この講義では,都市交通システム,特に道路ネットワーク上の自動車交通流を扱う科学的・計算的な方法論を扱う.まず,交通流と動的交通配分についての数理モデルを学ぶ.次に,それらの解法,すなわちシミュレーション法を学ぶ.最後に,それらのシミュレーション法を学生が各自でコンピュータ上に実装し,問題解決のために応用する.実装に用いるツールは,Microsoft Excelのような表計算ソフトで十分であるが,本人にスキルがあれば一般のプログラミング言語を用いてもよい.
この講義の狙いは以下の理解である:都市交通システムを表現する抽象的な数学モデル,その抽象的モデルをコンピュータプログラムを用いて具現化する方法,それらを用いて実用的な問題を解決する方法.
この講義の到達目標は以下の通り:
1. 交通流理論を理解する
2. 交通流モデルを解ける
3. 動的交通配分を理解する
4. 初歩的だが正しい交通流シミュレータを作れる
5. シミュレータにより問題を解決できる
交通工学; 交通流理論; 動的交通配分; 交通マネジメント
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | 展開力(実践力又は解決力) |
それぞれの話題について,まず,基礎知識を講義する.この際,小テストを挟んで理解を深める.次に,各学生がシミュレータを実装する.そして,シミュレーションの結果をレポートとしてまとめ,提出する.講義スケジュールは進捗状況に応じて柔軟に変更される可能性がある.
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 導入,交通流理論基礎 | 交通流理論基礎を理解する |
第2回 | 交通流理論:マクロ交通流モデル,解析的解法 | マクロ交通流モデル,解析的解法を理解する |
第3回 | 交通流理論:数値的解法 | 数値的解法を理解する |
第4回 | [演習] マクロ交通流モデルの実装 | マクロ交通流モデルの実装ができる |
第5回 | 交通流理論:ミクロ交通流モデル | ミクロ交通流モデルを理解する |
第6回 | 交通流理論:セルオートマトン | セルオートマトンを理解する |
第7回 | [演習] ミクロ交通流モデルの実装 | ミクロ交通流モデルの実装ができる |
第8回 | 動的交通配分:導入,経路選択モデル | 動的交通配分の導入と経路選択モデルを理解する |
第9回 | 動的交通配分:ノードモデル | ノードモデルを理解する |
第10回 | [演習] 動的交通配分の実装 | 動的交通配分の実装ができる |
第11回 | 動的交通配分:交通制御手法 | 交通制御手法を理解する |
第12回 | 動的交通配分:出発時刻選択問題 | 出発時刻選択問題を理解する |
第13回 | [演習] 動的交通配分の実装と応用 | 動的交通配分の実装と応用ができる |
第14回 | [演習] 動的交通配分の実装と応用 | 動的交通配分の実装と応用ができる |
学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する 予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
なし
Martin Treiber and Arne Kesting. "Traffic Flow Dynamics: Data, Models and Simulation", Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2013).
小課題(30%),レポート(70%)
表計算ソフトを扱うための基礎的スキル.一般のプログラミング言語を使える必要はないが,本人の希望に応じて独力で使用しても良い.