するためのメカニズムを，オークション理論に基づき設計した．また，現実で生じる不確実性を考慮して，サービス容量が確率的に変動する状況や利用者がリスク回避的に行動する状況におけるメカニズムの数理的性質を検証し，耐戦略性・効率性などの望ましい特性が保たれることを確認した．以上より，利用者選好・運用サービスの異質性を所与としてシステム性能やベンチマーク状態を解析する理論基盤を得た． 並行して，利用者の意思決定の異質性が持つ影響について，動的交通流理論の出発時刻選択問題の安定性分析から考察を深めた．本トピックでは，利用者全体が共通した出発時刻の変更基準（i.e. 進化ダイナミクス）を持っているとき，均衡状態が不安定化することが知られている．本研究では，個別利用者が自身の置かれた状況に応じて異質的な変更基準を有する状況を考えた．そしてこの状況では，交通状態が均衡状態へと大域的に収束することを証明した．すなわち，利用者の意思決定の異質性が交通状態の安定化に資する可能性があることを明らかにした．

  7. 多様な都市活動を支援する予測情報共有型時空間リソース有効活用技術の研究開発

    提供機関：National Institute of Information and Communications Technology (NICT)

    研究種目：課題C）アフターコロナ社会を形成するICT

    2021年4月 ～ 2024年3月

  8. 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

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

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

    研究機関：Tohoku University

    2021年4月 ～ 2024年3月

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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．

  9. 交通工学理論と機械学習を融合した道路交通システムの状態推定・将来予測・制御

    瀬尾 亨

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

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

    研究機関：The University of Tokyo

    2020年4月 ～ 2024年3月

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    本研究はテーマA，B，Cに分かれて遂行する計画となっている．今年度はそれぞれのテーマで以下の研究に取り組んだ．テーマA：動的ネットワーク交通流の性質の交通工学理論に基づく数学的解析，テーマB：統計的機械学習に基づく交通状態・需要情報の推定・将来予測手法，テーマC：理想的な状況を仮定した強化学習による交通システム制御手法などを開発した．各テーマの具体的な成果を以下に述べる．Aでは，例えば道路利用者の属性に異質性がある場合の単純な道路ネットワーク上の出発時刻選択問題を解析することで，その動的利用者均衡配分と動的システム最適配分を導出し，それらの類似点と相違点を明らかにするとともに，実際の制御についての理論的な示唆を得た．テーマBでは，例えばスパースモデリングに基づく県間旅行行動の長期分析を行い，COVID-19のような大規模事象に応じてどのように需要が変化するかを明らかにした．また，GPSデータにもとづく都市規模の観光流動分析手法や，高速道路上の交通状態推定手法を開発した．さらに，交通サービスのユーザーの利用動向を観測し，その行動モデルを構築し交通サービス固有の状況との関係を明らかにした．テーマCでは，例えば強化学習手法として知られるQ学習を用い，比較的単純な道路ネットワークに対し観測可能な交通情報のみから最適な動的混雑課金を漸近的に求める手法を開発し，シミュレーションにより検証した．また，自動運転システムの運行計画を最適化するためのヒューリスティックなアルゴリズムを開発した．

  10. 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

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

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

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

    研究機関：Tohoku University

    2020年4月 ～ 2024年3月

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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．

  11. 高度な動的制御のためのゲーム理論に基づくネットワーク交通流解析理論の構築

    佐津川 功季

    2020年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    本課題では，情報通信技術などの新技術導入による個々のドライバの挙動変化が交通システムに与える影響を解析するための基盤理論を構築する．そして，交通システムを安定化・効率化する交通制御への知見を得る． まず，前年度でも構築した道路ネットワーク上の動的交通流をドライバの戦略的な経路選択行動から解析する理論を，確率進化ゲーム理論の観点から再整理・定式化した．整理を通して，本研究で構築した理論やその解析結果について，交通の周辺分野であるゲーム理論やOR分野の知見との繋がりを明らかにした． また，交通システムを最適化する制御とドライバの自然な行動選択から生じる均衡状態とのギャップを，安定性の観点から再分析した．具体的には，動的ネットワーク流では待ち行列の存在により一般に複数の最短経路が存在するため，均衡状態が不安定化しやすいことを指摘した．不安定性はドライバが常に効用を改善しようとする行動をとる，あるいはそう行動するように誘導・制御すれば解消されることを明らかにした．しかし一方で，最適化の観点からは，この不安定性はシステムが局所最適から抜け出すことを可能とする揺らぎとも解釈でき，実際にドライバ全員の旅行時間は改善されうることを示した．交通状態の改善過程では揺らぎを許容しながら効率的な状態を探索し，発見したら効率的な状態を安定化するような制御が望ましい． さらに，ドライバの出発時刻選択を考慮した発展的な解析に関する研究をおこなった．ここでは，定式化や制御に向けての知見を得るために，ドライバを流体近似したフローとして取り扱う伝統的な出発時刻選択問題について，均衡状態とシステム最適状態の特性を解析した．その結果，ドライバの効用を均衡状態から変えることなく，混雑課金の導入によりシステム最適を実現できうることが明らかとなった．この知見をベースに個別ドライバ下での制御法を考察することが求められる．

  12. 社会便益を考慮した高速道路施設の維持管理高度化に関する研究

    桑原 雅夫, 水谷 大二郎, 佐津川 功季, 川崎 洋輔, 熊谷 靖彦, 岡 宏一

    2019年4月1日 ～ 2023年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    （１）生存確率の推定手法の提案：計測データには生存開始時刻（運用開始時期），故障時刻，観測期間が不明のデータが含まれており，これらの打切りデータも含めて生存確率を推定する手法を提案した．既往手法および提案手法の数学的な類似性，計測方法による推定手法の選択について考察を行うとともに，ETC機器，トンネル照明取付金具の生存確率の推定を行った． （２）故障原因別，環境要因別の生存確率の推定：故障原因別に生存確率を推定する手法の提案を行い，ETC機器の故障原因別の生存確率を推定した．また，ETC機器とトンネル照明機器について，生存確率が環境要因（凍結防止剤，海による塩害，利用交通量）によって，どのような影響を受けるのかを分析した． （３）点検戦略の評価：推定した生存確率に基づいて，点検戦略（頻度，間隔）の評価を行った．具体的には，生存確率に従う生存期間シミュレーションを用いて，現在の点検方法および新たな点検戦略について，故障件数，点検回数，補修回数について評価を行い，点検戦略の見直しの可能性について知見を得た． （４）故障時や定期点検時に必要な交換部品の配備計画：故障時に必要な予備品について，利用者損失を考慮した社会的損失を最小化するような備蓄拠点と予備品の配置パターンの最適化問題を定式化した．数値計算を行った結果，空間的な拠点の配置，予備品の配置数だけでなく，時間的な配置が重要となりうることが示唆された． （５）維持管理施策改善のためのスクリーニング手法：現場技術者へのアンケート調査により設備の特性を把握し，設備の種類ごとに適切な維持管理施策を決定するための方法論を提案した．NEXCO関西支社管内の41種類の装置機器について調査を実施し，個々の装置機器に対して，故障時の利用者への影響，故障の予兆の有無を把握することにより，適切な維持管理施策が決定できることを確認した．

  13. 交通渋滞の縮約表現に着目した大規模ネットワークの動的階層化による制御手法の研究 競争的資金

    佐津川 功季

    2018年4月 ～ 2020年3月

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