駅計 画案評価 の ための群 集波動 シ ミュ レー タの構築
早稲 田大 学大 学 院 理 工 学 研 究 科 建 設 工 学 専 攻 渡 辺 仁 史研 究 室
樋 口 智 幸
は じめ に
人 は移 動す る。近年の情報化 の促進 によ り、 情報 の移動が人間の移動 に代 替 してい くか と思 い きや、 む しろ両者 の 間 には相乗効果 さえ うかがえる。特 に都市部 におい ては、日々それぞれ にそれぞれの目 的地 を目指 し、大量 の人が高密度 で移動 してい る。 その結節点 となるのが「駅」 である。 駅 は肥大化す る。鉄道網 は伏流 とな りなが ら増殖 を続 けている。よ り速 く、よ り大量 に、よ り正確 に、与 え られた至上命題 に応 えるべ く、鉄道会社 は競 って線路 を延 ばす。結果それ らの入 り乱 れ混 じ り合 うター ミナルは複雑怪奇 な構造 を呈 しなが ら、街 に向か って滲み出 して行 く。肥大化する駅 の 中 を脈打 つ人間の波動。人間の秦 きは、都 市 の血流 の ご とくである。 群集 に意志はあるの か。個 々の人 々は 自らの欲求 と目的に従 い移動す る。しか し彼 らを集合 として 俯厳 した とき、そ こに何者 かの意志が見 え隠れす る。粘菌の集合体 が、あたか もひとつの意志 の下で 行動 を起 こ してい る風 に見 えるように。 大量 の人間が移動す るとき、そ こには個 々の意志 を超越 した何 らかの法則が存在す るのではないか。 私 がそんな考 えに取 り憑かれたのは、 今 は無 くなって しまった京王 井 の頭線 の渋谷駅 コ ンコースの吹 き抜 けを見下 ろ してい たとき、 卒業論文 の きっかけを求めてあちこちの駅 をうろつ きまわってい た頃 で ある。その後卒論 の調査・研 究 を経 て、その確信 は深 まった。確信 だ け は深 まったが、それを明 ら かにす る手 だては乏 しかった。幾度 とな く、始発 も通 わぬ早朝 か ら駅構 内 のあち こちに ビデオカメラ を仕込み なが ら、 「 ああ、遍 く事象 の全 てを同時 に見渡 せる 目が欲 しい」と思 った。大 きな法則 を感 じ とるのに、ひとりの人間の 2つ ぼっちの 日では何 も見 えないの である。
目次
1章 研 究 背景 1.1 研究背景 。 ……………………………………………4 1.2 本稿 で用 い られる用語 の定義 .… …………………5
2章 研 究 目的
6
3章 研 究概 要 3.1 群集波動 と群集密度信号 .… ………………………7 3.2 解析手法 .… ………………………………………¨8 3.3 群集密度信号 による群集流動 のモデル化 .… ……9
4章
群 集 密 度 信 号 の解 析 4.1 変化則 の定義 .… ………………………………… 13 4。
5章
2
・… …… …… …・41 駅 の モ デ ル化 ……… … …・… … …… …・
シ ミュ レ ー タの作 成 5.1 概要 .… …………………………………………… 43 ・ ・ ・45 ・ ・ ・ ・ 5.2 シ ス テ ム ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・…・ ・ ・ ・ ・ ・ ・……・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・…・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ .....・
6章
参 考文献
51
付録 1 画像処理 による群集密度信 号 の抽出 .… …… i 付録 。 付録 .2 ウェー ヴ レッ トについて …¨………………・対 XVl 3 調査資料 付録 。 i
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FoNDo ‐
1章
研究背景
1.1 研究背景 鉄 道駅一特 に大都市 の ター ミナル駅 は、常 に大 量 の群集流 動 を発 生 。 吸収 して い るとい う点 にお い て、非 常 に独 特 な空 間 で あ る と言 え よ う。劇場 や ス タジア ム とい った他 の大規模 施 設 も確 か に大量 の 人員 を収容す るが、それ らと比 べ た ときの決定 的 な相 違点 は、流動 の発 生間隔 の短 さで あ る。 駅 に発 生す る群 集流 動 は乗 車流 と降車流 に大 別 で きるが、 後者 は電車 の断続 的到着過程 に よっても た らされ るため に、顕 著 な周期性 を ともなって い る。駅 におけ る人 間流動 を考 え る際 に、この周期性 を無視 で きな いのは 当然 である。
この ような駅 を設計す る際 には、 群集流動 のモデル化 な らびにシミュレーションが大変有効 である。 従来 は断面交通量や OD(遷 移率)の 実測 に基 づい た比 較的静的なモデルが用 い られてきたが、近年 の コンピュー タの発達 と一般化 によって、トラ ンザ クシ ョン型 のモデル(鉄 道総研 .文 献1な ど)の 開発 も進 んで きてい る。しか しなが ら、トラ ンザ クシ ョン型 は精度 を上げようとする程計算量が増大 し、駅 ビ ルや売店 を含 む様 々 な要素 を再現す るために莫大 な実測 デー タを必要 とす るとい う弱点 がある。また、 局部 の混雑 ではな く駅施設全体 の混み方 を大局 的 に予想 したい ときには、もっと大 まかなモデルが適 して くると思 われる。実際 トラ ンザ クシ ョン型 の シミュ レー タは、主 に既存駅改良の際 の予想 (例 :階 段 の設置位置決定)に 用 い られてい るのが現状 で ある。 鉄道網 の発 達 によるター ミナル駅巨大化 の流 れは、駅 ビル を代表例 とす る、都市空間・都市施設 と 「駅 に行 って くる」とい う表現 が、駅 に人 を迎えに行 った り、電 駅 とのポー ダ レス化 を促 進 して きた。 車 に乗 りに行 くことだけを意味す るのではな く、駅施設 自体 を目的地 としてい る場合 も多 々 ある。人 と駅 との関 わ り方 が変化 してい く中 で、駅施設全体 を総合的 に評価 で きる「動的なモデル」へ の必要 性 が徐 々 に高 まって きているのが現況 であ ろ う。
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1章
研究背景
1.2 本稿 で用 い られ る用語 の定義 一つの歩行 空間内 で、多数 の歩行者 が互 い に心理的 。人間工学的な影響 をその歩行行 動 に
群集歩 行
及 ぼ し合 い なが ら、それぞれの目標 に向かって歩行す る群 集行動現象 。 流れ
同一の 目標 に向か って、 ほぼ平行 した動線 を描 いて歩行す る歩行者群 の列 が持続す る現象 を、
歩行空 間を満 たす流体 として捉えた概念。 乗車流
電車 に乗車す ることを目的 とした流 れ。
降車流
電車 か ら降 りた歩行者群 が改本L口 に至 るまでの流 れ。
群集流動 群集歩行 を、歩行者 の単一の流 れあるい はい くつ かの流 れの集合 としてとらえた概念。 めたもの。 人間流動 群集流動 の上位概念 で、一つの歩行空 間 に限 らない大局 的 な人間の移動 をも含 の 婿集 歩行者 が高密度 に集合 した状態 が持続 して見 られること。全 ての歩行者 は 自分 の通常 歩行 速 度 では歩けず、ず り足 での前進 となる。 群集波動 疎密 のば らつ きをともな って押 し寄 せ る群集流動 の集合 を、波動 として とらえた概念。局 所 的 には群 集密度信号 で表現 される。 群集密度
歩行 空 間内 で、単位面積 あた りに存在 す る歩行者数(人 /m2)。
群集密度信号 に群 集密度
ある範囲内の群 集密度 を一定時 間毎 (本 稿 ではdt=10秒 )に 記録 し、横軸 に時刻、縦軸 を とって 1次 元信号 としたもの。群集波動 の数値 による表現方法 の一 つ。本稿 で特 に断
己している場合 はこれを指す もの とす る。 りな く「信号」 と表言 時間周波数解析
と 信号 の周波数解析 の一手法。信号 を信号平面(ま たは時間周波数平面、時間軸 周波
数軸 が張 る 2次 元面)上 で表現す ること。詳 しくは付録 .2を 参照。 駅構内
駅本屋 内。駅舎 としての建物 の内部 で、鉄 道側 が管理す る部分 、あるいは一般 に駅利用客
が
鉄道へ の乗降 に際 して通行す る範囲。対義語 :駅 構外。 い ラ ッチ内 駅構内 における改オL内 部 の諸施設 の総称。切符 を購入 しなければ入場 で きな 範囲.プ ラッ トホーム な ど。 ラッチ外 駅構 内 における改札外部 の諸施設 の総称 。切符 を購入 しな くても入場 で きる。 線 F12線 を挟 んで向 かい合 う場合 、 片面 プラッ トホ ーム 片恨1に のみ電車が発着す るプラツ トホーム。 相対式 とも言 う。 島式 プラッ トホ ーム 駅施設
両惧1に 電車 が発着す るプラッ トホーム。
駅舎 お よびそれに隣接す る諸施設 の総称。 いわゆ る駅 ビル も含 む。
*な お、本文中の sb96‐ 1∼
10、
si‐
1∼
5、
sb95、
sok‐ 0∼ 3、 sb94‐
1∼
7、
k-1∼ 6の 記号 は各調査
デー タに対応 してい る。詳 しくは付録 .3を 参照。 早稲 田大学渡 辺仁 史研 究室
1996年 度修 士論 文
PnopoSrro
2章 研 究 目的 群集波動 とい う新 たな概念 を提案 し、既存鉄道駅 の調査 を通 して群集密度信号 と して実測す る。得 られた群 集密度信号 の時間周波数解析 よ り、 信号 の変イ額 Jと 実空 間を対応 づ けることでモデル化 を行 う。 このモ デル に基 づ き、駅施設 の基本計画 に際 して、施設全体 にわたる人間流動 を動的 に予測 し評価 す るためのシミュ レー タを作成 す ることが本研究 の 目的 で ある。
早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修士論丈
REsJMLN
3章 研 究概要 3.1 群集 波動 と群集密度 信号 ■群 集波 動 到着 に よる群 集流動 駅 におけ る群 集流動 の発 生 は電 車 の 断続 的到着 過程 に強 く支配 され るため に、 発 生 直後 の混雑期 と、群 集 の移動・分 散 を経 た閑散期 を有 す る。 この様相 を、押 し寄 せ る波 になぞ ら え て捉 えた ものが群集 波 動 とい う概 念 であ る。波動 の 変化 の大 きさは降車直後 の地点 で大 き く、離 れ るにつ れ平均 化 され て小 さ くな ってい くとい う傾 向が既存研 究 .文 献2よ り明 らかに され てい る。 ■群集密度信 号 駅構内全体 の群集流 動 を同時 に映像 実際 の駅 にお け る群 集波 動 を把 握 す るため に理想 的 な方法 は、 と して上 方 か ら捉 え る こ とである。これ は現 実 には不 可 能 な ので 、ポイ ン トを絞 って ビデオ カメラを 得 られ た映像 はその ままで は解析 に適 さな い ため に、 設置 し、一 斉 に撮影 を行 うのが次善 の 策 とな る。 何 らかの 形 で 変動 の 要 素 を抽 出す る ことが 必 要 となる。定点 ビデオカメ ラの映像 内 で 変動す る要素 は そ の 映像 内 に存在 す る群 集 の人数 で あ り、これ を撮影 され てい る範 囲 の面積 で除す れ ば群 集密度 とな る。
理工学分野 では「自然現象、社会現象や工業機器 で生 じるさまざまな量の時間的、または空間的な 変動 は一般 に信号」.文 献3と い う概念 で扱 われているので、本稿 で もそれにならい群集密度信号 とい う 用語を新 たに定義す る。群集密度信号 とは、群集波動 を撮影 した映像 よ り、群集密度 のみを変動要素 として取 り出 したもの といえる。
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3章
研究概要
3.2 解析 手法 ■ ウェー ヴ レ ッ トによる時間周波数解析 群集波動 を群集密度信号 とい う「信号」 と して捉 え直 した ことによ り、その解析 において、他分野 での信号解析 手法 の応用 を考 える ことがで きる。 従来、信号 の解析法 と して幅広 く用 い られているのが フー リエ解析 であ り、建築学 において も、構 造 の分野 で各種 の振動解析 な どの用途 に導入 されてい る。 しか しなが らフー リエ解析 による信号解 析 では信号 を周波数領域 で表現 す ることにな るので、群集密度信号 の解析 には不十分 である。なぜ な ら、個 々の箇所 における群 集密度信号 の特性 もさることなが ら、それ ら相 互 の関連 を明 らかにす る こ とこそが群集波動・群集流動 へ の フイー ドバ ックにつ なが るため に、それぞれの信号 を並 び結 ぶ軸、 す なわち時間軸 の存在 が必須 だか らである。 そ こで本稿 では、時間軸 を残 しなが ら周波数領域 で信号 を表現す る、す なわち時間周波数解析 の行 群集密度信号 の解析 に用 い える信号処理 の方法 と して近年特 に注 目を集 めてい るウェー ヴ レッ トを、 ることとした。
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3章
研 究概 要
3.3 群集密度信号 による群集流動 のモデ ル化 ■群集密度信号の時間周波数解析 か らの考察 fo3-1に 実際 の群集密度信号 の時 間周 波数解 析例 を示す(時 間周波数解析 につい ては付録 .2を 参照)。 sb96-1は 、降車流動 の発 生直後 であるプラッ トホ ーム上での信号 で ある。周期性 が顕著 で、 レベ ル j=‐
1,‐
2に おける成分 が大 きい。それ に比 べ て、改オL日 付近 で ある sb96‐ 9で の信号 では ピー クが鈍 り、
レベ ル j=_1,-2で の成分 も減少 してい る ことがわか る。
￨IJ[鳳 l11.LIIIIL l j=。 ト
ヰ
州
中
引
斗
+4-j=‐
噌 脇嗣硼脚口
j=Ю
軸
1
卜
櫛
山
岬
申
‐ ‐
世
岬
j=‐ 1
卜 ‐ 卜 ‐ 2
2
3
3
4
j=‐ 4
5
j=‐ 5
fo3‐
静
・左 ,sb96‐ 9・ …右) 1:群 集密度信号の時間周波数解析(sb96‐ 1・・
離 れるにつれ平均化 されて小 さくなってい く 群集波動 の変化 の大 きさは降車直後 の地点 で大 きく、 とい う傾向が明 らかにされ てい ることは前述の通 りである。これを周波数領域 に換言す ると、降車直 後 の地点 での群 集密度信号 は高周波成分 が大 きくピー クが鋭 いが、群 集 の移動 にともな う伸張・分散 のため に、 距離が離 れるにつれて次第 に高周波成分 が減衰 してい くとい う風 に表現 で きる。すなわ ち、 2地 点 間の群集 の移動過程 は、それぞれの地点 における群集密度信号 の 周波数成分 の変化 と して表 わ され得 る。
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3章
10
研究概要
■群 集 の移動過程 の モデ ル化 □群集密度信号 と して の 表現 起 点 にお い て高密度 で発 生 した群集 は移動 にともな い、その群 集 を構成 す
る各 人 の 歩行 速度 の違 い
る群集流動 とも干渉 しな か ら次第 に伸 張 してい く。そ の と きの通路 が全 くの一 本 道 で あ り他 のいかな いは通路 幅 が い と仮 定す る と、群集 波動 に変化 を与 え る要 因 は この 伸張 だけ に単純化 で きる。 あ る ネ ック手前 で は高密度 の鋭 い ピー 狭 くネ ック とな り、自由歩行 を妨 げ られ る よ うな状態 になる場合 、 の とな る。 クを持 つ群集波動 であ って もネ ックを通過す ることに よつ て平均 され た も
撻憮猟海
お□ ●
● ０ ・
・
壼
怪駆畔悔
●
０
●
● ０ ０
fり 3‐ 2:単
fr°
独の群集波動 とその群集密度信号(実 線…左猥1の 領域 ,点 線…右側の領域)
この減 これ らの過程 は両方 とも、群集密度信号 としてみ た場合 には高周波数帯域 の減衰 にあたる。 上で モデル化す る こと 衰 の割合 を決定 で きれ ば、それが す なわ ち2地 点間の移動過程 を群集密度信号 とい える。 この時 に考 えなければならないのは、
1.2地 点間の移動 による時 間差 2.信 号 の周波数帯別 の変化
と い の2つ の要素 である。 これ らを決定す るために、2つ の信号 の 間の相 関係数 Rを 用 る。相 関係 数 ‐ の をとる は、2変 量間の(1次 式 における)相 関の程度 を数値 で表 した ものであ り、 1≦ R≦ 1の 間 値 い る が、処理 上 は しば しば R2と して符号 を無 くして扱 われる。Rが 大 きい程強 相 関 が あ 。
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3章
研 究概 要
□相 関係 数 を用 いて群集密度信号 間の時間差 を定義 す る 前述 の ように単純化 され た仮定 において地点 Aか ら地点 Bへ の移動 を考 えたとき、地点 Aに おけ る群 集密度信号 をA― B間 の移動時間 に相 当す る分 シフ トさせたものが、地点 Bに おけ る信号 で あると い える。勿論 、その移動過程 で信号成分 には変化 が加 わるが、移動前 の信号成分 の特徴 が全 く失 われ る訳 ではない。よって、両信号 の時間軸 をず らしなが ら相 関係数 をとることで時間差 を定義す ること がで きる。 0.5 0.4
0.3 0.2 0.1 0
7:52:00 8:02:00 8:12:00 193‐ 3:隣
8:22:00 8:32:00 8:42:00 8:52:00 9:02:00
9:12:00 9:22:00
り合 う2地 点間 での群集密度 信号 (実 線 …sb964,点 線 …sb96‐ 6)
fo3-4は 実測 され た信号 におけ る時 間差 の算 出結 果 で ある。横 軸 の数値 はデ ー タをず ら した個 数 を示 す。x=9で 最大値 0.841を
0。
Tl+90 得 るが、これ は、ある時刻 Tl∼ T2の sb96-4に おけ る信号 と、
0. 0.
秒 ∼ T2+90秒 での sb96‐ 6に おける信号 の 間の相 関係 数 Rが 最大
0.
