マクロ交通流シミュレーション - 数学的基礎理論とPythonによる実装

著者名：瀬尾亨

コロナ社（2024/05発売）

• ISBN：9784339052794

内容説明

マクロ交通流シミュレーションの基礎から応用までを解説し，原理原則，数学的理論，それらの実装法を理解する。また，シミュレータの実装を通して，数学的理論をプログラムとして具現化し，実社会の問題解決に役立てる面白さを学ぶ。電子版では図表の一部をカラーで掲載。

目次

1．マクロ交通流シミュレーションとは何か
1.1　背景：自動車交通と渋滞
1.2　マクロ交通流シミュレーション
1.3　本書の内容

2．交通流の基本要素
2.1　道路利用者と交通流
2.2　道路ネットワーク
2.3　車両軌跡と時空間図
2.4　マクロな交通流の表現
　2.4.1　交通状態
　2.4.2　累積台数
2.5　交通システムの全体的な性能評価指標
2.6　実際の交通流
2.7　マクロ交通流シミュレーションの構成

3．マクロ交通流モデルの理論
3.1　交通流保存則
3.2　交通流基本図（FD）
　3.2.1　車両運転挙動と交通流
　3.2.2　流率密度関係
　3.2.3　FDの性質
　3.2.4　FDの実際
3.3　KWモデル：基礎
　3.3.1　密度に基づく定式化
　3.3.2　特性曲線法による古典的解法
　3.3.3　三角形FDに基づくKWモデルの幾何学的解法
コーヒーブレイク：KWモデルと現実の交通流の比較
3.4　KWモデル：累積台数に基づく表現
　3.4.1　定式化
　3.4.2　Newellの単純KW理論
　3.4.3　交通流の変分理論
3.5　KWモデル：追従モデルとしての表現
　3.5.1　KWモデルと交通流の3次元的表現
　3.5.2　KWモデルと等価な車両挙動モデル
　3.5.3　Newellの単純追従モデル
3.6　KWモデル：まとめ
3.7　ノードモデル
　3.7.1　基礎的な定義
　3.7.2　分岐ノード
　3.7.3　合流ノード
　3.7.4　一般ノード
　3.7.5　ダミーノード
　3.7.6　出発地・目的地ノード
3.8　需要と経路選択
　3.8.1　需要
　3.8.2　経路選択

4．マクロ交通流モデルのシミュレーション法
4.1　シミュレーションの流れ
4.2　シミュレーション特有の概念
　4.2.1　座標系の離散化
　4.2.2　シングルコモディティとマルチコモディティ
4.3　リンクモデル：シングルコモディティの場合
　4.3.1　CTM
　4.3.2　Newellの単純KW理論，VT，LTM
　4.3.3　Newellの単純追従モデルとセルオートマトン
4.4　リンクモデル：マルチコモディティの場合
　4.4.1　CTM，VT，LTM
　4.4.2　Newellの単純追従モデルとセルオートマトン
4.5　ノードモデル
　4.5.1　CTM，VT，LTM
　4.5.2　Newellの単純追従モデルとセルオートマトン
4.6　経路選択モデル
4.7　まとめ
コーヒーブレイク：マクロ交通流理論小史
コーヒーブレイク：渋滞はなぜ起きるのか？

5．シミュレータの実装
5.1　プログラミング環境と表記法
5.2　単一リンクシミュレータ
　5.2.1　CTM
　5.2.2　VT
5.3　ネットワークシミュレータ
　5.3.1　シミュレータの構造と計算の流れ
　5.3.2　インポートおよび汎用関数
　5.3.3　メインループ
　5.3.4　ノードクラス
　5.3.5　リンククラス
　5.3.6　車両クラス
　5.3.7　経路選択クラス
　5.3.8　結果分析クラス
　5.3.9　まとめとテスト

6．シミュレーションの計算例
6.1　高速道路単路部のボトルネック渋滞
6.2　道路ネットワークのグリッドロックとMFD
6.3　より現実的なネットワーク
6.4　おわりに

引用・参考文献
索引

感想・レビュー

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コロナ社HPに読者モニターレビューあり https://www.coronasha.co.jp/np/resrcs/review.html?goods_id=8062 【 もこ 様　（業界・専門分野：交通流シミュレーション（ミクロ））】 掲載日：2023/10/24 【 大魔神 様　（業務内容：道路交通関連のコンサルティ ングとシステム開発）】 掲載日：2023/10/11

2023/10/20