Users Report 用户介绍/第100回

京都大学大学院
工学研究科 都市社会工学专业物流系统工学研究室/
交通信息工学研究室



构筑具有国际竞争力,可持续、安全、快捷的交通系统
高度研究用DS中结合各种功能,实现先进的模拟驾驶实验

 User Information
京都大学大学院 工学研究科 都市社会工学专业 物流系统工学研究室/交通信息工学研究室
URL● http://www.um.t.kyoto-u.ac.jp/ja
所在地● 京都市西京区
研究内容● 高效环保的都市物流系统/交通现象的分析、交通对策的评价、立案



 京都站向西直线距离约7km,娴静的高台上坐落着京都大学桂校区。这是继创立以来其中枢部所在的吉田校区(左京区)、及集合了自然科学、能源系的研究主体的宇治校区(宇治市),京都大学第3校区,开始于2003年。其背景是,融合技术和科学,建立全新研究教育据点「技术学山」。

▲京都大学桂校区 校门(左)/ C群C1栋内的模拟驾驶实验室中设置了高度研究用DS(右)

 这次要介绍的用户是配置在桂校区的京都大学大学院工学研究科都市社会工学专业。其中,聚焦在谷口荣一教授为中心的「物流系统工学研究室」和宇野伸宏准教授为中心的「交通信息工学研究室」。

 谷口荣一教授原本是按照该大规定的伦理规定,在公共道路用实车测定驾驶中人的行动及其间大脑的活动等。一方面,宇野伸宏准教授为了安全顺利地管理都市内流通的大量交通,主要通过图像解析等手法对各种车辆行为从外侧进行观测。但是,他们在以往的研究中都分别感受到收集研究所必要的数据的极限。以两个研究室为中心很早就着眼于利用驾驶模拟器(DS)的必要性,开始向大学方面申报积极争取模拟器的导入。去年春天,这些提案终于有了成果,FORUM8的6自由度运动平台的高度研究用DS正式被导入。

▲京都大学大学院
工学研究科
都市社会工学专业
物流系统工学研究室
谷口荣一教授
▲京都大学大学院
工学研究科
都市社会工学专业
交通信息工学研究室
宇野伸宏准教授
▲京都大学大学院
工学研究科
都市社会工学专业
交通信息工学研究室
中村俊之助教

 回顾都市社会工学专业的变迁和体制

 通过调查该学校办学以来的系谱,都市社会工学专业的前身是明治30 年(1897 年)发足的京都理工科大学土木工学科涉及到的土木系专业(土木工学专业及土木系统工学专业)和环境工学专业。后来经过几度学内组织的改组、扩充,为了与都市社会工学专业的发展相接轨,前述土木系专业和环境工学专业的诞生是在,伴随大学院重点化组织改编的1996年。之后,更是以科学技术、信息通信技术(ICT)的发展为背景,为了寻求对新课题高效迅速的对应,地球系5个 专业(土木工学、土木系统工学、资源工学、环境工学及环境地球工学)于2003 年由社会基盘工学、都市社会工学及都市环境工学3个专业重组而成。

 2003年秋天开校的桂校区由A~D四个群构成。截止目前,A群里有大学院工学研究科的电气系2个 专业及化学系6个专业、C群里有包含都市社会工学专业的地球系3个专业、建筑学专业及依次转移来的物理系4个 专业。工学研究科的研究教育功能着实得到了积累。

 都市社会工学专业揭示了可持续、安全且具备国际竞争力,创造成为人群活动基盘的都市系统的目标。其中,该专业具体的支柱内容设置了
  1. 都市ICT的革新和社会基盘的高度化
  2. 高度信息社会中的灾害风险管理
  3. 都市基盘的管理技术的发展
  4. 对应国际化时代的社会基盘整备
  5. 立足有限能源资源论的都市构造的确立

