公共施設の統廃合において公平性の高いアクセスを実現する数理モデルの開発とその応用

公共设施合并和废除过程中实现高度公平准入的数学模型的开发及其应用

基本信息

批准号：
20H02389
负责人：
古田壮宏
金额：
$ 8.9万
依托单位：
Nara University of Education
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、将来の需要の変化を踏まえて、公共施設へのアクセシビリティという観点から、公平性を長期的に維持できる統廃合計画立案のための数理モデルを開発することを目的としている。これを実現するために、研究3年目である本年度は、昨年度までに行ってきた公共施設の統廃合に関する現状調査から、学校や病院、買い物支援サービスに焦点化し、いくつかの地域の情報に基づいて、施設配置を特に公平性の観点から比較・分析調査した。また、公共交通サービスの一つである鉄道網（中京圏）を対象に、通勤・通学フローを利用して、立ち寄り需要を数多く捕捉する鉄道駅の特徴を分析した。さらに、途中通過する鉄道駅のどこかに施設が存在するようなフローの流量に着目し、流量を最大化し、指定の個数の施設を配置する問題を解いた。公共施設等の配置を検討する上での基礎資料として利用できると考えている。また、道路網状の固定施設に対する需要割当問題の定式化および数値実験を行った。さらに、公共交通サービスとしての航空ネットワーク設計を考えるために、これまでに提案してきたどのように路線を整備していくかを取り扱うモデルにおいて、より現実的な状況を想定した拡張を行い、ベンチマークデータを用いた数値実験およびその結果の分析をすすめた。前年度までに開発したモデルを拡張し、従来のモデルにおけるすべての利用者が最小コスト経路で移動するという仮定に対して、利用者が最小コスト経路以外の経路も利用することを想定し、経路の利便性によって利用者を比例配分するモデルを構築した。また、公平性指標の分析として、議席配分問題を対象として、ジニ係数を最小化する問題として定式化、過去の参議院および衆議院のデータを用いて、数値実験を行った。この数値実験では、議席配分問題を従来の2次ナップサック問題としての定式化と線形整数計画問題としての定式化と比較し、分析した。

本研究项目的目的是开发一个数学模型，用于制定整合计划，从公共设施的可达性角度，考虑到未来的需求变化，能够长期保持公平。为了实现这一目标，今年是研究的第三年，我们将在去年进行的公共设施合并和废除调查的基础上，重点关注学校、医院和购物支持服务，我们根据多个地区的信息对设施布局进行了比较和分析，特别是从公平的角度进行了比较。此外，针对公共交通服务之一的铁路网（中京地区），我们分析了利用通勤流量捕获大量中途停留需求的火车站的特征。此外，我们还关注了经过火车站某处设施的流量的流量，并解决了流量最大化和布置指定数量设施的问题。我们认为，在考虑公共设施布局等时，可以作为基础材料。我们还制定了道路网络中固定设施的需求分配问题并进行了数值实验。此外，为了将航空网络设计视为公共交通服务，我们扩展了之前提出的模型，该模型通过假设更现实的情况来处理如何开发路线，并使用该方法进行了数值实验并对结果进行了分析。执行。我们将开发的模型扩展到前一年，与之前的模型假设所有用户都沿着成本最低的路线旅行相比，我们假设用户也会使用成本最低的路线以外的路线，我们建立了一个模型：根据方便程度按比例分配用户。此外，作为公平性指标的分析，我们将席位分配问题表述为基尼系数最小化问题，并利用参议院和众议院的过去数据进行了数值实验。在这个数值实验中，我们比较和分析了座位分配问题作为传统二次背包问题和线性整数规划问题的表述。