-10
-5
0
5
10
193‐ 4:信 号 間 の 時 間 差 の 評価
で あ る こ とを示 す (デ ー タのサ ンプ リ ン グ間隔 は 10秒 )。 この と き、sb96‐ 4と sb96-6の 間 の移動 による時 間差 を 90秒 で ある とす る。 、
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1996年 度修士論文
3章 研 究概 要
12
□群 集密度信 号 の周波数帯別 の変化 以下 の手順 で 、移動過程 に相 当す る信号 の周波 数帯別 の変化 を求 める。 1.移 動 前 の信号 に時 間周波 数解析 を加 え、周波 数帯毎 に分解 す る。 2.そ れ ぞれの周波 数帯成分 に適 当な係 数 をかけ る。
3.係 数倍 された周 波 数帯別 の成分 を再構 成 し、新 たな信号 を得 る。 4.得 られ た信号 と、移動後 の信号 の 間 の 相 関係 数 Rを とる。 この とき、両 者 の 間 の 時 間差 も考 慮 す る。 5.最 大 の Rを 得 る係 数 の組 み合 わせが 、移動過程 の成分 変化 に相 当す る。
膠動後の信詞 h鳳 鳳■1_1鳳 Al AA_
L鰤
鳳
分解
1)比
較
１ 月
に
L肌 皿 A
J「
A鰤
鳳Ｗ訛
膠 動前の信別
A_11 j=_0 卜 ・
脚 ―
×°
j-2×
操作 。再構成
__―
j=_1 ― ― 一 ― ―
a
卜`
j-3× b j=‐
匡
L=Ю
卜`
4xc
193‐ 5:信 号 の成 分変化 の 算出
以上のような方法で群集の移動過程 を信号上の表現 に置 詳 しくは次章以降で触 れることとするが、 き換えることができる。
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‐
‐ ‐
‐
A,mr,rSrs
4章 群集密度信号 の解析 この章 では、調査結果 よ り抽 出 された群集密度信号 を解析 し、信号 の変化法則 を導出す る。
4.1 変化則 の定義 ■デ ィジタル・フ ィル タとしての歩行空間 群集密度信号 は群 集 の移動 によつて変化す るが、その変化 に大 きく関与す る要素 としてその歩行 空 間が挙 げ られるであろ う。例 えば階段前 に蝿集 が生 じた場合、その階段以前 の信号 と、階段 を通過 し た後 の信号 では明 らか に性質 が異 なる。この とき、階段 は信号 に対 す る一種 のフイル タとしての役割 を果た しているとい える。 わるフ イル タもデ イジタ 本稿 で扱 われてい る信号 の デ ー タは全 て離散 デ ー タで あ るの で、これに関 ル・ フィル タ となる。実歩行 空 間 と、そ の空 間が信 号 に及 ぼす デ イジタル・ フイル タ として の特性 と の 関連 を明 らか にす る ことで 、群 集密度信号 上 での駅空間 の 記述 が可 能 になる はず で ある。 詳細 は次節 で述 べ るが、 こ こで は駅 構 内 にお い てデ イジタル ・ フイル タの作用 を持
つ部分 を
「通路(Abb)」 「階段(StairS)」 「改札(Gate)」 の3種 とし、調査結果の解析 を用 いて実空間 との対応を明らかにする。
■ MathematicaTM:こ ついて MahematicaTMは Wolfram Rescrch,Inc.に よる数値演算 アプリケーシヨンである。各種 の数値演算、
の 記号 を用 いた式の表記、リス トを用いた行列演算、微分・積分演算、オリジナル関数の定義、数列 グラフイクスによる描画などが可能である。本稿 では、ウエー ヴレットを用いた時間周波数解析 を行 う為 にこのアプリケーシヨンを使用 している。 頻繁 に使用す るオリジナル関数 は"パ ツケージ"と して別個 にまとめて定義できる。時間周波数解 析 を扱 う部分 に関 しては、参考文献.文 献3に 付属 の SplineWavelctパ ツケージを利用 し、これと組 み合 わせる形で、信号同士 の相関係数の算出 を主とす るパ ッケージⅣ aveFom)を 作成 した。以降の説明は MattematicaTMに よる演算過程 と併 せて行 う。
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14
□時間周波数解析および相関係数算出パ ッケージ「WaveForn」 (★
:Tit■ e:
(★
:Author:
(★
:COpyrighti
(★
★
WaveFo nn
★)
Tomoyuki H工 GUCH工 Copyright
■)
Tomoyuki
H工 GUCH工
★)
:PaCkage Version: 2.■ ■.O Created Jan. ■6′ ■996 or fo― er 2.O Modified Dec. 5′ ■996 ■997 」an。 24′ 2.■ Modified
)
BeginPackage[1lWaveForm｀ unprotect[COrre■ Shift]′
′
1'′
Smooth′
{=lSP■ ineWave■ et｀・ )]
CetCorre■ ′ Trimnata′
Mu■ ti′
目 関数 の 使 用方 法説 明 ■ 関数 CorreI] Correl[datal,data2]:datalと data2の 間 の相 関係 数 を返 す。 Correl[datal,data2,(n,di〕 ]:(1∼ n_di)ま で のdatalと 、(di∼ n_1)ま でのdata2の 間 の相 関係 数 を返 す。 つ ま
り、左 にdi個 シフ トさせ たdata2と daLlと の相 関係 数 で 、移動 による時 間差 を考慮 に入 れ る際 に使用 す る。 m番 目か らn個 とつたデ ー タ と、data2の m tt di番 目か らn個 とつたデ ー タ との間 の相 関係 数 で あ る。
Correl[datal,data2,{m,n,di}]:datalの
Corre■ ::usage
=
data2] returns the corre■ ative and data2. Corre■ [data■ ′ coefficient between data■ data2′ {n′ di}] takes e■ ements n′ with di ■ag. Corre■ [data■ ′ data2′ {m′ n′ di}] Starts at e■ ement m. ='Corre■ [data■ ′
The form of data must be {a′
{e■ ′ e2′ ...}}."′
■関数GetCorrdロ 2変 量(xl,x2,¨ 。 ),(yl,y2,¨ .)の 間 の相関係 数R^2を 求 める。
Rの 定義 は以 下 の式 による。
R=
又)(yl-7)十 (X2-う (y2-⊃ +.… …+(XN― う(yN― フ) -*12 + 1lo - xy +.. r 1* - *12 fv, -9)2 +(vz-92 +....-.. + (yN- 9P u/1*t (Xl―
^f
CetCorre■ ::usage = 'lCetCorre■ [data] returns the corre■ ative coefficient datao The data must have the form {{x■ ′ y■ }′ {=2′ y2〕 ...}.1・ ′
of
■ 関数 Smoothロ ウ ェー ヴ レッ トに よる時 間周 波 数解析 を加 え、分解 され た任 意 の周波 数帯 レベ ル に任 意 の倍 数 を乗 じた上 で再構 成 を行 つた ものを返 す 。 Smooth[data,level,kl:周 波 数 帯 レベ ル _levelを k倍 して再構 成 す る。 Smoodl〔 data,(kl,k2,… b〕 ]:周 波 数帯 レベ ル ‐■をそれぞれkn倍 した上 で 再構 成 す る。 NR:オ プ シ ョン :NR‐ >Onで 、常時 レベ ル ー1を 皓 す る。雑成分 除去 に用 い る。 S■ ooth::usage
=
■eve■ ′ k] returns the reconstructed data′ 工ust be Rea■ ). is mu■ tip■ ied by [k](k ―■eve■ n is smooth[data′ {k■ ′ k2..′ kn)] giveS each mu■ tip■ ied by kn. ―> On′ the ■eve■ ―■ of the data is With the option NR t'S■ ooth[data′
Wh08e
―■eVe■
reduced.1・
′
NR::usage =
“NR
is an option for the function s■
ooth.1'′
■ 関 数 T‖ mDatall
TrimData[datal,data2]:長 さの違う2つ のデータの長さを揃える。
Trimnata::usage = 1'Trinnara[data■ ′ data2] returns trimmed data′ by tapping zeros in appropriate ■ocations."′ ■ 関数 Muh硼
MuldISeq,k]:seqで 与 え られ たデ ー タの成 分 をk倍 す る。
Mu■ ti::usage
= 'lMu■ ti[seq′
k] giveS mu■
tip■ id
data by
k.・・ ′
■関数Shrt〔
]
shiniseq,kl seqで 与 えられたデータをk個 だけシフ トさせる。k>0の とき右ヘ シフ ト.
Shift::usage = 1'Shift iseq′ k] returns sequence which are shifted k times(k > 0 -> Shift to R工
e■ ements
GHT)。
1'
16
目 関数定義 の内容 ｀
Begin[=・ PriVate｀
=1]
MotherFunction[SP■ ine4]′ 3oundaryCondition[Free]′ Corre■ ::badn = 'lThe n・・mher
of taken e■ ements must be
Corre■ [data■ _List′ data2_List] Modu■e[{tコPl′ tmp2}′ tttP■ t口P2
■arger
than di.''メ
:=
= TrimData[data■ ′ data2][[■ ]][[2]]メ = TrimData[data■ ′ data2][[2]][[2]]′
CetCorre■ [TransPose【
{tコ P■ ′tコ
,2}]]^2
]
Corre■ [data■ List′ data2_List′ {m_工 nteger′ 、_Integer′ di_工 nteger}] Modu■ e[{Rdata■ ′ Rdata2′ t,P■ ′tコ p2}′ 工f[n く= di′ Message[Corre■ ::badn′ {n′ di}]]′
= Trinnata[data■ ′ data2][[■ ]]′ tttP2 = Tri7nnata[data■ ′ data2][[2]]′
tttp■
Rdatal = Take[tmp■ [[2]]′ {― tコ Pl[[■
]]+m′
―tコ P■ [[■
Rdata2 = Take[tコ P2[[2]]′ {― 切
P2[[■ ]]+m+こ
]]+ n +m
― di ― ■)]メ
′ ―枷 P2[[■ ]]+n+m―
■}]′
CetCorre■ [Transpose[{Rdata■ ′ Rdata2)]]^2 ]
Corre■ [data■ _List′ data2 List′ {ヽ_工 nteger′ di_工 nteger)] := Modu■ e[{Rdata■ ′ Rdata2′ t口 P■ ′ tmp2)′ 工fln く= di′ Message[Corre■ ::badn′ 〔n′ di}]]′
= TrimData[data■ ′ data2][[1]]′ tttP2 = T=innata[data■ ′ data2][[2]]′
t● P■
Rdatal = Take[tコ Pl[[2]]′ 〔―tmp■ [[■ ]]+
■′ ―t口P■ [[■ ]]+
Rdata2 = Take[t口 P2[[2]]′ (― 蜘
P2[[■
]]+■ +こ
′… …
n
― di}]′
2[[■ ]]+n)]′
CetCorre■ [Transpose[(Rdata■ ′ Rdata2)]]^2 ]
:=
17
CetCorre■ [data L■ st] := Modu■ e[{n′ ユ■StЖ ′ ユiStY′ =′ y′ =Sqpar● d′ ySq■ ared′ =y}′ n=― gth[d巨 ta]′ (■ ■StЖ ′ 工土stY)= Tran8PO● e[data]′ = ■■stЖ . Tab■ e:■ , (■ )]′ =‐ yヨ ■■8tY . Tab■e[■ ′ {n)]′ =sqpared= (■ iStX^2) . Tab■ e[■ ′{n}]′ ySq■ ared=(■ ■StY^2) . Tab■ e[■ ′ {n}]′ =y= (■ ■StЖ ■■8tY) . Tab■ e[■ ″ 〔n)]′
N[(n =y
― = y)ノ Sqrt[(n
=sqpared
― =^2)《 n
ySquared
― y^2)]]
]
Opt■ 0■ 8【 Sn00th]
= {NR
―>
On}′
■evel_工 nteger:■ Modu■ e[{c′ d′ fnct}′
Smooth[data_L■ st′
′ 、
=Fea■
′ 。P,__二 ?Opt■ OnQ]
C[0]= data′ fnct = 燎 ノ. (opt}ノ . Optiong[sm00thコ ′ Do[ C Ittn]=Decc口 PoseToSca■ ing[cI― n + ■]]′ et[c[― ■ + ■]]′ ′ d[‐ n]=Dec_oseToWave■ {n′
■eVe■ )
]′
d[― ■]=
Do[
{d[― ■][[■ ]]′ d[― ■][【 2]]■ 工f[fnct === On′
{n′ ]′
]
■]}′
n]= (d[― ■][[■ 1]′ dI「 n][[2]]★ =f[n==■ eVe■ ′ L′ C[― n+■ ]= Reconstruct[c[― n]′ d[― n]]′ ′
d【 ―
C[0]
0″
■eVe■ 7 ■′ ・
)
■]}′
18
Smooth[data List′ ￨_L■ st′ oPt___?OPtiOnQ] := MOdu■ e[{c′ d}′
C[0]= data′ Do【
DecomposeToSca■ ing[c[― n + DeccttPoseToWave■ et ic[― n + Length[k])
c[― n]= d[― n]= {n′
■]]′ ■]]′ ′
]メ
Do[
d[― n]= (d[― n][[■ ]]′ d[― n][[2]]★ k[[n]]}′ C[― n + ■]= Reconstruct[c[― n]′ d[― n]]′ ′ {n′
Length[k]′
■′ …■}
]′
C[0] ]
Trinnata[aSeq_′ cSeq_] :=
Modu■ e[{ユ d=■ ′ iパ Y9′ t口 P■ ′ t口P2′ tmp3′ t口 P4′ out■ ′ out2)′
= aSeq[[■ ]]― CSeq[[■ ]]′ = 」Oin[Tab■ e[o′ {AbS[idX■ ]}]′ …工f[POSitiVe[idx■ ]′ aseq[[2]]′ cSeq[[2]]]]メ t口P2 = 工f[POSitive[idX■ ]′ CSeq[[2]]′ aSeq[[2]]]′ id=■
■
二月,9 t口P3
= Length[t口 P■ ] ― Length[tmP2]′ = 工f〔 POSitive[iЯ マつ]′ tコ P■ ′tmp2]′ tmp4 = Join[工 f[POSitive[idX2]′ tコ P2′ t口P■ ]′ Tab■ e[0′ (Abs[iパ マ ']}]]′
= =f[PoSitiVe[idx■ out2 = 工f[POSitive[idX■ out■
★ ユハΨ t口P3′ tコP4]′ ']′ ★ iパ T']′ tmp4′ tコP3]′
{{Min[aseq[[■ ]]′ CSeq[[■ ]]]′ Out■ }′ {M吐 n[aseq[[■ ]]′ CSeq[[■ ]]]′ Out2}} ]
Mu■ ti[set′
k_] :=
Seq[[2]]★ k} Shift[seq_′ k_工 nteger] := {Seq[[■ ]]′
工f[POSitiVe[k]′
(Seq[[■ ]]′ 」Oin[Tab■ e[0′ {Abs[k]}]′ Seq[[2]]])′ (Seq[[■ ]]― k′ Seq[[2]])]
End[] Protect[corre■
EndPackage[]
′ Smooth′
CetCorre■ ′ TrimData′ Mu■ ti′ Shift]
4章
群 集 密 度 信 号の 解 析
19
■雑成分の除去 時間周波数解析 を加 え各 デ ー タの比 較 を行 う際 に、その周波数成分 レベ ルj=_1を 雑成分 とみな し て取 り除 いている。これは、一 つ には現実 の撮影条件 上の制約 か らくるデー タの不均 一 を是正す るた めであ り、群集波動 を表す信号 としての特徴 をよ り明確 にす るためである。
ik4 original
ik4 oiginal 0.5 0.4 0。
3 2
0。
1
0。
140 160180200 220240
140 160180200 220240 fo4‐
1:未 操作の群集密度信号 の '1
上 図 は ik-4お よび ik_6に お け る信号 の 部分 である。一見 して、ik― 《左 )に 比 べ ik-6(右 )に 刀ヽさなギザ ギザが 目立 つ の分 か る。これ は、カメ ラア ングルの都合上 ik-6の 方 が ik‐4よ りも撮影範 囲 が狭 いので、 そ の範 囲 内 で 人 一 人 が 占め る割合 が相対 的 に大 き くな って しまい、人が 一 人存在 す るか しな い かの影 響 を大 き く受 け てい る為 で あ る。 複 数 の ビデ オ カメ ラの撮影 面積 を完 全 に一 致 させ る ことは不 可能 なので、この差 異 を吸 収 し、なお か つ群 集 波動 を見 る上 で必 要 とされ る変動 を明確 にす る必 要 が でて くる。ここで 、周波数成 分 レベ ル j=‐ 1は 周期 でいえば 20秒 ∼ 40秒 に相 当 し、電車到着 による変動 を中心 に見 る上 で は雑成分 とみな し
て も構 わ な い 、 との判 断 よ り雑成分 除去 を行 つて い る。
:た
滋‐ 6 Ⅳοls`沢 ′グ ε “ `グ
― イNols′ Rθ グ ειグ “
0.5
0。
0.4
0. 4
0.3 0.2 0.1 0
0。
0.2 0。
1
140 160180200 220240 140 160 180 200 220 240 ベル 1を された信号 194-2:レ 除去 i=‐
上 図 は そ れ ぞれの レベ ル j=_1を 除去 した もので あ る。微 振動が取 り除 かれ、信 号 と しての大局 的 な特徴 が 明確 にされ たのが わかる。
早稲 田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
4章
群集 密度 信 号 の解 析
■通路 (Abb)の 変化則 ここでい う「通路」 とは、 「一定幅 で高低差 のない歩行空間」 で ある。既存研究 .文 献2よ り「初期密 度 (流 動発生直後地点 での群集密度 )0.8人 /m2以 上の場合、移動距離 とその移動先 における地点での群 集密度 との間 に対 数関数 で表 される関係 が存在 す る」ことが明 らかにされている。これ を群集密度信 号 に応用 す る と「信号 の急崚(高 密度 )な 部分 は移動 に従 い減衰 し、その減衰加減 は移動距離 との間の 関数 で表 される」 との仮 説 が成 り立 つ。よって ここでは、信号の成分変化 とその移 動距離 との間 との 関係 を探 るもの とす る。 調査 デー タの内か ら通路 上の一 方向流 とみなせ るもの として、kl∼ k3(朝 )を 用 い る。調査時間帯
R線 方面へ の移動旅客 で あ ることが確認 されてい る。ま が通勤時 であ り、その殆 どが西武池袋線 か ら」 た、他 の流動 との合流や交錯 も少 ない。
7:08:00
7:18:00
7:28:00
５５ ５１ ５ ５ ５
７ ２ ７ ・ ２ ７ ・ ・ ・ ・ ０ 。 ７ ・ ・ ・２ ７ ・２ ． ７ ０ ・ ・ ・
:07:00
7:17:00
7:27:00 fig4‐
iklと
ik2、
ik2と
ik3、
7:37:00
7:47:00
7:57:00 8:07:00
8:17:00
3:群 集 密 度 信 号 の プ ロ ッ ト(縦 軸 … 密 度 、横 軸 … 時刻
iklと ik3と
8:27:00
8:37:00
)
い う3つ の組み合 わせで比較を行 う。尚、各 ポイント間の距離 は
順 に57m、 27m、 84mで ある。
早稲田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
21
■ デ ー タ 読 み 込 み 部 分 で あ る 。 こ の デ ー タ は ik-1と ik‐2。
MothorFunction[SP■ in041′ BoundaryCondition[F=ool′ SetDirOCtory["Math:t● =t3"]′ data = R● adLi3t["工 k■ -2.t=ti=′ (Rea■ ′ data = Tran3p● 30[datalF = data[[■ 1]′ data2 = data[[211′ timeLb● ユ = StringRep■ ac● [data[[3]]′ dataLength = Length[data■ lF