朝着实现这些目标,创办了
  1. 构造物管理工学
  2. 地震生命线工学
  3. 河川流域管理工学
  4. 地理管理工学
  5. 都市社会计画学
  6. 物流系统工学
  7. 交通管理工学
  8. 地壳环境工学
  9. 都市国土管理工学
  10. 社会基盘亲和技术论
- 一系列讲座。

 物流系统工学研究室都市物流系统相关的研究、安宁的都市单位并行

 同专业中,物流系统工学研究室考虑到21 世纪追求的都市,将道路、铁道、港湾等都市基盘设施作为系统,从特定角度来观察。在此基础上,探索构筑高效环保的都市物流系统及其管理方法论。作为这些研究的具体成果,在应用ITS(高度道路交通系统)的概率论的配车配送计划、e-商业对都市交通影响的减轻、都市物流施策的性能评价手法、都市基盘设施构筑的技术开发 - 等相关研究上取得了一定地位。

 谷口荣一教授除了该研究室的活动外,还与同大学院的工学研究科和医学研究科从2010 年开始联合,还在教育项目「安宁的都市单元」中亲自担任负责人。这也是将健康医学和都市系工学相融合,孕育全新学术领域的探索性研究。对于现代都市面临的各类问题,揭示了培养可以进行提案、实行综合且适宜政策人材(「安定的都市创造者」)的目的。

 同氏还提到,都市中以卡车的运动为首的物流的优化,或者将医疗和看护、护理一体化的地域系统的优化的相关研究。这里对ICT 利用的重要地位做了陈述。
▲配车配送计划的优化计算的结果(左)、多智能体模拟的结果(右)(图像提供:谷口荣一教授)

 交通信息工学研究室 交通系统更加聪明的利用、ICT应用为主干

 一方面,饭田恭敬京都大学名誉教授介绍到,作为日本独有的冠名,应用ITS的考虑,寻求交通系统整体更加智慧实用的管理方法(宇野伸宏准教授),并以此为目标开设了交通信息工学研究室(交通管理工学讲座)。在这里朝着安全、安心、快捷的交通实现,致力于交通现象的分析、对社会资本整备、交通政策产生影响的评价、新对策的立案等。其主要研究主题中,灾害时也可确保信赖性的交通网络的人、从所要时间的安定性的观点出发的道路网络的信赖性评价手法、道路交通信息的提供、料金设置对人的行为的影响等。

 此外,在这样的该研究室的活动中,中村俊之助教还关注超大数据的解析。近年尤其是使用IC卡的数据对人的交通行动把握、相对海啸的避难行动的模型化及其自动车利用的容许可能性的讨论中加大了研究力度。

 同研究室的发足当初开始,ICT的应用被赋予了主干活动的位置。今后为进一步提高交通拥堵对策、安全对策的效果,收集、检测人的行动、考虑方法相关的信息会更加重要。从这个意义来看,得到的数据量也会出现飞跃性的剧增,如何把握数据的品质将会是接下来的新课题。

 实车为基础的实验的界限和对DS的需求

 「在公共道路实验受很多限制,还会出现很多未知问题。模拟虽然也受限制,为了进行基础的实验需要进行可以人为控制各种要素的模拟」

 此外,与交通安全相关事件的实验、或新施策的评价等,在公共道路上均无法进行。特别是高龄者等属性不同被验者为对象,需要在可控制的环境下进行各种模式的实验,只有依赖DS。

 一方面,前述的「安宁的都市单元」中,作为客观评价都市的一环,对应驾驶时行动的大脑的活动,利用近赤外分光法(NIRS)进行测定。但是,公共道路用实车的实验中,交通条件、道路构造都存在不同,这些要素产生怎样的影响尚不明确。对这些要素进行分离,尽可能作出正确的分析,这些都需要DS,为此向大学方面申请了DS的导入,谷口荣一教授做了这样的回顾。

 对此,宇野伸宏准教授作为长年从事如何安全顺利地管理都市内交通的一环,关注的是都市高速。将来的评价指标、模型的作成也列入视野,合流部周边通过图像解析观测各种车辆的行动。

