2021年度学院等開講科目環境・社会理工学院土木・環境工学系土木工学コース

交通の科学とシミュレーション

開講元: 土木工学コース
担当教員: 瀬尾亨
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 水7-8 / 金7-8
クラス: -
科目コード: CVE.D405
単位数: 200
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

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としては，Microsoft Excelのような表計算ソフトで十分である．

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．

到達目標

この講義の到達目標は以下の通り：
1. 交通流理論を説明できる
2. 交通流モデルを解ける
3. 動的交通配分を説明できる
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

キーワード

交通工学; 交通流理論; 動的交通配分; 交通マネジメント

学生が身につける力

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)

授業の進め方

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

	授業計画	課題
第1回	導入，交通流理論基礎	交通流理論基礎について説明できる
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，解析的解法について説明できる
第3回	交通流理論：数値的解法	数値的解法について説明できる
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について説明できる
第6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7回	[演習] マクロ・ミクロ交通流モデルの応用	マクロ・ミクロ交通流モデルの応用ができる
第8回	動的交通配分：導入	動的交通配分の導入について説明できる
第9回	動的交通配分：利用者均衡とシステム最適	利用者均衡とシステム最適について説明できる
第10回	動的交通配分：リンクモデルとノードモデル	リンクモデルとノードモデルについて説明できる
第11回	動的交通配分：交通制御手法	交通制御手法について説明できる
第12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] 動的交通配分の応用	動的交通配分の応用ができる

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

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。

教科書

なし

参考書、講義資料等

Martin Treiber and Arne Kesting. "Traffic Flow Dynamics: Data, Models and Simulation", Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2013).

成績評価の方法及び基準

小テスト（30%），レポート（70%）

履修の条件・注意事項

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．