R● a■ ′ String)]」
data■
Tab
―>
""〕 「
実 淑1デ ー タ を補 間 す る 関 数 を得 る 。 ■■■ ■■2
■
= Find工 nterpo■ ation[{0′ datal)]′ = Find工 nterpo■ ation〔 {0′ data2)]メ
そ れ ぞ れ の 実 測信 号 の レベ ルj=_1を 除去 ■■■n= ユ■2nr
= Smooth[■ ■■′ (0・ = Smooth[■ ■2′ (0。
)]′ )]′
■ 実 測信 号 の プ ロ ッ ト。 上 が ik-1、 下 が ik-2。
0。
2
1 0。
8
0.6 0.4 0.2
True, AapcctRatlo
―>
frue,
―>
ArpectRatJ.o
／ ／ ■ ■
0.8 0.6 0.4
＞ ＞ 一 一
■■3tP■ Ot〔 Sca■ ingSampユ ●[ユ k■ n=′ 01′ P■ otJoined 6′ Pユ otRang● ―> ({■ ′ dataLength}′ A■ ■)]′ Li3tP■ Ot[Sca■ ingSamp■ o[工 k2nr′ 01′ P■ ot」 oinod 6′ pュ 。tRange ―> {(■ ′ dataL● ngth)′ A■ ■)]′
22
移 動 に よる「 時 間差 」 を求 め る。 coコ P■ coロ ロ2 CO口 P
8 Tab■ ●【Corr● ■[土 k■ nr′ ユk2n=′ (dataLongth′ n)]′ (n′ ■2}]″ = R● ▼●=8● [Tab■ ●[Cor=0■ [ik2n=′ ユk■ nr′ {dataLongth′ n}】 ′ (n′
= {Tab■ ●[n′
{n′
-12′
■2)]′
」oin[comp2′
tim● Lab● ユ[[dataLength]]′
Li3tp■ 。t【 Tran3pO● ● [COmp】 ′ P■ 。tJoined ■2)′ (0, ■ ・0)), Axo30=igin ―> (0′ 0)′
A3PeCtRatio
'・
dt = comp[【 ■】][[P。 8■ tiOn[comp[[2】 Print[Tran3P030 EC。 コP]′
―>
]′
T=u●
±■2n=′
(Corr● ■[■ ■■nr′
(dataLongth′ 0)]}′ Comp■ 1)′ print〔 【"′ timeLab● ユ[[■ 11′ " ―> "′
′
P■ otRango
―>
■2)】 】′
==]"】 ′
{{―
■2′
―> 0.6】 ′
Ma=[COmp[[2】 】]][[■ 1]]]′
" max at "′ dt】 メ
[7:07:10 -> 8:42:00]
{{-12′ 0.0652726}′ {-11′ 0.0582239}′ {-10′ 0.0516424}′ {-9′
0.0421182}′ (-8′ 0.0322959)′ {-7′ 0.0260399}′
{… 6′
0。
{-3′
0.0295213}′ (-2′ 0.0459201}′ {-1′ 0.0843527}′
{0′ 0。
0238219}′ {-5′ 0.0239376}′ {-4′ 0.0249694}′
148121}′ {1′
{4′ 0.538429}′ 0.605307}′
0。
{5′
0。
22564}′ {2′ 0.317633}′ {3′ 0.425185}′
0.623697}′
{6′
0.648564}′
{8′ 0.50992}′ {9′ 0.392386}′ {10′ 0.284013}′ 198804}′
(12′
0.134508}}max at {6}
{7′
{11′
23
■ 両信号 の間の相関係数。各 レベルG=‐ 2,‐3,‐43に かける操作係数を変数、Lcと した関数である。上記より、 移動 による時間差 は600(デ ー タ6個 分)。 E「 unc[a_F● aユ
′￨_Rea■ ′ q_R● a■ 】 Xoduユ●[(cO● r}′ co●
‐ (0.′ a″ b′
= ユ[Sm● 。th[ユ L■ ′ Co==●
C)F
●Oo■ 1′
:1●
■■2■
=′
〔data― gth′
dt[[■ 11)]
]
■数値解析 により、相関係数 を最大 にする(a,b,C)の 組み合 わせを得 る。 「
indu■ ni口田風 [― =Func[ュ ′ b′ ●1′ ・ 》}′ AccuracrC。 ●■ ―> ・ )}′ (C′ {0・ ′ ■ (a′ 〔0・ ′ ■ ・ }}′ (b′ (0・ ′ ■
{-0。 71871′
{a
―>
0.0790053′ b
―>
41
0.453798′ c ―> 0.679459}}
■同様の手順で他箇所 について も求める。 ■ ik‐ 2と 置-3
{-0。 81569′
{a
―>
0・ 243708′
b
―> 0。 734781′
―>
c
0.809171}}
■ ik‐ 1と ik‐ 3
{-0.76119′ {a ―> 0.0607361′ b
―>
0.46■ 482′
c
―>
0.622145}}
4章
群集 密度 信 号 の解 析
□関数式 の選 定 ここまでで各周波数帯毎 の倍率(操 作係数、とす る)が 得 られた訳 だが、次 にこれ を移動距離 と関連 づ ける。周波数帯 レベ ル j=‐ n毎 に関数 Fn(X)と して操作係 数 を与 える(xは 移動距離(m))。 この時、具 体的 な F③ の条件 として
1.x=0近 傍 において F(x)=1・ 0:移 動距離 が 0に 近 い場合、信号 は殆 ど変化 しないので、信号成分 は 維持(等 倍)さ れる。
2.xが 大 きい程 F(x)は 減 少 :一 方向流 で交錯 も合流 もない場合 には、群集 の移動 が信号 に対 して与 える影響 は、移動 に伴 う群集全体 としての伸張 のみである。その結果、移動距離 が大 きくなれ ばなる程信号 の変動 は小 さ くな り、理論 上 は一定値 に収束す ると考 えられる。 よって、各周波 数帯毎 の変動成分 は次第 に減 ってい く(減 衰す る)と 言え る。
3.xが 無限大 において F(x)は 0に 収東 :各 周波数帯毎 の変動成分 は xが 大 き くなるにつれ減少 し、 つい には 0に 漸近す るが、0以 下 になる ことはない。 4.F(x)は
xが J｀ さい地点 で傾 きが大 きい :IF(30)‐ F(20)￨ >lF(100+30)‐ F(100+20)￨、 同 じ10m
間の違 いで も十分離 れた地 点 での違 いは小 さい。
が挙 げ られる。 これ らを満 たす関数 と して、
F(x)=b Xa(但 しaく
0)が ある。
この式 はx■ で無限大 なので、条件 1の x却 近傍をx=1(m)と すると、
F(1)=b la=b=1.0と なるので結局
F(x)=xa(但 しaく
o)と
なる。
この関数式 に解析値 を代入 して、それぞれの レベルにおけるaを 決定する。
早稲 田大学渡 辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
25
スト に る リ 。 の の れを 距 び 移 動 す よ そ 時 ・看 ′ Hヽ 驚 窮 虜 Fr費 弯 ttt」 題 案 輝 A色 風 [ι 彙 昇 鶏 『 ‐
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口 欄
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runc[=′ ■』
8暉
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調 :Ⅲ
轟
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ヽ り ま subFmCll構 響 :稚 υ 胤 聘 ので の る ある。 も 為 る を求め ￨も 適合す 関数
=^二 ′
■畿謂崎警電J[JJ》 ^η
.{■ ,■ ,■ ,■ )
26
■移動距離償 軸)と 、実測値 より得 られた操作係数(縦軸 )と の関係 をプロッ ト. 上か ら レベ ル j〓 _2,‐ 3,4の ときである。
SDerauユ tFont ‐ (1'Tim● 8-Roman"′
Do[
9.}′
datapユ ot[ユ ] ‐ Li3tpュ 。t[Tran3P03●
[{L′ co● f[■ 1)1′ ―> Faユ 8● ′ ―> (pointSiZ● [0.02】 ′ Eu● [01)′ ■))′ Pユ otRange ―> (A■ 工′ (0′ A=● 80=igin ―> {0′ 0), pユ 。tLabe■ ―> FontFom [==J = ■2.》 ]′ (''Tin03-工 ta■ ic"′ D■ 8P■ arrunction ―> 工dentity]′ ′ ―■)]′ {ユ ′ -2′ -4′ ShoWECraphic8Array[{(datapュ 。t[-21′ datapュ 。t[-31)′
d
Pユ otJ● in● pユ otStyユ ●
１
1 ８ ０
0.8
６ ０
0.6
４ ０
0.4
２ ０
0.2
１ ０
８・ ６・ ４ ０
０
０
２
■ 数値 解析 に よって、 それ ぞれ の レベ ル にお け る関数式 を決定 す る。
n…
{a ―> -0.521115}} {0。 0264052′ {a ―> -0.155031}} {0。 00695055′ (a …> -0.091222}} {0.00743097′
(datapュ 。t[-41)》
ノ=-3
ノ=-2
r■nd“in■ man[3ubFunc[2′ a】 ′(a′ -0・ ■)] r■ h2n【 3ubhC[3′ `]′ (a′ -0。 ■)] r■nd■ ■■■ala[3ubhC[4′ al′ (a′ -0・ ■)]
" く> ToStr■ ng[土 】′
]]′
27
レベ ルj=2‐ 3,‐4に おけ る移動 距 離xと 操作係 数 との関係 を表 す 関数式 で あ る。
PO"3 ‐ (-0.52■ ■5′ -0.■ 5503■ ′-0.09■ 222)′ =●
OW3
{x-0.52115′ x-0.155031′ x-0。
091222}
求めた関数式 と実測値 を同時にプロットしたものである。
Do[
runOpュ 。t[ュ 】 ‐ ShoW[datap■ 。t[ユ ]′ Pユ 。t【 =^P。 ■●[[ ■
D■ 8Pユ ay「 {ユ
unction
―>
■】】′ {=′
■′ 99》 ′
工dOntity]]′ ′
―■)]
′ …2′ -4′
ShOWECrapb■ c3Array[{{FunOp■ Ot[-2】
′ runcp■ Ot[-3】 》′
】]′
ノ=-3
ノ=‐ 2 1
1
0.8
0.8
0.6
0.6
04
0.4
0.2
0.2
40
{runOp■ cLE-41}》
60
60
ノ=イ 1
0.8 0.6
04 0.2
80
100
80
1∞
4章
群集密度 信号 の 解 析
□ 関数 式 の検 証 F2(X)=XЮ
521
155 ・ F3(X)=X‐ ° 91 F4(X)=X・ °°
い 池 袋 駅 の 調査 結 果 の 解 析 よ り導 出 した上 の 式 を、ひ とまず k式 とす る。 この 式 が他 の 場 所 にお て も有効 で あ る ど うか を検 証 す る。検 証 に は sb96‐ 2,4,6を 用 い る。 この例 で は 、通路 の 合 流 お よび動 く歩 道 が 介在 して い る 。
。 「動 く歩道」 の変換 「動 く歩道」 の移動速度 は 0.6m/sec(実 測)で あ る。 また、通勤 ラ ッシ ユ時歩行速度代 表値 として 1.4m/s∝ .文 献1を 用 いている。ここで全 長 L(m)の 動 く歩道 があるとす ると、この歩道上 を歩行 しなが ら
移動 した場合、通過 にかかる時間は(L/(1.4+0.6))secで ある。 この 同 じ時間 で通常 の通路 を移動す る こととす る。 て 距離 は、 (L/(1.4+0.6)× 1.4)mと なる。この距離 を、動 く歩道 の変換 された長 さとし 扱 う L'=Lノ (0.6+1.4)×
1.4=0.7L
sb96-2と 4の 間 の距 離 は 69mで 、そ の 内 56mが 動 く歩 道部分 で あ る。よっ て動 く歩 道経 由 の通路 長
は
9-56)+56× 0.7=53mと なる。同様 に sb96-4と 6の 間 は、102m、 (102-47)+47× 0.7=88mで あ
る“ 。
早稲田大学渡 辺仁 史研 究室 1996年 度修 士論文
4章
群集 密 度 信号 の 解析
。 「幅比」 を用 い た配分 い に入 い 歩行 空 間の 幅 が変化す る部分 にお いて、群集 の密集 お よび拡散が発生す る。広 所 か ら狭 所 い る場合 には群 集密度 は増大 し、逆 の場合 は減少す る。 しか しそ こに存在す る総人数 は変 わらな 。
N
ρl=Wl×
△L
fig4‐ 4:
幅比
群集密度 信号 は群集密度 上 での 表現 なの で 、幅 の変化 を考慮 に入 れなけれ ばな らな
い。 上 図 よ り、
充分短い距離△Lの 部分について考えるとき、幅Wlに おける群集密度ρlと 幅Ⅵりこおける群集密度 つ ρ2と の 間 には ρ2=W1/W2ρ lの 関係 が成 り立 。 い こ とか ら、 動 く歩 道 につ いては、他 の歩行 空 間 に比 べ て高密度 に人が乗 り込 み、経路 選択 率 も高 そ の 幅 を 2倍 と して評価 す る。 sb96の 例 で は、 1200×
2=2400mmで ある。
k 動 く歩道 と通常 の経路 を分離 して別 の経路 と して扱 うことに よ り、 そ れぞれ に変換 を行 つた上で、 式 を用 い る こ とがで きる。下 に以 上 の要 素 を考慮 した sb96の リン クのモデル 図 を示す。
fig4-5: sb96-2,4,6OU >
)lA
早稲 田大学渡辺仁史研 究室 1996年 度修 士論文
30
■ デ ー タ読 み 込 み 部分 で あ る。
Moth● rFun ction[Spユ in04】 ′
BoundaryCondition【
Fr● ●】′
SetDユ =octory["Math:text8"]′ SDefau■ tFont = ("Tim● 8-Roman"′
9.}′
readLine = R● adL■ 3t["3b246.t=t'!′ (R● a■ ′ Rea■ ′ R● a■ ′String)]′ adLin● = Tran3P030[=OadLin● ]′ =● data[0】 = =OadLin● E[■ 11′ data[■ 】 = =eadLin● [[2】 】′ dataE2] = =o● dLin● [[3】 ]′ timeLb● ユ = StringRop■ ac● [roadLin● [【 4]]′ Tab ―> ""]′ dataL● ngth = Length[=eadLin● [[■ 111′ ■ ロー カル 関 数 の 定 義 hlC[X]は 、 距 離 xm)に お け る周 波 数 帯 別 操 作 係 数 (kl∼ 3に お け る実 測値 よ り算 出 され た もの )を 得 る。 dlx]は 、 通 勤 ラ ッシ ユ時 歩 行 速 度 代 表値 を1.4(Wscc)と し、 距 離 x(m)を 移 動 す る際 の信 号 の 時 間差 に よ る
データのずれ個数を得 る。
funC[■ _] := Moduユ ● [(co● f8)′ CO●
=30■=8 (-0.52■
′
-0.■
…0.09■
55′
)′
=^C● ]
dt[■_】
:= F工 oor[工 /■ .4/■ 0 + 0.5】
■ 実測 デ ー タを補 間す る関 数 を得 る。
3b2 = Find工 nterPo■ ation[{0′ 8b4 = Find工 nt● =Po■ ation[{0′ 8b6 = Find工 nterpo■ ation[{0′
data[Ol}]′ data[■ ])】 ′ data[21)]′
■ sb96‐ 2に お け る実測信 号 の レベ ルj=‐ 1を 除去
3b20 = Smooth[3b2′ (0.}]′ ■ 分 解 、周 波 数 帯操作 、再構 成 を行 い 、 sb96‐ 2由 来 のsb96‐ 4に お け る信 号 成分 を得 る。
3b22 = Smooth[3b20′ 3b2■ = Smooth[3b20′
Func[69】 ]F func[5311′
■ 移 動 時 間 に相 当す る分 だ け シ フ トさせ 、 幅比 を加 味 。
3b22at4 = Shirt[Mu■ ti[3b22′
8b2■ at4
= Shift rMu■ ti[3b2■
3400./9600.1′
′ 2400。 /9600.1′
dt[6911′ dt[531】 メ
上 の信 号 の プ ロ ッ トで あ る。 L■ 8tp■ 。t[Sca■ ingSampユ ●[3b22at4】
A3p● ctRatio ―> ■/6′
′ P■ ot」 oined
―> {(■ ′ dataLength)′ Pユ otRang● Li3tpュ 。t rSca■ ingSampユ ●【3b2■ at4]′
A3P● CtRatio ―> ユ/6′
PlotRrnge
{0′
0.2))]′
(0′
0.2))]′
p工 ot」 oined
―>
Tru● ′
―>
Tru● ′
1灘 200
100
麟
100
2CXl
300
4∞
sb96-4に お け る実測信 号 の レベ ルj=_1を 除去
3b4 = Smooth[3b4′
〔0.)]′
計算 に よって得 られ たsb96‐ 4に お け るsb96‐ 2由 来 の信 号成分 を、 sb96‐ 4に おけ る実演1信 号 か ら減算 し、 sb96‐ 3由 来 の信 号 成分 とみ なす。
3b2at4 ョ Soqu● nceAdd[3b22at4′ 3b2■ at4]メ 8b43ub = S● qu● nc● AddE3b4′ Mu■ ti[3b2at4′ -1.]]′ ■ そ の信 号 の プ ロ ッ トで あ る。 ■■8tp■ 。t[Sca■
A3peCtRatio P■ otRang●
ingSamp工 ●[8b48ubl′ ―>
■/6′ ―> ((■ ′ dataLength}′
Pユ ot」 oined
―>
Tru● ′
A■ ■)]F
0.25 0.2
0.15 0.1
0.05 -0.05
‐ 0.1
移動 す る前段 階 の信 号 を得 る。 上 か らそ れ ぞれ、 sb96‐ 2由 来通 常 通路 経 由、 sb96‐ 2由 来動 く歩 道経 由、 sb96‐ 3由 来 で あ る。 sb96‐ 6に
3b22at40 = Mは ■ti[3b22at4′ 9600。 /7930。 】′ 8b2■ at40 ヨ Hに ユti[8b2■ at4′ 9600。 /7930.1メ 3b48ubO 日 Muユ ti[3b48ub′ 9600./7930.]′
32
■ 分解、周波数帯操作 、再構成。
3b22at42at6 = Smooth[3b22at40′ func[■ 021 3b2■ at42at6 = Smooth[8b2■ at40′ func[■ 02】 3b43ub2at6 = Smooth[3b48ubO′
runc[■ 0211
●b22at4■ at6 ‐ Smooth【 8b22at40′ 3b2■ at4■ at6 = Smooth[8b2■ at40′
3b43ub■ at6
func[881
func[88】
= Smooth[3b48ubO′ Func[88]】
メ
■ 移 動 時 間 に相 当 す る 分 だ け シ フ トさせ 、 通 路 幅 比 を加 味 。
3b22at42at6 = Shirt[Mu■ ti【 8b22at42at6′ 5530./9■ 00. 3b2■ at42at6 ‐ Shirt[Mu■ ti[3b2■ at42at6′ 5530./9■ 00. 3b48ub2at6 = Shift[Mu■ ti[8b48ub2at 6′ 5530./9■ 00。 】′
′ dt[■ 021】 ′ ′ dt[■ 021】 ′ dt[■ 02】 】
3b22at4■ at6 = Shift[Xu■ ti[3b22at4■ at6′ 2400。 /9■ 00. 8b2■ at4■ at6 = Shift EMu■ ti[3b2■ at4■ at6′ 2400。 ノ9■ 00. 8b48ub■ at6 = Shift EMu■ ti[3b48ub■ at6′ 2400./9■ 00.]′
′ dt[88】 ′ dt[88]
■ 総 和 を得 る。
3b22at4at6 = SequonceAdd[3b22at42at6′ 8b22at4■ at6】 3b2■ at4at6 ‐ S● quoncoAdd[8b2■ at42at6′ 3b2■ at4■ at6] 3b48ubAt6 = S● qu● ncoAdd[8b48ub2at6′ 3b48ub■ at6】 ′ 3b2add = SequenceAdd[8b22at4at6′ 3b2■ at4at 3b6add = S● quencoAdd[3b48ubAt6′ 3b2add]′ ■ sb96‐ 6に お ける実測信号 の レベ ルj=‐ 1を 除去。
3b6 = Smooth[3b6′ {0.}】 ′
6]′
dt[8811′
■ 上が計 算値 に よる再 構 成 デ ー タの プ ロ ッ ト、下 がsb96‐ 61こ おけ る実 測値 のプ ロ ッ トで あ る。 ●[3b6add]′ p工 。t」oined ―> Tru● ′ A3peCtRatio 一> ■/6′ pユ otRangO ―> 〔(■ ′ dataLongth)′ A■ ■)]′ L■ 3tP■ Ot[Sca■ ■ngSampユ ●[● b6】 ′ p■ 。tJoined ―> Tru● ′ ■8P● CtRatio ―> ■/6′ pユ otRange ―> ((1′ data■ ength》 ′ Aユ ユ)]′ L■ 3tp■ 。t【 Sca工 ingSampユ
