セルオートマトンモデルの渋滞学への応用

元胞自动机模型在交通拥堵科学中的应用

基本信息

批准号：
11F01805
负责人：
西成活裕
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

研究目的 : 渋滞学に依拠した数理的手法(セルオートマトン等)を用いて、安全な建造物の普遍的かつロバストな設計手法を構築することが目的である。また高齢者や障害者にとって安全な空間レイアウトを提案する。成果と重要性 : 1. Crowd-Zと呼ばれる建築デザインの初期段階で使われる群集シミュレーションの新しい枠組みを構築した。これは渋滞学でこれまで研究されてきた、フロアフィールドモデルの拡張とみなせる。これによって、建築物の中や周りの群集の流れを理解することが可能になった。2. Pipe-Zと呼ばれる単一ユニットから作られるチューブ状構造物を提案した。これは一つのユニットで、あらゆる形を実現することができる効率的な設計手法である。3. 複数の分岐を持つトラスおよび斜面ネットワーク構築の際の基本ユニットの数を最小化する効率的なアルゴリズムを提案した。これは数式処理ソフトMathematica上で動くものであり、そのためのソフトウエアも公開することができた。4. セルオートマトンモデルを用いた建築物の遮光システムを構築した。5. Truss-Zと呼ばれる、革新的かつ自在な形状を作ることができる傾斜路を提唱した。Truss-Zは2つの基本モジュールをお互いに組み合わせていく構造であり、単純なモジュールと、それを組み合わせる規則を与えるだけで構造物が生成されるという意味でセルオートマトンのダイナミクスと同じ原理である。これによって段差のない通路を構築することができ、群集特に高齢者の安全性や快適性の向上が期待できる。

研究目的：目的是利用基于交通拥堵科学的数学方法（如元胞自动机）开发一种通用且稳健的安全建筑设计方法。它还提出了一种对老年人和残疾人来说安全的空间布局。成果及意义： 1.我们构建了一个新的人群模拟框架Crowd-Z，用于建筑设计的早期阶段。这可以看作是迄今为止在交通拥堵科学中研究的地板场模型的延伸。这使得了解建筑物内和周围的人群流动成为可能。 2. 我们提出了一种由称为 Pipe-Z 的单个单元制成的管状结构。这是一种有效的设计方法，可以在一个单元中实现任何形状。 3.我们提出了一种有效的算法，以在构建具有多个分支的桁架和斜坡网络时最小化基本单元的数量。它在数学公式处理软件 Mathematica 上运行，我们能够向公众提供该软件。 4. 我们使用元胞自动机模型构建了建筑遮阳系统。 5. 他提出了一种名为 Truss-Z 的创新坡道，可以塑造成任何形状。 Truss-Z是两个基本模块相互组合的结构，它基于与元胞自动机动力学相同的原理，即通过提供简单的模块和组合它们的规则来简单地生成结构。这使得创建一条没有台阶的走道成为可能，有望提高人群，特别是老年人的安全性和舒适度。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Computational Intelligence Methods for Architectural Design

建筑设计的计算智能方法

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Zawidzki;K.Nishnari;Zawidzki M.;Zawidzki M.;Zawidzki M.
通讯作者：
Zawidzki M.

Modular Pipe-Z system for three-dimensional knots

用于三维结的模块化 Pipe-Z 系统

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
Journal for Geometry and Graphics
影响因子：
0.2
作者：
Zawidzki M.;Nishinari K.
通讯作者：
Nishinari K.

Application of evolutionary algorithm for optimization of the sequence of initial conditions for the cellular automaton-based shading

应用进化算法优化基于元胞自动机的着色初始条件序列

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
Journal of Cellular Automata
影响因子：
0.3
作者：
Zawidzki M.;Bator M.
通讯作者：
Bator M.

International Journal of Design & Nature and Ecodynamics

国际设计杂志

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
Creating Organic Three-dimensional Structures for Pedestrian Traffic with Reconfigurable Modular Truss-Z System.
影响因子：
0
作者：
Shuhui Lv;Mitsuhiro Saito;Zhongchang Wang;Chunlin Chen;Yuichi Ikuhara;Zawidzki M.
通讯作者：
Zawidzki M.

Economical fabrication of physical medium-scale model of the Truss-Z module

经济地制造 Truss-Z 模块的物理中等比例模型

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Zawidzki;K.Nishnari;Zawidzki M.;Zawidzki M.;Zawidzki M.;Zawidzki M.;Zawidzki M.;Zawidzki M.
通讯作者：
Zawidzki M.

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作者：
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通讯作者：
佐藤功典