論文

本研究は、都市計画において歩行の健康効果を活用するモデルを開発することを目的とする。具体的には、矩形の都市地域における人口分布が均一であると仮定し、理想的な歩行距離を達成するための単一または複数施設の最適配置と、地域住民の平均死亡率を望ましい水準に抑制するための商店街の長さを決定する問題を定式化した。最適解が達成すべき歩行距離と施設への訪問頻度に依存すること、またその結果が都市計画に示唆を与えることが重要である

本研究は歩行者が道路を横断する行動を介在機会モデルを用いて考察する.歩行者の横断に関する意思決定をモデル化することによって，信号無視の可能性を記述することができる。これに基づき，歩行者が横断歩道を利用する経路を選択する可能性を最大化するための数理計画問題を定式化し，最適な横断歩道の配置を分析した．歩行者の横断歩道選択に関する可能性をパラメトリックに変化させ，その値が最適横断歩道配置と目的関数値に影響を与えることを確認した．この数理モデルは，連続的な機会と離散的な機会が共存する他の状況にも適用可能である．

「移動距離は必要悪である」という価値観は，都市施設立地研究の系譜に一貫して横たわっている． しかし現在では、(a) 歩行の質を高めるための空間設計の提案，(b)徒歩移動を基盤とするコンパクトな都市設計の提案，(c) 歩行距離が健康に貢献し死亡率を低下させるという疫学的な証拠の出現を背景として，ある程度の歩行距離をポジティブに捉える都市計画の潮流が生まれつつある． 本研究では，施設までの徒歩距離を可能な限り理想的なレベルで実現するために(1)望ましい徒歩距離を達成させるための施設配置モデル，(2)平均死亡率を制御する施設配置モデルを提案し，1次元空間における基本的な特性を解明する．

定期連絡船を基地として離発着する自律制御ドローンによって沿岸部や島嶼部の目的地に物品を配送し回収するシステムを提案する．集配送目的地は，例えば瀬戸内海の島嶼部や沿岸部の集落である．こうした集落に住む買い物弱者を本システムによって救うことが可能である．提案する配送システムは，(1) 陸地からドローンを飛ばすよりも飛行時間を抑制できる，(2) 海上を飛行させることによって市街地の安全性を確保できる，(3) 定期連絡船の寄港地をデポとする物流システムを作成できる，といった特長を持っている．

都市の道路網において右折禁止規制をかけると，同一起終点でも移動距離が伸びることがあるため平均移動距離は大きくなる．ところが米国大手運送会社UPSは，事故の可能性が高く，さらにアイドリング時間の増大につながる左折（米国では車は右側通行）を原則禁じた配送ルートを設定することで，燃料消費量および二酸化炭素排出量を削減することに成功した．本研究では，運送会社のみならず都市全体で右折を禁ずることで，より大きな効果が得られるのではないかという仮説に基づき，モデル解析を行った．具体的には，格子状道路網の街区辺上に一様分布する起終点間の移動距離・所要時間・燃料消費量についてそれぞれ平均値と確率密度関数を導出し，右折禁止規制をかける前後の結果を比較した．その結果，右折禁止規制によって平均移動距離は大きくなるが，ある規模以上の都市においては，所要時間・燃料消費量の面で右折禁止規制のほうが良い結果を得られることがあるということを示すことができた．また，その都市規模の分岐点も簡単な方程式の解によって具体的に表されることを示した．

© 2019 The Ohio State University We develop a variant of the flow interception problem (FIP) in which it is more desirable for travelers to be intercepted as early as possible in their trips. In addition, we consider flows being intercepted probabilistically instead of the deterministic view of coverage assumed in the FIP literature. We call the proposed model the probabilistic minisum FIP (PMFIP); it involves minimizing the sum of the expected distance that each flow travels until intercepted at a facility among placed facilities. This extension allows us to evaluate the effect of facility location under any given value of the interception probability and to apply the model to a variety of situations. We apply the proposed model to an example network by assuming a hypothetical situation in which people gather at a stadium from various nodes on the network, and receive some goods or services on the way to the stadium. We analyze optimal solutions obtained by varying the number of facilities and interception probability. It is shown that the expected travel distance until intercept is greatly reduced by means of a few optimally located facilities under a moderate interception probability.

人口分布の代表的なデータであるメッシュデータに焦点を当て，これを任意に与えられた領域の人口推定ならびに施設への平均距離の推定に用いる場合の誤差を分析した．(6頁)

放射・環状鉄道網における環状路の設け方によって，移動距離に関わる特性値（移動量，総移動距離，平均距離等）がどの様に異なるかを記述する数理モデルを作り，環状路の役割を数値的に明らかにした。さらにモデルを首都圏に適用することによって，現状の環状路の意義を議論した．(6頁)

平面上に2つの閉領域を設け，各領域に分布する2点の間の距離の平均値を近似する方法を解析学的に追求し，得られた近似式が高精度であることを検証した（厳密な数値を得るには一般に数値積分等を必要とする）．さらに近似式のいくつかの都市工学的な応用について述べた．(6頁)

一次元の都市モデルで単一施設の配置問題を定式化し，利用者分布の空間的な集計（実際は別々に分布する利用者を一点で表すこと）が最適解に与える誤差を分析した．(6頁)

人口が放射対称に分布するときの施設への直線距離の平均値を，分布の積率級数和で与えられる公式を導いた。さらにこの公式をもとに近似式を提案し，人口密度が指数型に減少する場合（このときの平均距離は初等関数では表わされない）の近似精度が優れていることを検証した．(6頁)

一次元の都市モデルで単一施設の配置問題を定式化し，利用者分布の空間的な集計（実際は別々に分布する利用者を一点で表わすこと）が最適解に与える誤差（Aggregation Error/Biasと呼ばれる）を分析した．(6頁)