１ ５ ３ ５ ２ ・ ・ ・ ︲ ０ 略 ０ ０ ０ ・ ・ ０ ０ ５ ４ ３ ２ １ ・ ・ ・ ・ ・ ０ ０ ０ ０ ０
■ 両 デ ー タの相 関係 数 .R^2=0.777,R=0.882と な り、 これ は非 常 に 良好 な値 で あ る。 よつ て 、 sb96実 演1 デ ー タ にお い て も、 ialま 有 効 で あ る と い え る。
Co==oユ [3b6● dd′
Sq=t[t】
8b61
0.777487 0.881752 ■ 結果 以上の結果をもって、本稿 にお け る「通路 による周波数帯別操作係 数」 の式 を決 定す る。 レベ ル レベ ル レベ ル
=-2: coef(x)=x∧ (-0.521) =-3: coef(x)=xA(_o.155) =-4: coef(x)=xA(_o.o91)
*但 しxは 通路 の長 さ(m)
sb96‐ 6に お いて、算 出値 のス ケ ー ルが実測値 よ り小 さくなってい るが、 これはsb96‐ 6の 移動先 にネ ック があるためにその幅に制限 されて、群集が前 もつてあ る程度密集 していたことが原因 と思われる。
4章
群集密度信号の解析
■階段 (StairS)の 変化則 「 階段」 は 1フ ロア間の移動 をす るもの に限定す る。 通常、階段 は他 の歩行空間 に比 べ て幅が制限 され、その上 り回・下 り口付近 で蝠集 を発生 しやす い。 婿集 を生 じた場合 は階段通過後 の群 集密度信号 は平滑化 される。一 方、群集が低密度 での歩行 の場合 は、 通過速度 は変 わる ものの信号 と しての性質 にはあ ま り影響 しない。このことから、階段 が持 つ フイ ル タと しての特性 はそ こに流入す る群集 の群 集密度 によって変化す る ことが予想 される。つ ま り、到 着人数 と階段幅 に依 存す る。 階段 の上 りと下 り、お よび両者 の絡 み合 い によって状況 は複雑 に変化す るが、ここでは、調査 デ ー タよ りほぼ一方向の単独流 と見 なせ る場合 を取 り出 して分析 を加 える ことか ら始 める。
□時間周波数解析 か らの考察 例 1:sb96‐ 1-。 sb96‐ 2 埼京線 プラ ッ トホ ー ムか ら コン コースヘ の上 り階段 。幅 2000mmで エス カ レー タ2基 (調 査時 間帯内 で 9時 までは上 りのみ 、9時 以 降 は双方向)を 併 設。
j=-0
た Aた た ム し た1た 上 Ю ト .1._に
‐
2
‐ 2
卜
3
‐ 3
‐
4
卜
194‐ 6:群 集密度信号の時間周波数解析(レ ベル i=‐ 2∼
‐ 4、
sb96‐
1・
`
¨左 ,sb96‐ 2・・ ・右)
全 ての レベ ル を通 して共通 のスケ ールで 表示 され てい 上 図 にお け る分解成分 のスパ イ クの長 さは、 る(特 記 ない 限 り、本稿 にお い て は全 て同様 であ る)。 言 い換 えれば、縦 軸 の 目盛 りは全 て に共通 で 、全
体 的 にどこにエ ネルギーが集 中 しているかが分 かる。さて、上の例 ではレベ ルj=_2に おいて両者 のエ ネル ギー分布 の違 いが顕著 である。階段歩行前 に対 し、歩行後 の信号 であるsb96-2で はレベルj=-2の 成分 が減少 してい る。 通路 の式算定過程 で も確認 され た ことであるが、移動過程 の群集密度信号 におい て、レベル i〓 -2で の成分変化が最 も大 きい とい う傾 向 がある。 この レベ ルは周期 に して40秒 ∼ 1分 20秒 で、歩行行動 が持 つ 時間ス ケ ール に一番近 い部分 であると考 えられ る。 早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論 文
4章
群集 密度 信 号 の解 析
群集密 度信 号 の各成分 を大局 的 に見 る と、 レベル i=‐ 1(周 期 40秒 未満 ):雑 成分 レベル i=‐ 2(周 期 40秒 ∼ 1分 20秒 ):歩 行行動 と密接 な関係
20秒 以上 ):電 車 の 到着 に支配 され る
レベル i=-3以 降 (同 期 1分
と読 み取 ることが可 能 であろ う。勿論、それぞれの レベ ルは独立 ではな く相互 に作用 し合 ってい るの で、 この様 な見方 をする時 には十分 な注意が必要 である。 次 に、 エ ネルギーの集 中度合 を数値 で表す。 ■各成分の2乗 の総和 をエネルギーとする。 コnergy[9_:List]
:=
(c[【 2]]^2) . Tab■ e[■ ′ {Length[c[[2]]]}]
■ 2つ のデ ー タ系 ダ1を それ ぞ れ 分解 す る。cl,c2が ス ケ ー リ ング関数 の係 数 、dl,d2が ウ ェー ヴ レッ ト成 分 で あ る。 c■ [0]= FindlnterPo■ ation[{0′ data[■ ]}]′ c2[0]= Find工 nterpo■ ation[{0′ data[2]}】 ′
n] d■ [― n] c2[― n] d2[―n] C■
[―
{n′
■′
〓 一 一 〓 一 一４
Do[
DecotrposeToScaling[c1 DecoryoseTollavelet lcl DecosposeToScalinglc2 Deconq)oseToWavelet [c2
[-n [-n [-n [-n
+ + + +
1] 1] 1] 1]
l l l l
]′
■各 レベ ルの ウェー ヴ レッ ト成分 の持 つエ ネルギーの総量を、元信号 のエ ネルギーの総量で割 る。
Do[ '= : 11′ Energy[d■ Energy[d2[― n]]ノ Energy[c2[0]]]′
Print[1=j = -1=′ n′ {n′
2′
[―
n]]/ Energy[c■
[0]]′
='′
4)
ｌ ． コ ， コ ， コ
= -2 : 0.559311′ = -3 : 0.886473′ = -4 : 0.278119′
198413 0.675632 0.345432
0。
■ レベルj=_2に おける成分 が顕著 に減少 していることが分 かる。
0。
8
0.6 0.4 0.2 0
fig4‐
j=-2
j=-3
j=-4
7:レ ベル別エネル ギー分布の割合(sb96‐ 1・ ¨黒 ,sb96‐ 2・ “網)
早稲 田大学渡 辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
4章 群集密度信号 の解析 例 2:sok‐ 2→
sok‐ 3
山手線 プラ ッ トホ ー ムか ら改オL口 へ の 下 り階段 。例 1が 電車 運行 間隔が長 く、ま た島式 ホ ー ムでは あ るが埼京線 の始発 駅 であ る恵比 寿 か ら 1駅 であ る ため に実質 的 には片面 ホ ー ムで 、間隔 の 長 いパル ス状 の信号 で あ ったの に対 し、運 行 間隔 の 短 い 山手線 の 島式 ホ ー ムで ある この例 で は、信号 も短 い周 期 で変化 して い る。
２ ３ ４ ・ ・ ︸ 〓 〓 刹 〓 ｊ ｊ ｊ
j=_0 j=‐ 2
j=‐ 3
j=‐ 4
fb4‐ 8:群 集密度信号 の時間周波数解析 (レ
ベル i〓 -2∼ ‐ 4、
sok‐ 2… 左 ,sok‐ 3… 右)
同様 に各 レベ ル の エ ネル ギ ー の 分 布 を見 る。
]= -2 : 0.734002′ 0.337858 ]= -3 : 0◆ 896827′ 0.584504 j = -4 : 0.0841375′ 0。 0378511 総じて減少 しているが、やはリレベルj=-2の 変化は大きい。
0.8
0.6 0。
4
0.2 0
fig4‐
j=-2
j=-3
j=-4
・綱) 9:レ ベル別エネル ギー分布の割合(sok‐ 2・ ¨黒 ,sok‐ 3・・
早稲 田大学渡 辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
4章
群集密度信号の解析
次 に、 双方向流 を含 む例 を見 る。 例 3:sb‐ 7-→ sb-9
sb-9で の流 動 は、乗 車流 。降車流 や 山手線 の 内 回 り・外 回 り、埼京線利 用客が入 り乱 れ 、必ず しも sb‐ 7と
1対 1で 対応 す る もの ではない。
―
け卜Ю 卜Ю 肌 繭 曲 脚 占島 j=‐ 2
j=‐ 2
j=‐ 3
j-3
j=-4
j=4
fo4‐ 10:群 集密度信号の時 間周波数解 析 (レ
ベル j=‐ 2∼ ‐ 4、
・左 ,sb‐ 9・ sb‐ 7・・
…右)
この 時 の 各 レベ ル 別 エ ネ ル ギ ー分 布 。
]= -2 : 0.211534′ ]= -3 : 0.265225′ ]= -4 : 0.0354222′
108761 271523 0.0442568
0。
0。
レベルj〓 _2で 半減、他 の レベルは漸増 している。
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
j=-2
j=-3
j=-4
‖g4‐ 11:レ ベル 別 エ ネル ギ ー 分布 の割 合 (sb‐ 7・ ¨黒 ,sb-9・ ¨網 )
これ らの結果 か ら判断す る と、階段 歩行前(と 言 う よ りは降車直後)の 信号 はその成分 と して レベ ル j=‐ 2を
多 く含 み、それは移動 にともなって減少 してい ると言 える。この周波数帯 が最 も早 く減衰 して
い ると言 い換 える こと もで きる。但 し通路 の場合 と異 なるの は、他 の レベ ルの成分 が減衰 だ けではな く増幅 されてい る場合 もあ る、 とい う ことで ある。 通路移 動 の場合 は全体 に減衰 =総 エ ネル ギーの減少 と捉 え られるが、階段移動 の場合 はレベルi=-2 は必ず減少 =レ ベル間のエネル ギー移動 と解釈 できる。
早稲 田大学渡 辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
4章
群集密度信号の解析
□変化係数の決定 階段前の群集密度 は幅比 による配分 を行 うことによ り求 め られるが、この時点で階段幅を考慮 に入れた 群集密度 が得 られる。この信号 の レベルト_2成 分 のエ ネルギー分布量 を変化 させることで、階段 としての フィルタ効果がある程度模擬 できるであろう。 実際 には信号 自身の持 つ群集密度 によってフイルタ効果が 異なって くると予想 されるのであるが、それ らの関係 を明 らかにするには更なる資料 と時間を要す るので、 本稿 では上 り階段 の代表値 としてsb-1-sb‐ 2で の値 を、下 り階段 の代表値 としてsok-2→ sok-3の 値 を用 い るもの とする。 すなわち
198413 / 0.559311 = 0。 354745 k = 0。 337858 / 0。 734002 = 0.462957
□上 り階段 k = 0。 □
Fり
降罪投
と し、階段前 での信号 の レベ ル j〓 _2成 分 をVT倍 した ものを階段通過後 の信号 とす る。 また信号 の時間差 であるが、階段 の至適歩数 を上 り80歩 /分 、下 り HO歩 /分 .文 献1と し｀調査地 の踏み面 340mmを 以 て水平歩行速度 に変換す る。
■改札 (Gate)の 変化則 改オLも やは り階段 と同様 、到着 の群 集密度 が高 い ときには通行 ネ ックとなる。本稿 で改札 口前後 を 撮影 したのは2例 であるが、両者 とも蝠集 は確認 されてい ない。 よって改札口での信号変化 につい て は、蛸集 に関 しての考慮 は しない。
□時間周波数解析 か らの考察 例 1:sb96‐ 9-→ sb96-10 渋谷 駅 中央 口改本L。 出入オLが 入 り乱 れてい るが 、出勤 時刻 であ る ため に降車流 動 がやや支 配的 であ る。 sb96-9-sb96-10が 降車方 向。
ロ メ 由j刹 卜
j刹
卜 ‐ 4 卜 2
2
3
j=‐ 3
j=‐ 4
194‐ 12:群 集密度信号の時間周波数解析(レ ベル j=‐ 2∼
‐ 4、
sb96‐ 9・ … 左 ,sb96‐ 10… 右)
早稲 田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修士論 文
4章
群集密度信号 の解析
39
各 レベ ル別 エ ネ ル ギ ー分布 である。 一 一 一 一 〓
， コ ， コ ， コ
j=-2
j=-3
-2 : 0.130439′ 0.105119 -3 8 0.268921′ 0.■ 25619 -4 : 0。 0474809′ 0.0735178
j=-4
194‐ 13:レ ベル別エネルギー分布の割合(sb96‐ 9・ ¨ 黒 ,sb96‐ 10。 …網)
レベルj=_3成 分 に違いが見 られる。 Jl1 2:sl-3… 。sl‐ 2
3→ 可-2が 降 車 方 向 で あ る。 ■-2で は様 々 な方 向 の流 動 の 交錯 が 観 察 され る 。 新 宿 駅 西 日 で 、 可‐
い J怖 卜 Ю 漏鵬鰤引 Ю 師鵬凪堕山 卜 11カ
fo4‐
j=‐ 2
j=‐ 2
j=-3
j=‐ 3
j=4
j=`
‐ 4、 可 3… 左 ,可 ‐ 2… 右) 14:群 集密度信号の時間周波数解析(レ ベルj=‐ 2∼ ‐ そ してその各 レベ ル別 エ ネ ルギー分布 。 ヨ
0。
4 ， コ
fig4‐ 15:レ
ヨ
0
‘
0.3 0.2 0.1
j=-2
j=-3
３ ２ ４ ¨ ¨ 一
，
一 一 一 一 〓
0.6 0.5
0.255353′ 0.0600359 0.662854′ 0.■ 1918 0.100142′ 0。 0325554
j=-4
ベル別エネルギー分布の割合(si‐ 3… 黒 ,可 ‐ 2… 網
)
以上 2例 に共通す るのは、改札通過前 の信号 におけ る レベルj=_3成 分 の大 きさである。 これは、両 例 において降車流動 がやや支配的 で ある ことと関連が あると思 われ る。つ ま り、改札 を通過す るまで の 降車流動 は電車 の到着間隔か らの要素 を強 く残 してお り、これが レベルj=_3に 当た る。改札通過後 は他 の流動成分 と混 ざ り合 って電車発着 による影響 が弱 くなる、 と解釈 で きる。
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論 文
4章
群集密 度 信号 の解 析
改札直前 の群 集密度信号 は、各 ラッチの通行部分 の幅 を 550mm.文 献Sと して幅比 で配分す る。改オL 通過後 の レベ ルj=_3で の成分比 が 2つ の例 において共 に0。 12付 近 で ある ことに着 日 し、通過前 の群 集 ベ j=‐ 密度信号 の レベ ルj=_3成 分 エ ネルギーの割合 が、元信号 に対 して0.12に なるように レ ル 3を 操作 ー す る。厳密 には レベ ル別 の成分 を変化 させ ることで、再構成 される信号成分 の総 エ ネルギ 量 も変化 す るので回帰演算 が必要で あるが、シミュ レーシ ョンの効率上、元信号 とのエ ネルギー量 との関係 で 近似す る もの とする。 自動改本Lの 通過 に要す る時間 は 1秒 とされ てい るが、これに改オL機 前後 の空間 も考慮 に入 れ、移動 による時間差 は 10秒 間(シ ミュ レー シ ョン内部 の最小時間単位)と す る。
早稲 田大学渡 辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
4章
41
群集 密度 信号の解 析
4.2 駅 のモデ ル化 駅空 間 を信号 との関わ りで表現す るための方法が明確 になって きた。 群集密度信号 の解析 の過程 で、 この節 で は、本稿 にお け る駅 のモデル化 方法 につい て示 す。
■ ルーム とフィル タ 群集密度信号 に対す るデイジタル・フイルタとして捉え られ得 る ことは前述 した。 駅 の歩行空間が、 厳密 にい えばあ らゆる歩行空間が フイル タとな り得 るのだが、その 中で も、特 に信号 に対 して顕著 な 働 きかけを持 つ部分 が ある。例 えば通行 のネックとなる階段 や改札 口であ り、長 い通路 である。 一方、信号 が観察 される場 もそれ 自体、点 ではな くあ る程度 の面積 を有 した空間 である。 これは、 実際 の調査 における ビデオカメラの撮影範囲に当 たる。このように して駅空間は、信号 を有す る「場」 と、それ らをつな ぎ、信号 を通 して変化 させ る「 フイル タ」に区別 される。本稿 では前者 を「ル ーム」、 後者 はそのまま「 フィル タ」 と呼 び、明確 に区別す る。 ■ オブジェク ト
一種 のネットワーク・モデルである。一般 にネットワー ルーム とフィルタの連結 によるモデル化 は、 ク 。モデルは、結節点 である「ノー ド」およびそれらをつなぐ「 リンク」という要素で表現 されてい 「 リンク」 とい 「 リンク」=「 フイルタ」 となるわけだが、 る。 これに倣えば「 ノー ド」=「 ルーム」、 「フイルタ」は2次 元的広が りを有 し、実際の形状 において う言葉の持つ 1次 元的イメージに反 して、 も「ルーム」と同様 のポリュームを持 っている。また「リンク」が通常ノー ド間の地理的つなが りを 「フイルタ」 は地理的つなが り以上の作用をそれ自身で及 ぼす。 示すものであるのに対 し、 以上の理由から、本稿 では「ルーム」 と「フイル タ」の上位概念 に「オブジェク ト」 という言葉 を 「ルーム」も「フイルタ」も「オブジエ あてる。オブジェク トはそれぞれに位置情報 と大 きさを持つ。 ク ト」 の一種 であ り、駅歩行空間はこの「オブジエク ト」の集合 として表現 されるものである。 ■ リンク オブジェクト同士が空間的に接 してい る部分 を通 り、群集は他 のオブジェクトに移動す る。この接 触 を、改めてこのモデル化 におけるリンクと定義す る。上記の前提 に従 い、ルーム同士、フィルタ同 士はリンクしない。
ル ーム
fig4‐
16:ル ーム とフ ィル タの リンク
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室 1996年 度修 士論文
4章
群集 密度 信号 の解 析
■ ォ ブ ジ ェク トの 種 類 ロ フ ィル タ
フィルタとなるオブジ ェク トとして「階段 (StairS)」 「改札(Gate)」 「通路 (Aも b)」 の 3種 を定義す る。 階段 は高低差 の ある空間をつ な ぐ経路 で ある。一般 に階段 は他 の空間 に比 べ て幅 が狭 く、そ こにお 実際 の駅 においては階段前 の蝿集 が しば しば観察 される。 け る歩行速度 も平地 に比 べ て遅 くなるので、 改札近辺 にお いて も改札 口を通過す るとい う行為 が通行 のネックとな りやすい。よつて この両者 は群 集密度信号 に対 す るフィル タとして働 くといえる。 通路 は幅一定 の ある程度 の長 さを有す る経路 で ある。長 い距離 を移動す る場合、群集 の中の個 々の 移動速度 の相違 によって次第 に群 集波動 としての性 質 は変化 してい く。この過程 もまた群集密度信号 に文 寸す るフィルタ作用 とい え る。
改札
□発 生 オブジ ェク ト 駅 における流 動 の発 生 には 2種 類 ある。駅外 か らの乗車流(流 入)と 、電車 によって もたらされる降 車流 (流 出)で ある。 これ らを担 当す るオブジ ェク トと して「駅構外 (Outs:de)」 と「 プラッ トホ ーム で に (PhtfOrm)」 とい う2つ を考 える。駅構外 は現実空 間で は駅前広場 に相 当す るような場所 、駅構内 流入す る旅客 は必ず これ を通 って くる。言 い換 えれば、駅構外 は構内 に向けて流動 を発 生 させるオブ ジ ェク トである。プラッ トホーム も同様 で あるが 、 こちらの発生 は電車 の到着 に支配 される。 これ らはフイル タに接続す るのでルームとなる。
プラ ッ トホ ーム 駅構外
□その他 のオブジェク ト 信号 を有する「場」として、特 に属性 はない もののある程度の広 さを持つ空間が必要である。最 もルームの原義 に近いオブジェク ト であるが、 これを「広場(Square)」 とする。
広場
以上 6種 類 のオブジェク トを以 て駅構内 の空間 のモデル化 を行 う。 早稲 田大学渡 辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
‐
‐
‐ ‐
‐
SrrruIrepon
43
5章 5。 1
シミュ レー タの作成
概要
■ 人間流動 のモデル化 空 間 におけ る人 間 の行動 を予 測す るため には、人 間 の行動規則 と、それに対応 す る空 間 を抽 象 化 (〓 モ デル化 )し 、 ひ とつの システ ム と して捉 え るこ とが有効 であ る。 物理的 な空 間の状況 (例 シ ミュ レー シ ョンシステムを記 述す る際 には、人 間 の よ うな動 的 な もの と、
:
壁・通路 。道・建物)と いった静的 な内容 をそれ ぞれを モ デル化 す るわけだが、既存研 究 によ り種 々の モ デル化 方法 が提案 され て きてい る。本稿 で 目指す ところの シ ミュ レー シ ョンシステム(以 下「本 シス テ ム」とす る)の 位置付 けを説 明す るに先立 ち、ここで は、特 に建 築計画学 の視 点か ら各 手法 を再分 類 し、概 説 と用 途 を述 べ る。
a。
人間の モデル化
1)ト ランザ クシ ョン
仮想 空 間上 で 、い ろい ろな属性 を与 え られ た一 人 の人間 に相 当す る ところの ト