 但是,从外侧进行的观测始终受到限制,各人的判断、动作,包括人的行动在内认识到需要通过DS取得相关数据。同时,交通在交叉位置产生问题的分析、基于此的提案制定、交通安全的科学研究、或支援安全驾驶的施策评价等,对DS未来应用的展开做了描绘。

▲对应驾驶时行为的大脑的活动,使用近红外分光法(NIRS)
对大脑活动和驾驶员的驾驶行动、道路构造、交通状况的关联性进行研究

 DS导入后两研究室的研究内容

 两个研究室为中心为期数年的愿望终于实现,2012年3月末FORUM8的高度研究用DS 正式设置到C群C1栋内的模拟驾驶实验室。

 该DS由UC-win/Road 进行集成。装备6轴运动平台控制功能。可以模拟左右确认等合流时驾驶员的举动,确保180度视野角在前方有5个画面,两个侧视镜及后视镜,共8个画面的集群显示。此外,与NIRS的连接这一不同厂家系统间的难点问题也被解决,从两者取得的数据通过同步后进行解析。

 谷口荣一教授使用该DS和NIRS,从事关于大脑活动和驾驶员的驾驶行动、道路构造、交通状况关连性相关的研究。例如,合流部等对驾驶中的驾驶员的大脑的哪个部位产生多少负荷,推进相关研究的定量把握。

 「虽然,计测大脑的活动,进行相关的调查研究(方法)才刚刚开始」。他表示今后会需要使用NIRS计测到的结果的校准,与其他手法进行比较等工作。

 一方面,宇野伸宏准教授作为合流部的安全支援相关研究的一环,在都市高速的合流部验证安全驾驶支援信息的效果,与阪神高速道路株式会社共同研究。提供不同种类的信息,在合流部分析接近车辆的速度、油门操作产生的影响。其中,出现了希望计测到从油门到踩刹车动作(准备动作)新要求,学生们自行利用CCD照相机对DS进行了改良。

 同氏尤其关注的是车辆台数等的设置,以及自己可以进行道路设计的该DS的功能。这次的实验中,在学生事先作成的测试车道上被验者熟悉了DS的操作,与以往的实验相比,从年龄层、驾驶经验面更好地得到了更多被验者的协力,这些都采用DS的优势。

 不过,眼动追踪功能与该DS的界面同样被需要,中村俊之助教将其定位为今后的课题。

▲与阪神高速道路株式会社共同研究的样子(右上:合流线走行合流时、右下:本线走行合流时)(图像提供:中村俊之助教)

 进一步展开和今后的期待

 应用该DS的特点,改变道路、交通的条件,对高龄者的驾驶能力开发定量判断的手法等,希望对各种可能性进行挑战。此外,ITS的驾驶支援系统反映到该DS,由此探讨驾驶的便捷性、驾驶时的精神负荷如何变化,谷口荣一教授描述了今后的研究方向。这些情况下,超越专业领域期待可以有能够交换DS相关功能窍门的交流机会。

 对此中村俊之助教希望将前述相对海啸的避难模型与DS连接,然后利用DS 对超大数据的有用性(质)进行评价。同时,该氏还提到在得到FORUM8的协助下,考虑将研究作成的车辆行动模型导入到DS 的技术开发等。

 此外,宇野伸宏准教授对今后DS利用相关,在道路设计、安全驾驶及驾驶行为评价的同时,尝试通过模拟器客观研究自身的驾驶,或根据希望驾驶的高龄者的需求展开相关研究。他表示,实际上交通相关仍然有许多尚未解明的问题,关键的钥匙便是包含DS在内的先进的ICT应用。但是,单单只有数据我们还要把握自身研究的方向性,不能被数据淹没。
▲京都大学大学院工学研究科都市社会工学专业
物流系统工学研究室 交通信息工学研究室的各位

(执笔/采访:池野 隆)


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