ラ ンザ クシ ョンを動 かす ことに よつてシミュ レーシ ョンを実現 す る ものである。トラ ンザ クシ ヨンに は そ れぞれの 目的地 や 歩行 速度 、他 の トラ ンザ クシ ヨンと衝 突 した際 の 回避則 な どを設定 し、複 数 の トラ ンザ クシ ョンを並行 して動 かす ことで群集流動 を モデル化 で きる。 詳細 な各人 の動 きが予測 で きる一 方 で、要求 され る トラ ンザ クシ ヨン数 に比例 して計算 量が増大 す るのが 弱点。ま た仮想 空間 の 設定 をかな り精密 に行 う必 要 が あ り、屋 内 の局所 的 な群集流 動 を詳 しく 予 測 した い場合 に適 してい る。 2)フ ロ ー
群集流動 を文字通 り、流体 に倣 う性 質 を有 す るもの と してモデル化 す る。群 集流動 の物 理
的振 る舞 い が必 ず しも流体 と一 致 す るわ け で はないが 、大局 的・定性 的 な把握 を行 うの に向 いてい る。 特 に安全計画分野 での、実用 的 な危険性 のチ ェ ック手法 と して定着 してい る。
b.空 間 のモデル化 建築物 の柱 ・壁 な どを座 標 デ ー タで表 し、それ らが存在 す る箇所 は通行不 能 とす る。最 。 も単純 な モ デ ル化 で あ るが 、CAD図 面 との互換性 に優 れ るので 、 トラ ンザ クシ ヨン モ デル に対 して
1)ベ クタ ー
の仮想 空 間 と して しば しば用 い られ てい る。通常 、発 生 や吸収 な どの空 間 の属性 を補助 的 に設定 しな い 限 り、意味 のあ るシ ミュ レー シ ョンを実行 で きな い。建築物 内部 が対象 となる。
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2)メ
。 ッシュ 仮想空間を一定の大 きさのメ ッシュに区切 り、それぞれのメ ッシュに発 生 吸収 な どの
属性 を与える ことでシミュレー シ ョンを実現 す る。発生 メ ッシュよ り発 生 した流動 を、隣接 メ ッシュ の内、 最 も条件 の 良いメ ッシュに移動 させなが ら吸収 メ ッシュに向 かわせるとい うのが一般的 な手法。 メ ッシュの大 きさは、人間一人 の歩行 空間にメ寸応す る程 度 (3m角 前後)が 広 く採用 されてい る。 対象空間が広 くな るにつ れメ ッシュの数 が増 え、属性設定が煩雑 になる。中∼大規模施設 に適用。 3)グ ラフ 空 間をその形状 や意味 によってゾー ン分 け し、ゾー ン間の接続 の仕方 を遷移 率 な どで表現
す ることでモ デ ル化 を行 う。 ネ ッ トワー クモデル とも言 う。 大規模施設 ∼屋外 ・都市空間の表現 に適す る。
■本 システム の特徴 本 シス テ ム は、駅施設 の基本 計 画 に際 して、施 設全体 にわたる人 間流動 を動的 に予 測す るこ とを目 的 と してい る。そ のため 、人 間の モデル化 な らび に空 間 のモデル化 の手法 と して、従 来 の 手法 とは異 なる新 たな提 案 を行 つて いる。
□群集密度信 号 による群集流動の モデル化 群 集 の移動 の様相 を信号 の周波数変動 と して モデル化 す る。 群集密度信 号 とい う新 たな概念 を用 い 、 詳 しくは 3.3を 参照。 ある時 間幅 を持 った群 集流動 (群 集波動 )を ひ とまとま りの信号 と して表現す るこ とで、シ ミュ レー シ ョンの 実行 に要す る計 算 量 を大 幅 に減 らす こ とがで き、迅速 なシ ミュ レー シ ョンを可能 にす る。流 動 の大局 的 ・ 定性的 な分析 に適 し、特 に時 間的変動 を掌握す るの に非常 に優 れ てい る。
ロ オブジェク トによる駅 のモデ ル化 施設 の規模 ・配置計 画 の段 階 で 、ベ クター モデルや メ ッシュモ デル に必要 な詳細 な建築 図面 を用意 す ることは大 変 な手間 で あ り、この ことが 設計段 階 にお け る流 動 シ ミュ レー タの使用 を妨 げ る一つの 要 因 とな って い る。また、グラフモ デ ルで は設計者 に、図面 を作 成す ることに加 え てのゾ ーニ ン グ と パ ラメ ー タ設 定 を強 い ることとな り、シ ミュ レー シ ョンシステ ムの 中身 につい て熟知 した設計者 でな け れば そ の 実行 は難 しい。 設計者 が必 ず しもシ ミュ レー シ ョンシス テ ムの 中身 までを知 る必要 はな い。ゆえに本 シス テ ムの 目 指 す ところは、煩雑 なパ ラメ ー タ設 定 な く して、作 図 のみで シ ミュ レー シ ョンが実行 可能 なイ ン ター フ ェースで あ る。そ の ため に、入力 図面 をベ クター と して扱 うの ではな く、座標情報 お よび属性 を有 す るシ ンポ リ ックなオ ブジェク トの集合 と して表現す る。詳 しくは4.2を 参照。
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5章
シ ミュ レー タの 作成
5.2 シス テ ム ■プ ログラ ミング言語 本 システムでは、ウェー ヴ レッ トによる時間周波数解析 の計算 ルーチンと、作 図イ ンター フェース との一貫性 が要求 され る。市販 ソフ トウェアの組 み合 わせでこの要求 を満 たすのは困難 で あ るため、 新規 にソフ トウ ェアの 開発 を行 った。プ ログラミング言語 には Sun MicrOsystcms社 によるオブジ ェク ト指向言語 "」 avaTM"が 用 い られてい る。 これは、以下 の よ うな特性 による。
1.オ ブジ ェ ク ト指向 の作 図 イ ンター フェースの記述 に適 してい る。
2.時 間周波数解析計算 ルーチ ンを実現可能。
3.機 種非依存 で、 ネ ッ トワー ク上での公 開開発、分散環境 での協調 シミュレーシ ョンといった拡 張性 ・将来性 に優 れる。
■全体構成 □作 図 イ ンター フェース部 駅構 内 を表す 6種 のオブジェク トをマ ウス操作 によって作成 、配置す る。直感的 な作 図 が可能 な 反面、そのま ま 設計図面 に流用 で きるような精密 さには欠 けるが、 これは本 シミュレー タが、新駅 の配置計画段階 にお け る流動 の検討 を目的 と しているためである。
95‐
1:実 行画面
左 上 が オ ブ ジ ェク トの パ レッ ト
“
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シ ミュ レー タの 作成
‖g5‐ 2:オ ブジ ェク トの リン ク
オブジェク トを ドラッグし、他 の オブジェク トに「差 し込む」ことでリ ンクを認識する。 差 し込 め る の は ル ー ム と フ イル タ の 間 だ け で あ る 。ル ー ム 同 士 、フ イル タ同 士 は差 し込 め な い。
表示機能には、1/200∼ 1/2000ま での倍率表示、3層 のレイヤー(階 )表 示 を含 む。異 なる レイヤー間 は「階段」 でつな ぐことがで きる。
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3:レ イヤーの表現(グ レー表示時)
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シ ミュ レー タの 作成
ロ シミュレーション設定部
「構外」をダブルクリックすることで、発生の設定ダイアログ 発生ノー ドである「プラッ トホーム」 が 開 く。
195‐
4:プ ラ ッ トホ ームの発 生設 定 ダ イア ログ(左 …片 面時 、右 … 島式 時
)
「プラッ トホーム」には、電車の到着ダイヤグラムと1時 間あたりの到着人数 を指定する。ダイヤグ ラムは秒単位 まで記述、前 もってテキス ト形式の書類で作成する。1つ のプラットホームに対 し2つ までのダイヤグラム・到着人数が設定できる(片 面ホーム、島式ホームに対応)。 「構外」 には 1時 間あたりの到着(流 入)人 数を設定する。
‖95‐ 5:構 外 の 発 生設定 ダ イア ログ
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ロ シミュ レー シ ョン実行部 メ ニ ュー よ リシミュ レー シ ョ ンの実行 を選択す る ことによってシミュ レー シ ョンの 設定 ダイア ログ が 開 く。登 録 されたダイヤグ ラ ムの時 間範 囲内 で シ ミュ レー シ ョン対 象 時 間が入力 で きる。
195‐ 6:シ
ミュレーション設定ダイア ログ
対象時 間を入力後、シ ミュ レーシ ョンの実行 に移 る。図面上 での接触 ・非接触 の判定 を元 に、有効 「 プラッ トホ ーム」→ 「改札 口」→ な経路 を内部 で 自動判別す る。有効 な経路 とはリンクの中での、 「駅構外」 (=流 出)お よび「プラ ッ トホーム」→「 プラッ トホ ーム」(=乗 換)の 部分 で あ り、それ以外 の経 路 は無視 される。自動判別 された各経路 に対 し、必要 で あれば配分率 を指 定す る。指定 のない場合 は 均等 に配分す る。 計算結 果 は各 オブジ ェク トにおける群集密度信号 のグラフと して表示 され ると同時 に、数値 ファイ ル として作 成 される。この数値 を用 いて色 々 な表現(サ ー ビス水準 へ の変換 やアニメー シ ョン化 など) が考 え られる。
195‐ 7:出
力結果 の例
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シ ミュ レー タの作成
■詳細 ロ プラッ トホーム上か ら各経路 へ の降車流動配分
￨
口 lg5‐
8:到 着 人 数 の 各 フ ィル タ ヘ の 配 分
プラッ トホームにリンク してい る各 フイルタの 中心点 と、隣 り合 うフイル タの中心点 との間を2等 分 し、そ れぞれの受 け持 ち とす る。ホーム長 に対す る受け持 ち範囲の長 さの割合 に従 って、到着電車 の人数 を配分す る。
Ni=N訓
×
Wi/W」 ￨(N訓
:到 着人数 、NI:割 り当て人数 、W訓 :ホ ーム長 、Wi:範 囲長 さ)
配分 の範囲内 で、降車 はフイル タ近傍 に集中す るもの とす る。また、車両 は20m車 、扉 の 中心間隔 は 48∞ mm。 文献4で 均 一 とす る。 左 図 の ご と く、フ イル タの 中心点 で 最大、隣 との境界線 で最小 を得 る よ う に降車人 数 を分布 させ る。そ の 時 の扉 位 置 にお け る人数 を、そ の扉 か らの 降 車人数 とみ なす。 Doorlか ら
秒 .文 献 降車速度 は 1扉 あた り2.53人 ノ
の降車人数
1
-― と し、各扉 に割 り当 て られ た 降車人数 4800mm i 4800mm 1 4800mm i 4800mm 1 4800mm
Doorl 195‐ 9:各
Door2
Door3
を排 出 す る まで 一律 に 降車 が 行 われ
Door4
フ ィル タ配 分 の 中 での各扉 へ の 配 分
る。つ ま り、あ る扉 の配分 を N人 とす れば、2.53人 ノ 秒の流動 がN/2.53秒 間持 続す る こ とになる。
各扉位 置 か らフイル タの 中心位 置 までの水 平距離 を扉 か らフイル タ までの歩行 距離 とみ な し、 プ ラ ッ トホ ー ム上の歩行 速度 vを 1.17m/秒 .文 献1と して｀歩行 時 間分 だけ遅 れて フ ィル タ近傍 に到 着 す る。 ここで プラッ トホー ム全体 の 幅 hを 通路 幅 と見 な して 、到着人数 を群 集密度 に変換 す る。
10秒 あた りの到着 人数 を Nと す る と、 ρ v× h×
10=Nを 満足 す る ρを単位 時 間 における群 集密度 とす る。 フ イル タの配分 内 の全扉 か
らの 降車 の 総 計 を群 集密度 に換 算 し、 さ らに プラ ッ トホ ー ム とフ ィル タの 幅比 を考慮 した ものが 、 フ ィル タに入 る直前 の群集密度信号 となる。
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シ ミュ レー タの 作成
□到着電車毎 の輸送旅客量 電車 に乗車す る旅 客 の到着 間隔 は一定 である とする。発駅 におい て、一定間隔 で到着 した全 ての旅 客 が到 着後最初 に来 た電車 に乗 り込む とす る。電車の輸送能力 上限 につい ては考慮 しな い。 電車 1本 あた りの 到着人数
電車到着 195‐
電車到着
電車到着
電車到着
電車到着
10:到 着旅客数 :電 車間隔が長 い程、1本 が運 ぶ人数 は多 くなる
□駅構外 からの流入旅客量 これ も到着 間隔 は一定 で あるとす る。1時 間当 た りの到着人数 をN人 として与 えれば、lo秒 間での 到着人数 は N/360人 となる。歩行速度 を 1.4m/秒 .文 献1と して群 集密度 に変換す る。
□階段 の長 さ制限 階段 は 1フ ロア間を移 動す るもの とす る。よって蹴上げ 300mm前 後 で 1フ ロア分 に相 当す る長 さと して、 10m以 上 15m以 下 の長 さに制限す る。廻 り階段 には対応 して い ない。 ロ プラ ッ トホームの大 きさ制限 到着す る車両 は 20m車 とし、 これが 5両 以上止 まれる長 さとして 100mを 下限 とす る。幅 は既存駅 の常識的な寸法 を考慮 し、4mを 下限 とす る。 □改オLの 幅制限 改オLは 自動改札 であるとす る。 自動改札 の 1回 当た りの必要幅 を 1000mm.文 献5と し｀壁 か らの余 裕 を合 わせて幅 1.7mを 下限 とする。 奥行 きは 2.3m以 上。 なお、 これ らの制限 は作図イ ンター フェース に組 み込 まれてい るので、使用者 が格別 に意識す る 必要 はない。 □改オLの 設定 改オLの 幅か ら自動的 に自動改本L機 の設置台数 は決定 されるが、その 内 の出札用 と入札用の台数配分 をダイア ログで設定す る。
ロ シミュ レー シ ョンの内部単位時間 実測 デー タに基 づ き、10秒 間を 1単 位 として計算 を行 う。
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1996年 度修士論文
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■
LrBnos
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参考 文 献
■駅 □論文 :日 本建築学 青木俊幸・安藤恵一郎 他 3名 「鉄道駅 における旅客流動に関する研究 その 1ホ ーム上の流動人員」 会大会学術講演樋概集 E分 冊 pp4134141"2年 8月 :日 本建築学会大会学 大戸広道・安藤恵一郎 他 3名 「鉄道駅における旅客流動に関する研究 その 2待 ちの発生」
術講演樋概集 E分 冊 pp415416 1992年 8月 大戸広道 。青木俊幸 他 3名「鉄道駅における旅客流動に関する研究
その 3旅 客流動評価 システム」:日 本建築学
l pp855‐ 8561"6年 9月 会大会学術講演梗概集 E分 冊 ‐ 青木俊幸 。 大戸広道 他 3名「鉄道駅 における旅客流動 に関する研究
:日 その 4旅 客の負担による流動評価指標」 ‐ 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 l pp857‐ 85&1996年 9月 尾形直樹・大戸広道 他 3名 「鉄道駅における旅客流動 に関する研究 ホーム上の階段 、エスカレーターの配置と :日 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 -l pp859-860:1996年 9月 旅客乗降位置の関係」 安藤恵一郎・渡辺仁史 他 2名 「エスカレーターの速度向上が利用者に及ぼす影響評価」:日 本建築学会大会学術講
演梗概集 E分 冊 pp693‐ 6941"1年 9月 小山 剛・青木俊幸 他 2名 「駅ホーム上の昇降設備 に関する研究
:日 本建 その 1階 段 とエスカレーターの流率」
築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 pp749-7501995年 8月 青木俊幸・小山 剛 他 2名 「駅ホーム上の昇降設備 に関する研究
その 2エ スカレーターが旅客流動に及ぼす影
響」:日 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 pp751‐ 7521995年 8月 :日 本建築学会論文報告集 第 中祐一郎「交差流動の構造 一鉄道駅における旅客の交錯流動 に関する研究(1)一 」 258号 :昭 和 52年 8月 中祐一郎「交差流動の観測 と解析
:日 本建築学会大会学術講演撻概集 E分 冊 pp542‐ その 1観 測と解析の方法」
543:昭 和 50年 10月 大戸廣道・小山 岡1他 1名 「歩行負担に関する研究
その 2群 集内 における歩行状態」:日 本建築学会大会学術講
演梗概集 E分 冊 PP1019-lm0 1994年 9月 :日 本建築学会大会学術 佐野友紀 他3名「駅の改札口における群衆流動に関する研究 ∼自動改札 と有人改札∼」 講演梗概集 E分 冊 pp979‐ 9801992年 8月 :渡 辺仁史研究室卒業論文 :1995 樋口智幸「駅 コンコースにおける人間流動の研究 移動にともなう群集密度変動」 2 文 怠 年 2月・ ‐ 樋口智幸・渡辺仁史 他4名「駅における群集密度変動の時系列分析」:日 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 l pp757‐ 758:1995年
8月
樋口智幸・渡辺仁史 他4名「電車発着パルスからホームにおける群集密度波形を導出する 駅における群集密度 l pp853-854:1996年 9月 変動の時系列分析 その 2」 :日 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 ‐ □書籍 対 「鉄道総合技術研究所 教育講座 鉄道建築基礎講座」:財 団法人 鉄道総合技術研究所 :1992/10/27・ 「新玉川線建設史」 :東 京急行電鉄株式会社 :昭 和 55年 8月 12日・ n4 :社 団法人 日本鉄道技術協会 「地下鉄 における居住性の改善に関する研究報告書 デザイン手法 とその要素を探 る」 1
:1991β 月
:時 潮社 :1985/7/30 牛窪 浩・奥田道大「盛 り場 。池袋の魅力」 対5 日本建築学会・編 「建築設計資料集成 3,8」 :丸 善株式会社媚 和 58年 9月 30日・
早稲 田大学渡 辺仁 史研究室
1996年 度修 士論文
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参考文 献
■ モデル・ シ ミュ レーシ ョ ン □論文 早稲田大学池原研究室「人間一空間系の研究 建築計画における行動科学の新展開」:建 築文化 313号 pp130-140 1972年
H月
池原義郎 他 4名 「人間 ‐空間系の研究 その 1.人 間一空間 システム模型」:日 本建築学会大会学術講演梗概集 E 分冊 pp471-472昭 和 47年 10月 渡辺仁史 他 4名 「人間 ‐空間系の研究 その 2.行 為 エン トロピーによるシステムの解析」:日 本建築学会大会学 術講演極概集 E分 冊 pp473474昭 和 47年 10月 空間系の研究 その 3.最 大エン トロピー法によるゾーン間流量の予測」:日 本建築学会 内藤博幸 他 4名 「人間 ‐ 大会学術講演梗概集 E分 冊 pp475476昭 和 47年 10月 浜田啓 他4名 「人間 ‐空間系の研究 その4.パ ターン分析 による空間の構造解析」:日 本建築学会大会学術講演 梗概集 E分 冊 pp477‐ 47&昭 和 47年 10月 宗本順三 他 2名 「梅田ター ミナルに於 る群集流動 シミュレー ション
(そ
の 1)∼ (そ の 4)」 :日 本建築学会近畿支
部研究報告書 pp169-180昭 和 47年 6月 「都市ター ミナルにおける乗降客流動シミュ レー ション」:日 本建築学会大会学術講演極概集 E分 冊pρ H― 片山徹
922昭 和 47年
10月
河合信之 。大戸広道 他 3名 「群衆施設計画における歩行遅れ時間のモデル」 :日 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 pp579‐ 580:昭 和 62年 10月 渡辺 俊・渡辺仁史「オブジェク ト指向による建築概念モデ リングの研究 一 SmJLak‐ 80に よるA卜 CADシ ステ ムの開発―」 :日 本建築学会大会学術講演梗概集 E分 冊 ppH97‐ 1198:1989年 10月 ・ 一 空間系の研究(広 場における行動特性)そ の 1.因 子分析法による空間特性の 加藤健 渡辺仁史 他 4名「人間 ‐ :日 本建築学会大会学術講演梗概集 5081:昭 和 49年 10月 分析」 空間系の研究(広 場における行動4寺 性)そ の2.空 間における人間の分布パター 加藤重信 。 渡辺仁史 他4名「人間‐
ンの解析」 :日 本建築学会大会学術講演梗概集 5082昭 和 49年 10月 ヽ ・ 空間系の研究(広 場における行動特性)そ の 3.メ ッシュ・ アナ リシス を用い ガ 島直樹 渡辺仁史 他 4名 「人間 ‐ :日 本建築学会大会学術講演梗概集 508■ 昭和 49年 10月 た人間流動の解析 と予測」 :渡 辺仁史 龍野洋幸「汎用人間行動シミュ レーションの枠組 みとその開発 一建築総合支援システムヘの応用―」 研究室修士論文 :平 成 6年 2月 高瀬大樹 。円満隆平 他 2名 「大規模空間におけるメ ッシュ型シミュ レー ションシステム ー動線計画のための 人間流動モデル に関する研究 その 4-」 :日 本建築学会大会学術講演梗概集 :1996年 9月 木村 謙「知的 CADと 知識ベース」 :渡 辺仁史研究室修士論文 :1994年 2月 □書籍 J.J.フ ルーイン「歩行者の空間」:鹿 島研究出版会 :1974/12/20
:1994年 7月 号 吉村英祐「建築雑誌 /voL1 09.群 集流動 と流体のアナ ロジー」 ー マ ル :1973年 H月 号 渡辺仁史「建築雑誌 建築計画におけるオ ト トンモデ 」 :株 式会社 彰国社 :1982/ 乾 正雄・渡辺仁史 他 2名 、新建築学体系編集委員会・編「新建築学体系 11 環境心理」 4/20
野呂影勇・編「図説 エルゴノミクス」 :[財 〕日本企画協会 :1990/2/14 :株 式会社翔泳社 衛籐敏寿・白神一久他4名 「Java入 門 最新オブジェクト指向プログラミングの深き味わい」
:
1996/2114
ロ メー リング リス ト 」ava
House Brewers URL http://iava‐
hOuse.center.nitech.ac."/mν
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
6章
参考文 献
■画像処理 □論文 竹内啓五・長田耕治「画像処理による群衆の行動性状評価に関する研究」 :日 本建築学会大会学術講演梗概集 E 分 冊 pp1035‐ 1036:1994年 9月
竹内啓 五「画像による群衆の特徴抽出に関する実験」 :日 本建築学会大会学術 講演梗概集 E分 冊 pp765‐ 7661995 年 8月 鍛佳代子 。原 廣司 他 3名 「都市における歩行者流動 に関する研究 自動追尾システムの開発 その 1」 :日 本建築 学会大会学術講演梗概集 E分 冊 Pp763‐ 764:1995年 8月 西谷賢二・渡辺仁史「形の粗視化 による群衆の人数推計に関する研究」:日 本建築学会計画系論文報告集第452号 pp105‐
113:1993年 10月
「画像処理」を利用 した建築空間内の歩行解析 とシミュ レー ション」:日 本建築学会大会学術 志田弘二・辻本 誠「 講演梗概集 E分 冊 pp984‐ 985:1989年 10月 □書 籍
中村尚五「ビギナーズ デジタル信号処理」:東 京電機大学出版局 :1989/11/30 月井雄二・木原 章・鵜川義弘「生物科学系のための Madntosh」 :株 式会社 講談社 :1992/10/30 田村秀行(監 修)「 コンピューター画像処理入門」:総研出版株式会社 :1985/3/10
■ ウェー ヴ レ ッ ト □書籍 3 :東 京電機大学出版局 :1995/5/20・ 鋼 榊原 進「数理科学セミナー ウェーヴレットビギナーズガイ ド」 :株 式会社 朝倉書店 :1989/7/20 日本流体力学会「流体力学シリーズ 1 流体における波動」 :株 式会社 トッバン:199217/10 Nancy Blachan、 榊原 進・訳「Mathematta:実 践的アプローチ」 :言 語交流研究所 ヒッポフアミリークラブ トランスナショナル・カレッジ・オブ・ レックス「フー リエの冒険」
:1988/7/29
谷 田貝豊彦 「現代人の物理 5光 とフー リエ変換」:株 式会社 朝倉書店 :1992/5/15 Ch.ビ ダル、相澤洋 二 ・訳 「カオスの 中 の秩序 乱流の理解 へ向 けて」:産 業図書株式会 P.ベ ルジェ・Y.ポ モウ 。 社 :1992/3/27
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ApsNDrCu
1 画像処理 による群集 密度信号 の抽 出 付録 。 ■背景 群集密度信号 は、群集流動 を俯厳 した ビデオ映像 を基 に一 定間隔 の コマ撮 リフ レームを得 、そのフ レーム 1枚 1枚 における群 集密度 を抽出 した結 果得 られる ものである。この作業 は、基本的 にはフ レー ム内の人数 を目視 で数 える ことに終始す る。しか し本稿 では コマ撮 り間隔 を10秒 に設定 した こともあ り、また、それでな くとも大量 の映像 の分析 を必要 としてい るため、これ ら全 てを手作業 で行 うこと は、効 率 お よびデー タの再現性 の両面 において大 きな問題 で あ つた。そ こで補助手段 として考 え出 さ れたのが 、 コンピュー タの画像処理機能 を用 い た群 集密度信号 の 自動抽出 アル ゴ リズ ムで あ る。
■原理 1.解 析す べ きビデオ映像 のなかで 、全 く人が写 つてい ない フ レーム を「背景画」 と して選択
す る。(そ の よ うなフ レー ムがない場合 には、複数 の フ レーム をフォ トレタッチソフ トで組 み合 わせ て作成 す る。 ) 2.分析対象 のフ レー ムか ら背景画 を減算す る。人が い る領域 は大 きな差分 として残 る。 3.減 算後 の画像 を 2値 化処理 し、人 の領域 を決定す る。 4.抽 出 された ピクセル数 を数値 デ ー タと して掃 き出す。 本研 究 では、画像処理 アプ リケー シ ヨンと して「NIH Image」 を用 い、マ クロ(簡 単 な組込 プ ログラ ム)を 書 くことによつて 自動抽 出 アル ゴ リズ ム を実現 した。以下にそのマ ク ロを示す。
{AutoSubmct macЮ for a Timeも ased
analysis of ale changing pedestrian density}
{ver3.11996.10.6 by HIGUCHI.T AH Hghts reserVed.〕
て2値 化し ま に き 減 的 景 画 」と 算し 動 開 「 背 習″ ぞ7 ル 自 というテキス トフアイルに掃 き出 します。 ど 」 夕軍 種ど 稽舅 写 る 敷 F2雰 言
Macro'AutoSubtracr;
)を DataClip」
[l影
var
(変
)
数宣言 }
count,nowPic,bgPic:mteger; fllenarne,num,str:sing; 1,1,lower,upper:hteger; begin
if(nPICS>0)hen DisposeAu; NewTextWindowcDataCup',80,30ゝ
{デ ー タ掃 き 出
し用 テ キ ス トフ アイ ル }
PuMessage('OPCn the Background PicL');
Open(BackGround'ゝ
{「 背景画」を開く〕
bgPic:=PicNurnber; count:=0; ScdeMadl(falSeゝ
{SCdeMadlを
falseに 設 定 。 1}
早稲 田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .1 画 像処 理 に よ る群 集密度 信号 の抽 出
て m“ い ず器τ Lぶ 奮 ξ 鵠肌り 警 袋 str:=WindowTitle;
a翼
}
i:=pos(。 ,Str): .・
I督蒸踏盟DeL“ (mmaFne,i+1,1‐
以
nurn:=str;Deletく nurn,1,1);
∞unt:=StrlngToNumcnum);
REPEAT(ル ー プ開始
}
nowPic:=PicNumber;
減 語を 護 監 署 it尋 夏 旬 :髯 鍬 灘こ 認翼 ;膳 曇 剛 ￡ る の 50に 抑 え を 下 限 ldc5Q{闘 値 龍 〕 ξ L門属 r諸憲 盟 9常 ApplyLut Mcasure;Disposq
ル に 出 す スト ィ キ フ ァ 書き 節を 需覇鷺lI,キ テ 硼 」 ReseCounte葛 OpenCfl』 器 籠 ,Lunt5);
UNTILBuaon;
{マ
{次 の対 象 画 像 フ ァイ ル を 開 く
)
ウスが押 ￨れ ていない限 リループ続行 )
end;
・ 1:Sc」 cMathを
mcに 設定す ると、減算結果の全ての ビクセルの濃度 が 0∼ 255の 間に収 まるように
スケール される(但 し0→ 白色、255-黒 色)。 falSeの 場合、例 えば 1∞ ‐120く 0の ような時には値 は 0に なる。つ まり、対象画像 よ り背景の色 のほ うが濃 い部分 については、減算結果 は白色 とな り検出 されない。このことよ り本マ クロが有効 なのは、背景部分の明度 が高 く、人間部分 の明度 が低 い場合 のみである。 ・2:閾 値 はNIH Imageの 内部ルーチ ンで自動的に求められるもの(判 別分析法)を 用いる。ただ し、背景 下限50で 画像 と対象画像 の差分 が小 さい時 には閾値が下が りす ぎて雑成分 を多 く拾 ってしまうので、 抑えるようにした。 ・3:NIH Imageの Mcasure機能中の「 ピクセルの平均値」を数値 として出力 している。2値 化 した時点 「 ピク で、抽出された ピクセルの部分 は一律 255の 値 を持 ち、それぞれの画像 の大 きさも一定なので、 セルの平均値」 は抽出 ピクセル数 に比例す る。 抽出 ピクセル数 × 255÷ (横 ピクセル数 × 縦 ピクセル数)=ピ クセルの平均値】 【
早稲田大学渡 辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
ｕ ¨
付録 .1 画像処理 による群集密度信号 の抽出
■応 用 1.背 景 が 中間調 の場合 この場合 、ただ対 象 か ら背景 を減算 したのみ で は、対 象画像 中 の背 景 よ り明度 の 高 い部分 について は検 出 されな い 。 よって、背景 か ら対象 を減算 した もの も求め、そ れ ぞれ に適切 な閾値 で 自動 的 に2 値化 を行 った後 、OR演 算 で 両者 を合成 す る。
一 一 一 ¨ 一 一 ¨ ︺ ︰
瑞よ
→
OR :￨::1奮
f'11=:
rttFit・ 一
→
メ 1ギ 1…
憮 ￨￨
処 理 を加 え
単純減算
た物
早稲 田大学渡 辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
1 画像処理による群集密度信号の抽出 付録 。 2.背 景 に模様 がある場合 駅構内 では しば しば床 にタイル模様 がある。この時間題 になるのは、タイルの色 の違 う部分 ではそ れぞれの適切 な閾値 が異な って くる とい う点 である。そ こで それ らに一律 に2値 化処理 を加 えるので はな く、色濃度の違 う部分 に そ れぞ れ独立 な闘値 を設定す ることが必要 になる。 具体的 には、背景 を2値 化 した もの とそれを反転 したものをマス ク画像 として用 い対象画像 を分割 す る。分割 されたそれぞれに対 して自動 2値 化処 理 を加 え、最後 に OR演 算 で合成す る、とい う手法 を提案 した。
， ｒ 一
ｒ 一デ
■ ．︰
島}ユ :Wil
→
い一
油覇蘭鐵嘱熱一
胸整 響
鱚一
反転 マスク
マスク
:
→ ・
F Ti ユ
、
OR II
“﹄一． ﹄り一 い
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .1 画像処理による群集密度信号の抽 出
背景画像
対象画像
処 理 を加 え
単純減算
た物
以下 に これ らの機 能 を拡張 したマ ク ロ を示す。
{AutoSubmに t
macro for a Time_based analysis of ule changing pedestrian density}
{ver4.01996。 10.6 by HIGUCHI.T Ali rights reserved.〕
var
{Globd〕
{共
bgPic,mode:integer; procedure Do■ 鵬 shold; var
通変数 }
〔自動
2値 化 のサ ブ ル'一
チ ン)
lower,upper,破 )rder :integer: begin
border:=50;
Autohshold; Gethesholds(lowertupper); iflowerく border dlen SetheshOldoЮ ApplyLut;
rder);
end;
prccedure SingleSubtracq
{単 純減算 のサブルーチ ン}
var
nowPic: integer; begin
nowPic:= PicNumber: ChoosePidbgPic); SelectAll; Copy; ChoosePic(nowPic); Paste; Subtract; DoThreshold; end:
早稲田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修士論文
付録 .1 画 像処理 に よ る群集密 度 信号 の抽 出 procedure DoubleSubぽ act
12回
減算 (背 景 中間調時 )の サ プル ー チ ン〕
var
nowPic:Integer; begin
nowPic:=PicNumber; ChooscPi《 bgPiC):DuPlicatく BaCkGround2・
end;
);
罵 織 寸 記 罫 議 濠 憲 :盛 だ 雲 塁 劉 翡惚 ;“ h∝tLい dこ 情景導 姜 :Doh∝ 麿 ∬澄 盤認 識 ド 群 回こ 歯象‐ 調 =督 需 呂 RnωttPお 喘 Q pR演 旬 ::蹴 混 繁質 れ “
procedure MaskSubヒ
act
マスク減算 (背 景模様有 り時)の サ ブルーチ ン} 〔
var nowPic l integer:
begin
nowPic:=PicNumber; ChooscPI∝ bgPiC);Duplicatく
'1・
);
農 夕 金 乱 盤ゴ婦:ギ マE配軍 発 Tも叩 収 {背 景― 期 乱 凛 DupHc江 く 露 贅 揚 湧 量電 象― 背 ざ 茸 助;け 寸 尉 器 ふ霊 ltateの
=耳
SelectWindow('MaSr);selectAll;Copy; SelectPic(nOWPic):PaSte;DoAnd;Doη 随 shold; “
eぬ dc{マ ス :掘 駐露雌懺温 霊跳3評毎 ク 理(AND演 旬 }
SelectWindowぐ InVenMask');SelectAu;Copy; SelectWindOwぐ 21);PaSte;DoAnd;DoTheshold;
::睡
スク 鮮識↓ 処致ぶD演 旬 円嘲鍬濫翻犠1湿砒鱒マ }
SelectAll;Copy;Dispose; SelectWindowぐ 2');PaSte;DoO鳴 SelectAu;Copy;DisPose; SelectWindOwぐ 1');Paste;DoOr;SelectAu;Copy;Dispose; SelectPicooWPiC);Paste;DoOr; (OR演 算 } end;
Macro'AutoSubtact{マ ク ロのメインルーチ ン
)
var
colmt,nowPic,wid血 ,height:integer: ilenalne,■ wn,str:string]
1,1,kecPit:ntegc= begin
if(nPICS>0)men DisposeAll;
NewTextWindowぐ DataClip',80,30); Pu」 Message(10pen
the BackGround Pict.・
);
Open(IBackGround'光
bgPic:=PicNumber:
REPEAT〔 減算 モー ドの選択 〕
mode:=CetNumber('Mode(0:Shgle,1:Double,2:Mask)。 ,0,0光
Uい 日旺L(mode>=0)and(inOdeく =2);
r mode=2 then begin(マ ス ク作 成 〕 Duplicate('Mask'):Autonesh。 ld:ApplyLut: Duplicate(%nVttMask'光 hVe■ ;
end;
早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .1 画 像処 理 に よ る群 集 密度 信 号 の抽 出
REPEAT{処 理後 の絵 を残 すか否か uttL
Vll
}
keepit:=CeNumbeK'Keepぬ e image?(ODisPose,1:Keep)J,0,0光
α :鍬 言 ∫ 習概計■模 タッ ク 存 用ス 作劇 CetPicSize(wid血 ,heigho; SetNewSize(widぬ ,height): MakONewStack(。 Stack');
end; count:〓 0; ScaleMaalcfalse〉
Pu山
Open dle rrst Pict to calculate.`洸
Open('rlrst'光 `essageぐ
str:=WindowTitle; i:=posぐ .`,Str);
1:=lengぬ (str); 籠lename:=str;Delete(rllename,1+1,1‐ num:=str;Delete(nurn,1,1):
1);
count:=SLmgToNum(num);
REPEAT
I器
籠ゴ豊 コ淵調馳 嗜讐 籐
if mode=2 hen MaskSubttct〔 マス ク減算 ) Measure; if keepit=1血 en
begin
￨
{処 理後 の絵 を別スタックにペース ト )
nowPic:=PicNumbe■ SelectAu;CoPy; SelectWindow('Stack');
Paste;AddSlice; SelectPicい。WPiC); end: DisPose;
SelectWindow('DataC五 ゴ); writeh(rMean[rcOunt]洸
ReseCounter;
count:=∞ un件 1; Opentrllenttte,∞ un● 5);
lINIIL Bumn; end;
早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
1 画像処理による群集密度信号の抽出 付録 。
Vlll
■ 問題点 画像処 理 に よって 映像 か ら流 動 の情報 を抽出 し、群集密度 信号 を自動 生成 す る にあたって は 、様 々 な問題 点 が存 在 す る。本 手法 におけ る問題 点 を、以 下 に列挙 す る。
1.背 景 と明度 が同 じ部 分 は検 出 されない:ど んなに工 夫 して閾値 を設定 して も、対象 と背景 の 明度差 か ら検 出 をお こ な ってい るため に、 たまた ま背景 と同 じ明度 にな って しまった対 象 の 部分 は絶対 に検 出 され得 な い。
2.対 象画像 の経 時変化 :太 陽 の移動 に よって、床面 の 明度 や影 の 落 ち方 は変化 す る。従 って、 対 象 画像 が 長時 間 にわ た る場合 に同 一 の 背 景画 を用 い て演算 を行 う と、 誤差 が大 き くな る。
3.影 :人 物 の 影 と人物 自体 は 区別 で きな い 。 また、撮影 フ レーム内 に他 の移 動物 の影 (例 :電 車 )が 入 り込 んでい る場 合 、 それ も区別 で きない。 4.人 の重 な り:人 物 ど う しが重 なっ て写 つてい る部分 につ い ては検 出 され な い。 5。
人数 以外 の流 動 の 属性 :流 動 の方 向や人物 の属性 な ど、人数以外 の流動 の属 性 を検 出す る こ とはで きな い。
6.人 一 人 当 た りの面積 :そ もそ も人 一 人 当 た りの画像 にお け る面積 は角度 や位 置 によって ま ち まちなので、抽 出 され た ピ クセル 数 が正 確 に人数 に比例 す る訳 で はない 。
以上のような問題点は画像処理に付 き物 であるが、これ らを踏 まえた上で、群集密度在1ケ ifill l . ける実用性 を検討す る。
早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .1 画像処理 による群集密度信号 の 抽 出
lX
■群集密度信号抽 出にお ける実用性 の検討 ここでは、 い くつ かの調査 デー タについ て抽 出 ピクセル平均値 と目視 カウン ト人数 の対応 を見 る。 対象 デ ー タは、各 々 について人数 の少 ない ときか ら多 い ときまでを一通 り含 んだ、連続す る64個 (640 秒 =10分 40秒 間)の デー タとした。抽 出 ビクセル平均値 と目視 カウン ト人数双方 のデー タ系 列 に、本 編 と同様 の時間周波数解析 を加 え、 レベ ルj=_1を 雑成分 として除去 したもの同士 の相関係 数 をとる。 この相 関係数が大 きい程、 抽 出 ピクセル平均値 と目視 カウン ト人数 の 間に比例関係 が存在 する ことに な り、抽出 ピクセル平均値 か ら群集密度信号 を導 き出 せ る。 左 が撮影画像 、右が散布 図(縦 軸 … 目視 カウン ト人数、横軸…抽出 ピクセル平均値)で ある。 □例 1:池 袋駅西武池袋線地下改札 口付近 (ラ ッチ外) ０ ６
減算 モー ド=単 純減算
０ ５
RA2〓 0.668
０ ４
rt
０ ３ ●
０ ２ ０ １
●/● ● ●
０
0
20
40
60
80 100 120
斜 め上方 か らの撮影 で高 さも充分 ではな く、前後 の人 の重な り合 い 、お よび手前 の人 と奥 の人の画 面 に占める面積 の違 いが大 きい。 よって相 関係 数 R2も 0.668に とどまってい る。
□例 2:JR新 大久保駅改札付近 (ラ ッチ内) 減算 モー ド=2回 減算 ● ●
●2 ●
= ●
●
10
0
20
40
RA2=0.797
60
80 100 120
流動 に対 し正面 か らの撮影 で、VTR設 置位置 も比較的高 い。 しか し人 の重な り合 いがあるために、 ある密 度 以上に混雑 した場合 に、 抽出 ピクセル平均値 が頭打 ちにな って しまってい るのが うかがえる。 相 関係 数 R2が 0。 797と い うのはル ー トを とれば R≒
0。
9と な り、結果 と しては良好 で ある。
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修士論文
付録 .1 画像処理による群集密度信号 の抽出
□例 3:渋 谷駅井 の頭線 コンコース 減算 モー ド=マ スク減算 120 100
R^2 =
0.826
20
40
"
80 60
40 20 0
0
60
80 100 120
流 動 に対 し正面 か らの撮 影 で 、Vη R設 置位 置 は高 く広 範 囲 をカ バ ー す る。人 一 人 当 た りの 画面 上 の
面積 のば らつ きが少 な く、相 関 は高 いe却 .91)。
□例 4:渋 谷駅 」R中 央 ロ コンコース 減算 モー ド=単 純減算 60 50
RA2=0。 738
40
30 20 10 0
0
20
40
60
80
100 120
例 2と ほぼ同様 の撮影条件 である。選 んだ時間帯 が 午後 2時 で あ り、他 の例 に比 べ て群集密度が低 い ために、特異点 がな くよ く直線 に乗 ってい る。
早稲 田大学渡 辺仁史研 究室 1996年 度修 士論文
付録 .1 画像処 理 に よ る群集 密度 信号 の抽 出
■本稿 にお ける利用基準 前頁 までの結 果 をふ まえ、本 稿 にお い て は抽 出 ピ ク セ ル 平 均値 と 目視 カ ウ ン ト人 数 の 相 関係 数
R>0.9の 場合 に限 り、抽 出 ピ ク セル平均値 か ら導 い た人 数 を有効 なデ ー タと して用 い て もよい ことと した。以下 に導出手順 を示す。
1.コ ンピュー タに取 り込 んだ画像 よ り、抽 出 ピクセル 平均値 の 時系列 デ ー タを得 る。
2.同 じ映像 よ り、任 意 の 連続す る 64フ レー ム(640秒
=10分 40秒 間)を 選 び 、 日視 で 映像 内 の
人数 をカ ウ ン トす る。
3.1,2で 得 た両系列 の デ ー タそ れ ぞれ に時 間周波数解析 を加 え、 レベ ル j〓 -1を 雑成 分 と して 除去す る。 4.両 系 列 の 間 の相 関 を見 る。相 関係 数 Rが 0.9以 下 の場 合 は無効 。 5.両 系列 よ り求 め られ る近似 直線 の係 数 を kと す る。
6.1で 得 られ た抽 出 ピ ク セル平均値 に kを 乗 じた もの を、人数 に準 ず るデ ー タと して扱 う。
サ ンプル デ ー タ個 数 を64個 と したのは、2の べ き乗 であ る ことが 時 間周波数解 析 に際 して好都合 で あ り、10分 間あ れば、電車 の発 着 による群 集密度 の 増減周期 を大体 カバ ー で きるため で あ る。 この方 法 を用 い る と、わずかなサ ン プル をカウ ン トしさえすれ ば 、自動 で生成 され る大 量 の抽 出 ピクセル平 均値 デ ー タを人数 デ ー タに変換 で きるの で 、作 業 上極 め て効 率 が よい。
早稲 田大学渡 辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .2 ウェー ヴ レッ トについて ■概要 ウェー ヴ レッ ト(waVebt)と は三角関数 や対 数関数 の ような特定 の決 まった関数 では ない。 wave+let、 ‖ つ ま り 月ヽさい波 "の 意 であ り、波が局在 してい ることを表 してい る。信号解析 の古典的手法 である フー リエ解析 を基 と して、数学・量子力学・電気工 学 。地震学 とい った各分野 でそ れ ぞれに発達 して きたものだが、 ここ lo年 の間 に分野 を越 えて体系化 され、更 にさまざまな応用技術 (画 像圧縮 や地震 予知 な ど)を 生み出 してい る。
lg付 ‐1:ウ ェー ヴ レ ッ トの 例 フー リエ解析 が周波数領域 で信号 を表現す るのに対 し、ウ ェー ヴ レッ トを用 い た場合 は、信 号変動 の時間的 または空間的推移が同時 にとらえ られる、つ ま り時間周波数解析 が可能 で ある点が最 大 の特 長 で ある。本稿 で もこの点 に着 目 し、時間要素を残 しなが らの群 集密度信号 の分析 に際 して、ウェー ヴ レッ ト理論 を応用 す るものである。
■ ウェー ヴ レ ッ ト変換 ウェー ヴ レッ トは、信号 の局所的な部分 を切 り出すために使 われる。ウ ェー ヴ レッ ト変換 を行 うと きには、 マザ ー・ ウェーヴ レッ トと呼 ばれ るウェー ヴ レッ トを単位 と して、信号 を切 り出 してい く。 ご く簡単 にイメー ジを述べ る と、信号 の一部分 にマザ ー・ウェー ヴ レッ トをあてがい、マザ ー・ウェー ヴ レッ トを縦横 にス ケ ー リング して、 元 の信号 と一番 よ く一致す る係数 を探す とい う操作 の繰 り返 し で ある。
*こ の節 の 図版 はす べ て文 献 3に よる。
ニ史研 究室 1996年 度修 士論文 早稲田大学渡辺イ
付録 .2 ウェー ヴ レ ッ トにつ い て
fり
Xlll
2:信 号平面(時 間軸 ‐ 付‐ 周波数軸)上 にウェーヴレットを並べて表現した信号
上図 における分割数をもう少 し細か くとり、立体で表現 したのが fり 付 ‐ 3で ある。
fり
・ 大きさ"の プロット 3:ウ ェーヴレットで測った信号の 付‐
*こ の節 の図版 はすべ て文献 3に よる。
早稲田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修士論文
付録 .2 ウェー ヴ レ ッ トにつ いて
■ ウェー ヴ レ ッ トの種 類 ウ ェー ヴ レ ッ トは特 定 の 関数 で はな く、あ る条件 を満 たせ ば どんな 関数 で もウ ェー ヴ レ ッ トにな り 得 るのだが 、時 間周 波数解 析 に際 してマザ ー・ウ ェー ヴ レ ッ トと して使 われ やす い もの は限定 される。 本稿 に於 い て は、周 波数分解 性 能 に優 れ るスプライ ン・ウェー ヴ レッ ト(m=4)を マザ ー・ ウ ェー ヴ レッ トと して用 い て い る。 Sp五 n“
Scaling Function
Mother Wavelet
６ ５ ４ ３ ２ １ ０ ． ０ ．０ ． ０ ． ０ ． ０ ．
0.1
-0.1
‐ 0.2
lg付 ‐ 4:Spline m=4の 関 数
■ディジタル・ フィル タ ウェー ヴレッ トによる分解 アル ゴリズムを用 いると、ある関数 増(x)は 次のように分解 できる。
llXl=1■ )+g.lXl この過程 は、信号 よび低周波成分 1.(x)に 帯域 2分 割す る もの ともとらえ 1(x)を 高周波成分 亀.(x)お られる。 つ ま リウ ェー ヴ レッ トによる分解 アル ゴ リズ ムは、 1組 の ローパ ス・ フィル タとハ 1 / フィル タか らなるデ ィジタル・フィル タとして利用す ることがで きる。このときのデ ィジタル・ フィ ル タの周波数特性 は、使用す るマザ ー・ ウェー ヴ レッ トによって決定 される。
G商
0.2
0.4
0.6
ng付 ‐ 5:Sp‖ ne m=4に よるデ ィジタル
*こ の節 の図版 はすべ て文献 3に よる。
0.8
フィル タの周波数特性
早稲田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .2 ウ ェー ヴ レ ッ トについて
XV
■時間周波数解析 上述 した通 り、ウ エー ヴ レッ ト変換 をデ ィジ タル・ フィル タ と して活用 し、時 間周 波 数解 析 を行 う ことが で きる。
j=Ю
j=_1
j=‐ 2
j-3 j=4
j=‐ 5
19付 ‐ 6:時 間周波数解析の例 fig付 -6で は元 の信号 数列 巧(x)を j=-0に 、以下 .(x)∼ 島 島
でを順番 に表示 して い る。横 軸 1■ ■
`(X)ま
間 で あ る。元 の信号 の 最大 の周 波 数 を "π "と す る と、一 回分解 され た 亀.(x)の 示す周 波数帯域 は そ の 半分 よ り高周 波側 、 つ ま り"π ∼ π/2"と なる。次 の 島2(x)は ヽ最初 の分解 における低 周波成分 1.(x) (最 大周波数 π/2)を 更 にフィル タリ ング した ときの高周波成分 になるので 、周波数帯域 は "π 4・
/2∼ π/
となる。
本稿 におけ る基 礎 デ ー タは、全 て△卜 10秒 で とられて い るので 、そ れ 自体 の最大周波 数 は(1ハ 0)×
(1/2)=1/20=0.05L(サ ンプリ ング定理 に よる)と 表現 で きる。群 集 の動 きを Hzで とらえるの は あ ま り 直感 的 で はな い ので 言 い方 を変 え る と、周期 20秒 、つ ま り20秒 に 1回 の ピー クを持 つ変動 までが デー タと して扱 われ てい る ことになる。
*こ の節 の 図版 はす べ て文 献 3に よる。
早稲 田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .3 調査 資料 駅構 内 の群集流動 を撮影 した映像 か ら抽 出 さ 本稿 で用 い られ て い る群 集密度信号 の デ ー タは全 て、 れてい る。撮影調査 は東京都 山手線 内 にお い て 94年 か ら 96年 にわたって都 合 6回 実施 され、合 計 で
4駅 32箇 所 に ビデオ カメ ラを設置 、延 べ H3時 間 37分 にお よぶ 映像 を記録 した。以 下 に詳細 な資料 を 記す。 なお、群 集密度信号 は 10秒 間隔 のデ ー タ採集 を行 った もの についての み示す。
・sb96-1∼ 10 ■渋 谷駅 1996年 9月 4日 (水 ・ )。
埼京線
山手線 原宿→
く ９
←恵嬌
■● _嬌
:
ヽ中 ﹄口﹄ロ ロ
評
」R中 央 口 く (10)
r!!@?n-l つ く
姜設 置箇所 お よび固定方法 (1)埼 京線 ホ ーム
:天 丼鉄骨 梁 に専用金 具 にて固定
(2)埼 京線 コンコー ス :キ オ ス ク上 に三脚 (3)埼 京線 ホ ーム
:天 丼鉄骨 梁 に専用金 具 にて固 定
(4)∼ (6)埼 京線 コンコース
:天 丼鉄骨梁 に専用金 具 にて固 定
(7)山 手線 ホ ーム (内 回 り):喫 煙 ス ペー ス付 近 の柱 の 陰 に三脚 (8)山 手線 ホ ーム (外 回 り):キ オス ク上 に三脚 (9)中 央 口改 札付近 (ラ ッチ内 ):柱 の陰 に三脚
(10)中 央 口改 札付 近 (ラ ッチ外 ):表 示板 支柱 に専用金具 にて固 定
早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .3 調査資料
XVll
II sb96‐ 1
撮影 日時 1996年 9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30 有効映像 7:41:10∼ 944:00 撮影範囲 JR渋 谷駅埼京線 ホーム恵比寿寄 り階段 上 り日付 近 使用 ビデオカメラ
SONY Hi8ビ デオカメラ(CCD‐ TRV60) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.6
固定方法 天丼鉄骨梁に専用金具 にて固定。 有効撮影面積 58.8528m2 備考 階段前靖集 を確認。9時 直前 の電車 2本 で の到着 に関 しては婿集は発生 せず、9時 にエスカ レー ター運転方向が変 わった後 には再 び観察 され た。
ビデ オカ メラ設置状況
撮影映像
8:■
1:00
0:21:00
8:31:00
0,41:00
0:51:00
9:01:OO
群集密度信号(縦 軸…密度{人 /mり 、横軸…時刻)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
XVlll
II sb96¨ 2
K10SK ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1996年 9月 4日 (水 )7:30∼
9:30
有効映像 7:46:10∼ 9:06:47 撮影範 囲
JR渋 谷 駅埼京線 橋上 コン コース 使用 ビデ オカ メラ SONY H18ビ デ オ カメ ラ(CCD‐ TR3000) バ ッテ リー駆動 (本 体下部 に別 ユニ ッ トにて 装着
)
wide conversion lens× 0.7 固定方 法 有効 撮 影 備考
キオ ス ク上 に三 脚 を設 置 。
67.1169m2
特 にな し
撮影映像
8:07:0●
8:17:00
8:27:00 8:27:00
群集密度信号(縦 軸 …密度{人
8:37:00 8:37:00
/m2)、
8:47:
横軸…時刻)
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
XlX
付録 .3 調査資料
II sb96-3
1996年
撮影 日時
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:42:59∼ 9:46:08 撮影範 囲 JR渋谷 駅埼京線 ホ ーム原宿寄 り階段上 り口付近 使用 ビデ オカメラ
SONY Hi8ビ デオ カメラ(CCD― TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens×
07
天丼鉄骨梁 に専用金具 にて固 定。
固定方法
有効撮影面積 42.2654m2 備考 特 に階段前蝙集が観察 される。
ビデ オカ メラ設置状況
撮影映像
7:53=00
8:03100
0=13:00
8:23=00
8:33:00
8=43:00
群集密度信号{縦 軸 …密度{人
8:53300 /m2)、
9:03:00
9:13:00
9:23:00
横軸一時刻)
早稲 田大 学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修 士論文
付録 .3 調査資料
II sb96… 4
撮影 日時
1996年
9月 4日 (水 )730∼ 9:30
有効映像 7:48:32∼ 9:51:59 撮影範 囲
JR渋 谷 駅埼京線 橋 上 コンコース 使用 ビデ オカ メラ SONY Hi8ビ デオ カメラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方 法
天丼鉄骨 梁 に専用金具 にて固定。
有効撮影面 積 194.6277m2 備考 特 にな し。
ビデオカ メラ設 置状況
撮影映像
7:59:00
0:09:00
0:19:00
0:29:00
0:39:00
8:49:00
8:59:00
9809:00
群集密度信号 (縦 軸 …密度{人 /m2)、 横軸…時刻)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
XXl
￨lsb96-5
撮影 日時
1996年
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効映像 7150:15∼ 9:52:53 撮影範 囲
JR渋 谷 駅埼京線 橋 上 コンコース 使用 ビデ オカ メラ
SONY Hi8ビ デオ カメラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方 法
天丼鉄骨 梁 に専用金具 にて 固定。
有効撮影 面積
276.0976m2
備考 sb96‐ 4と 撮 影範 囲が重 なるため、デ ー タ ビデ オカメラ設置状況
採取 はせ ず。
撮影映像
早稲 田大学渡辺仁史研 究室
1996年 度修 士論文
付録
3
XXll
調 査 資料
II sb96… 6
ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1996年
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効 映像 7:51:31∼ 9:46:06 撮影 範 囲
JR渋 谷 駅埼 京線 橋上 コン コース 使用 ビデ オカメラ
SONY Hi8ビ デオ カメラ(CCD‐ V700) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方 法
天丼鉄骨 梁 に専 用金具 にて 固定
有効撮 影 面積 83.6235m2 備 考 レンズ の 規格 上 、 画像 の歪 み が 大 きい が、面積 算定 で は考慮 して い ない 。
3:02:00
8:12=00
8:22:00
8:32:00
撮影映像
3:42:00
8:52:00
9:02:00
9:12:00
9:22:00
群集密度信号(縦 軸 …密度{人 /m2)、 横軸一時刻)
早稲 田大 学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修 士 論文
付録 .3 調査資料
XXlll
II sb96-7
撮影 日時
1996年
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効 映像 7:25:21∼ 9:00:07 撮影 範 囲
R渋 谷駅山手線 内回 リホ ー ム上 、中央 口接 」 続 階段 恵比寿寄 り上 り日付 近 使用 ビデ オカメラ
SOllY Hi8ビ デオ カメラ(CCD・ VX1/NTSC) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7 三脚 に一脚 を接 続
固定 方 法
有効撮影面積 66.8071m2 備考 ホーム上の待 ち行列お よび連続 した乗 車流が観察 される。
ビデ オカメラ設置状況
撮影映像
0:00:00
0310300
0:20=00
群集密度信号{縦 軸 …密度(人
8:30:00
/m2)、
8:40:00
横軸 …時刻)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録
3
調査資料
XXlV
II sb96-8
一 魔 1996年
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効映像 7129:50∼ 9:31:41
一ｔ
“︱ “一ロ
一 墓 ． ．．
撮影 日時 撮影範囲
JR渋 谷駅 山手線外 回 リホ ー ム上 、中央 口接 続 階
段 恵比寿寄 り上 り日付 近 使用 ビデ オカメラ
SONY Hi8ビ デオ カメラ(CCD― TR1000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方法 三脚 にて固定 有効撮影面積 21.6733m2 備考 カメラアングル上、撮影範囲が限 られた。
ビデ オカ メラ設置状況
}:、
`lIこ
撮影映像
7:40:00
7:50:00
8:00:00
0110:00
8:2●
:00
群集密度信 号 (縦 軸 … 密度 {人
0:30:00
/m2)、
8:40300
8:50:00
9800:00
横軸 … 時刻)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
II sb96-9
や
撮影 日時
1996年
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:31:40∼ 9:33:23(8130:10 ∼ 8:30:50ま で はテ ー プ交換 のため欠損
)
撮影範 囲
JR渋 谷駅 山手線 中央 口改札付 近 (ラ ッチ 内
)
使用 ビデ オカ メラ SONYデ ジ タル ビデオカメラ(DCR VX1000 NTSC) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方法 三脚 に一脚 を接続 有効撮影面積 37.8040m2 備考 狭 い 中に も、改札直前 の流動が確 実 に収 め られてい る。
ビデ オカ メ ラ設 置状 況
撮影 映像
7:42:00
,:52:00
8:02:00
0:12:00
0=22:00
群集密度信号(縦 軸 …密度{人
/m2)、
早稲 田大学 渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
XXVl
II sb96… 10
撮影 日時
1996年
9月 4日 (水 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:34:01∼ 9:37:05 撮影範 囲
R渋 谷駅 山手線 中央 口改札付 近(ラ ッチ外 」 使用 ビデ オカ メラ
)
SONY Hi8ビ デオ カメ ラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リー駆動 wide converslon lens× 0.7
固定方法
表示板 支柱 に専用金具 にて固 定
有効撮影 面積
43.3592m2
中央 ロ ラッチ外 の 、様 々な方 向 に入 り 乱 れ る流 動 が 記録 されて い る。 備考
ビデ オカ メラ設置状況
撮影映像
7:45:00
7:55:00
8:05:00
8:15300
8:25800
8:35:00
8:45:00
群集密度信号{縦 軸 …密度(人 /m2)、 横軸 …時刻)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録
.3 調 査 資料
■新宿駅 1996年 9月 3日
XXVll
。
(火 )。・si-1∼
5
JR西 口
―新大久保
代 々木→
▼ (3) ￨□ 1口 ￨□ ￨□ I□
￨□ l□
l□ IEll口 ￨□ IE
▲０
▲０ 姜設置箇所および固定方法
(1)(2)西 日改札付近 (ラ ッチ外):上 部 デ ッキに三脚 (3)西 口改札付近 (ラ ッチ内):構 内監視 カメラ固定金具 の上面 に卓上用三脚 にて固定
(4)13番 ・14番 ホ ーム ヘの階段踊 り場 :天 丼鉄骨梁 に専用金具 にて固定
(5)13番 ・ 14番 ホ ーム :天 丼鉄骨梁 に専用金具 にて固定
早稲田大学渡辺仁 史研究室 1996年 度修 士論 文
XXVlll
付録 .3 調査 資料
■ Si-1
ビデオカ メラ設置状況
撮 影 日時
1996年
有 効 映像
7:31:07∼ 9:33:53
9月 3日 (火 )7:30∼ 9:30
撮影範囲
R新 宿 駅 西 日改 札付 近 (ラ ツチ外 」 使 用 ビデ オ カ メ ラ
)
SONY Hi8ビ デ オ カメ ラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リ ー 駆 動 wide conversion lens× 0.7
固定方法 上部 デ ツキ上 に三脚 にて設置。 有効撮影面積 184.1417m2 備考
3と の 位 滞留 を記録 。蒟‐ さま ざまな交錯 。
置関係 よ り解析 には si‐ 2の み を用 い るので デ ー タ採取 はせ ず。
撮影映像
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
XXlX
■ si-2
ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1996年
9月 3日 (火 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:31:04∼ 9:33:30 撮影 範囲
R新 宿 駅西 口改札付 近 (ラ ッチ外 ) 」 使 用 ビデ オカ メ ラ
軍一 ヽ、 ■
SONY Hi8ビ デオカ メ ラ(CCD‐ VX1/NTSC) バ ッテ リー駆 動 wide conversion lens× 0.7
固定方法
上 部 デ ッキ上 に三脚 にて設置。
有効撮影面積 備考
231.9523m2
さま ざまな交錯 ・滞留 を記録 。
撮影映像 2
1.5 1
0.5
7:52:00
0:02=00
8=12=00
8122:00
群集密度信号 {縦 軸 … 密度 {人
/m2)、
0:32:00
8:42:00
8:52:00
横軸 … 時刻)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調 査 資料
■ si‐ 3
‐
r・ デ
ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1996年
9月 3日 (火 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:33:05∼ 9:35:36 撮影範 囲
R新 宿 駅西 日改札付 近 (ラ ッチ 内 」 使用 ビデ オカ メラ
)
SONY H18ビ デオカメ ラ(CCD― TR2000) バ ッテ リー駆 動 Ⅵ ハde conversion lens× 固定方法
07
構 内監視 カメ ラ固定金具 の L面 に
卓上用三脚 にて 設置。 有効撮影 面積 備考
80.3531♂
特 にな し。 撮影映像
7:54:00
8:04:00
8:14:00
8:24:00
群集密度信号(縦 軸 … 密度 (人
/m2)、
8:34:00
8:44:00
8:54:00
横 軸 … 時刻)
早稲 田大学 渡辺仁史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
XXXl
■ si… 4
″︶
― ビデ オカ メ ラ設置状 況
撮影 日時
1996年 9月
3日 (火 )7:30∼ 9:30
有効 映像 7:31:41∼ 9:33:59 撮影 範囲
R新宿駅 13・ 14番 ホ ー ム階段代 々木寄踊 り場 」 使用 ビデ オカ メラ SONY Hi8ビ デオ カメ ラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リ ー駆動 wide converslon lens× 0.7
固定方 法
天 丼鉄骨梁 に専 用金具 にて 固定 。
有効撮影 面積 備考
41.7256m2
特 にな し。
撮影映像
7:52:00
8:02300
8:12:00
8:22:00
群集密度信号 (縦 軸 …密度 (人
/m2)、
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
XXXll
■ sj-5
ビデ オカメラ設置状況
撮影 日時
1996年
9月 3日 (火 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:25:46∼ 9:28:57 撮影範 囲
JR新 宿 駅
13・
14番 ホ ー ム 階段代 々木寄 下
り口付 近 使用 ビデ オカメラ
SONY Hi8ビ デオ カメ ラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方 法
天丼鉄骨 梁 に専用金 具 にて 固定 。
有効撮影面積 53.9541ぽ 備考 ホ ー ム上の待 ち行列お よび階段前靖集 が観察 される。
撮影映像
8801=00
8811:00
8:21:00
群集密度信号(縦 軸 …密度(人
/m2)、
8:31:00
8:5よ
:●
●
横軸 …時刻
)
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
XXXlll
・sb95 ■渋谷駅 1995年 10月 12日 (水 ・ )・
撮影 日時
1995年 10月 12日 (火
)
有効映像 7:10:53∼ 9:15:08,15:05:44∼ 17:09:28,17:22:55∼ 19:27:28 撮影 範 囲 京 三 井 の 頭線渋谷 駅 コンコー ス(ラ ッチ外 ) 使用 ビデ オカ メラ
SONY Hi8ビ デオ カメ ラ(CCD‐ VX1/NTSC) バ ッテ リー駆動 wide converslon lens× 0.7
固定方 法
上 部 コンコース 上 に三脚 にて設 置。
有効撮影 面積
面積 算定 はせ ず 。
sb94-2と 同 じ位 置 にお け るほぼ 1年 後 の撮 影。 この 時 は井 の 頭線渋谷駅改良工事 の 途 中で った ため にプ ラ ッ トホ ー ム位置が変更 、前年 に比 べ て改札 日か ら約 80m後 退 した位置 になって あ
備考
い る。 そ のため 、群集波動 の ビー クが鈍 くな ってい るのが観察 された。
撮影映像
7:14:00
7:24:00
7:34:00
7:44:00
7:54:00
8=04:00
8=14=0●
8=24:00
8:34:00
8:44:00
8:54:00
9:04=00
群集密度信号(縦 軸 …抽 出ピクセル平均値 、横軸 一時刻
)Ⅲ
*人 数変換 を行 う前 の デ ー タで あ る。
早稲 田大 学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録
.3 調査 資料
XXXlV
■新大 久保駅 1995年 7月 10日
(月
・ ・sOk‐ 0∼ 3
)。
ロロロロロ
キ設置箇所 お よび固定方 法 (0)山 手線 ホ ーム
:駅 務室 上 方 に三脚 にて設置
(1)山 手線 ホーム
:天 丼鉄骨 梁 に専用金 具 にて固定
(2)山 手線 ホ ーム
:天 丼鉄骨梁 に専用金 具 にて固 定
(3)改 札 口 付近 (ラ ッチ内):時 計 の上 に三脚 にて設置
早稲田大学渡辺仁史研 究室 1996年 度修 士論文
付録 .3 調 査 資料
■ sok-0
ビデ オカメ ラ設置状 況 撮影 日時
1995年 7月
10日
(月
)7:30∼ 9:30
有効映像 7:21:32∼ 9:25:13 撮影 範囲 JR新 大 久保駅 ホ ーム上 新宿 寄 り 使用 ビデ オカメラ
SONY Hi8ビ デオ カメ ラ(CCD V700) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7 固定方法
駅務 室 上 方 に三脚 で 固定
有効撮影面積 面積算定せず 備考 電車 の扉 の 開閉確認用。 撮影 映像
7:33:00
7:43:00
7:53100
0:03:00
8:13:00
8:23:00
3:33:00
0143:00
8:53:00
9:03:00
9:13300
電車 の到着 パルス(1… 片面、2・ …両面)
早稲 田大学渡辺仁史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
XXXVl
II sok… 1
:憮驀
▲
ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1995年
7月 10日 (月 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:22:54∼ 9:26:32 JR新 大 久保駅 ホ ー ム上新宿寄 り階 段 下 り日付 近
撮影範 囲
使用 ビデ オカ メラ
SONY Hi8ビ デオ カメ ラ(CCD― TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7 固 定方 法
天 丼 鉄 骨 梁 に専 用 金 具 にて 固定
有効撮影面積 面積算定せず 備考 階段前媚集 を確 認。 撮影 映像
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
XXXVll
￨l sok-2
―
重l』
‐ J
=菫 奮■ = ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1995年
7月 10日 (月 )7:30∼ 9:30
有効映像 7:25:15∼ 9:28:40 R新 大 久保駅 ホ ー ム上 高 田馬場 宿寄 撮影 範 囲 」 り階段 下 り回付 近 使用 ビデ オカメラ
SONY Hi8ビ
デ オ カ メ ラ(CCD‐ TR2000)
バ ッテ リ ー 駆 動
wide conversion lens× 0.7
固定方 法
天丼鉄 骨 梁 に専用 金具 にて 固定
有効撮影 面積 備考
面積 算定せず
階段前蝠集 を確 認。
撮影映像
。∞”Ю¨■ ”∞”４
7:35:00
7:45:00
フ:55:00
8:05:00
8815:00
8:25:00
8=35300
0:45:00
8:55:00
9:05:00
9:15:00
群集密度信号(縦 軸 … 人数、横軸 …時刻)十
っていないので人数で示す。
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
XXXVlll
、
b
一 ・ 基 露 言
一
■■■■１１１１︰︰■﹁
せ
／ ノ
II sok-3
ビデ オカ メ ラ設置状況 撮影 日時
1995年
7月 10日 (月 )7:30∼ 9:30
有効 映像 7:27:41∼ 9:17:32 R新 大 久保駅改札 口付 近 (ラ ッチ内 撮影 範 囲 」
)
使用 ビデ オカ メラ SONY H18ビ デ オ カメ ラ(CCD‐ VX1/NTSC) バ ッテ リー駆 動 M/ide conversion lens×
固定方 法
0.7
時計 の上 に三脚 にて設置 。
有効撮影面積 面積算定せ ず 備考 特 にな し。
猛 撮影映像
7:50:00
8:00:00
8:10:00
8:20:00
8=30:00
8:40:00
8=50:00
9800:00
群集密度信 号 (縦 軸 …抽 出 ピクセル平均値 、横 軸 … 時刻)・
瀬
変換を行う前 のデ ー タである。
早稲 田大 学渡辺仁 史研究室
1996年 度修士論文
付録
.3 調査 資料
XXXlX
■渋谷駅 1994年 10月 7日 (金 )・ ¨sb94‐ 1∼ 7 ゴ ．
・
．
卜 山
・ 国
Ｌロ 東横線改ｌ
井 ノ頭線 改札ロ ロロロ ヨ H■ ■ ■
=:■
口旧 日 ＝ 日 Ｕ
●
［ ］ こ 鼎 ．
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■
■ ■
■
■ ■
UP
■
〔 三 二 Ξ 二簿 固 自 ―
A-
-
■
■
::翼
-A'
早稲 田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .3 調査資料
Xl
II sb94-1
ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1994年
10月 7日 (金 )7:00∼
8:30,15:00∼ 16:30,17:30-19:00 有効 映像
7:31:20∼ 9:31:21,14:32:42
∼ 15:28:00,17:33:15∼ 19:28:51 撮影 範 囲
京 王 井 の 頭 線 渋 谷 駅 改 札 日付
近 (ラ ッチ外 ) 使用 ビデ オカ メラ 8ミ リ ビデオ カメ ラ
AC電 源駆動 wide conversion lens× 0.6
固定方 法
券売機 上 に三脚 にて設 置 。
有効撮影面積
67.84m2
広範 囲 を ●厳。画質 の悪 さ と、斜 め 上方 か らの映像 で あ る こ とか ら、遠 い
備考
4・
部分 の カ ウ ン トは困難 。
撮影映像
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
xli
II sb94-2
ビデオカメラ設置状況 撮影 日時
1994年 10月
撮影 範 囲
京 工 井 の 頭 線渋 谷 駅 コン コース
7日 (金 )7:00∼ 16:30,17:30∼ 19:00 8:30,15:00∼ 有効映像 7:47∼ 9:20,14:45∼ 16:18, 17:42∼ 19:15・
使用 ビデ オカ メラ VHS‐ Cビ デオ カメ ラ
AC電 源駆動 固定方法
3階 通路 上 に三脚 で設 置。
174.76m2 sb94中 最 も広 範 囲 をカバ ー。流動 に
有効撮影 面積 備考
対 して も正 面方 向 で全 体 の特徴 を把握 す るため には最 良 の 映像 。1年 後 のsb9 5 に比 べ て粗 密 の ム ラが激 しい 。
8:10:00
8=20:00
8:30=00
撮影 映像
0:40=00
8=50:00
9100:00
9=10:00
群集密度信号{縦 軸 …抽 出 ピクセル平均値、横軸 …時刻)絆
*ビ デオカメラの時計表示が分単位 であるため。
**人 数変換 を行う前のデータである。
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
xlii
■ sb94-3
ビデ オカ メラ設置状況
撮影 日時
1994年
10月 7日
(金 )7:00∼
8:30,15:00-16:30,17:30-19:00 有効 映像 7:51∼ 9:21,14:48∼ 16:21, 17:47-19:20+ R渋 谷 駅 コンコース 撮影 範 囲 」 使用 ビデ オカ メラ VHS‐ Cビ デオ カメ ラ
AC電 源駆動 固定方 法
三 脚 (大
有効撮影面積 備考
)
80.93m2
画質悪 し。 撮影 映像
*ビ デオ カメ ラの時 計表示 が分単位 で あ るため。
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論 文
￨l sb94‐ 4
ビデ オカ メラ設置状 況 … 資料写 真 な し
撮影映像 撮影 日時 1994年 10月 7日 (金 )7:00∼ 8:30,15:00∼ 16:30,17:30∼ 19:00 有効映像 7:22:40∼ 9:32:51,14:27:06∼ 16:1407,17:28:17∼ 18:46:59 撮影範囲 JR渋 谷駅山手線改札 口(玉 川 口)付 近(ラ ッチ外 使用 ビデオカメラ SONY Hi8ビ デオカメラ バ ッテ リー駆動 )
wide conversion lens× 0.7 固定 方 法
三 脚 (大 )
有効撮影面積 44.1lm2 備考 カメラ前 に滞留 が多 く、視界 を遮 ることが あ る。
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調 査 資料
xliv
II sb94-5
ビデ オカメラ設 置状況 撮 影 日時
1994年 10月 7日 (金 )7:00∼
8:30,15:00-16:30,17:30´ ヽ 19:00 有効 映像 7:39:37∼ 9:50:42,14:39:49 ∼ 16:22:50,17:38:40-19:20:07 R渋 谷 駅 中央 日 、営 団銀座 線 出 撮影 範 囲 」 オL口 付 近 (ラ ッチ外 ) 使用 ビデ オカ メラ
SONY Hi8ビ デオ カメラ(CCD‐ TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7 固定 方 法
三 脚 (小 )
面積 算定 せ ず 。 備考 視 点が低 く、混雑 も激 しい上 に様 々 な方 向 へ の 流動 が入 り乱 れ、全体像 は 有効撮影 面積
掴 め ない。
撮影映像
早稲 田大 学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
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II sb94¨ 6
ビデ オカ メラ設置状 況
1994年
10月 7日 (金 )7:00∼ ヽ 8:30,15:00´ 16:30,17:30-19:00
撮影 日時
有効映像 7:24:52∼ 9:28:01,14:23:00
-16:26:24,17:24:27-19:26:45 撮影 範 囲 JR渋 谷 駅 コン コー ス (東 急 東 横 線 へ の 連絡 通路 ) 使用 ビデ オカ メラ ′ SONⅣ Hi8ビ テ'オ カメラ(CCD― TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方法
専 用金 具 にて上 部鉄骨梁 に 固
定。 有効撮影面積 45.44m2 備考 ほ ぼ真上 か ら通路全幅 を見下 ろす 理想 的 な映像 。
撮影映像
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
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II sb94-7
■を
ビデ オカメラ設 置状況
撮影 日時
1994年
10月 7日 (金 )7:00∼
8:30,15:00-16:30,17:30´ ヽ 19:00
7.‐
有効 映像 7:26:11∼ 9:29:48,14:18:23 ∼ 16:07:32,17:20:39∼ 19:22:33 撮影 範囲
東急 渋谷 駅東横 線改札 口(正 面
口)付 近 (ラ ッチ外 ) 使用 ビデ オカ メラ ゛ SONY Hi8 1ご ラ オ カメラ(CCD― TR2000) バ ッテ リー駆動 wide conversion lens× 0.7
固定方 法 疋
専 用 金 具 にて案 内版支柱 に固
O
有効撮影面積 面積算定せ ず。 備考 カメラの 角 度 固定 の 難 しさか ら、 撮影範囲が狭 くな って しまつた。
撮影映像
早稲 田大 学渡辺仁 史研究室
1996年 度修士論文
付録
.3 調 査資料 ・ik‐ 1∼ 6 1994年 10月 6日 (木 )・・
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■池袋駅
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早稲田大学渡辺仁史研究室 1996年 度修 士論文
付録 .3 調査資料
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ビデ オカ メラ設置状況
1994年
﹁︱
撮影 日時
10月 6日 (木 )7:30∼
9:00,15:00-16:30,17:30-19:00 有効映像 7:07:06∼ 9:05:40,14:32:06 ∼
16:31:26,17127:51-19:24:50
撮影 範 囲
西 武 池袋 線池袋 駅地下改札 口
付 近 (ラ ッチ外 使用 ビデ オカ メラ )
SONY Hi8ビ ラ'オ カメ ラ(CCD― V700) バ ッテ リー駆 動 wide conversion lens× 0.6 )
＾ 一一 ¨ ．
ＯＬ０
有効撮影面積 52.02m2 備考 撮影範 囲 ・画質 ともに良好。
一 軽
三 脚 (大
ＦＣ
固定方法
1.5
7:28800
7:38:00
7:48:00
7:58:00
群集密度信号(縦 軸 …密度{人
/m2)、
8:08:00
8:18:00
横軸 一時刻
)
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
￨l ik‐
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2
ビデ オカメラ設 置状況 撮 影 日時
1994年
10月 6日 (木 )7:30∼
9100,15:00-16:30,17:30´ ヽ 19:00 有 効 映像 7:05:40∼ 9:08:09,14:37:42 ∼ 16:37:50,17:30:26∼ 19:27:04 撮影範囲
池 袋 駅 地下南 コ ン コース
使 用 ビデ オ カ メ ラ
SONY Hi8ビ デ オ カメ ラ(CCD‐ TR2000)
AC電 源 駆 動 、″ ide conversion lens× 固定 方 法
07
専 用 金 具 にて配線 用小 梁 に固
定。 有効撮影 面積
47.74m2
天丼高 が低 く俯角 は不十分 で あ る が 、流動 に対 し直角 倶l面 か らの映像
備考
撮影映像
なので カ ウ ン トは比 較 的容易 。壁 際 の流動 が収 め きれず 。
7:17:00
7:27:00
7:37:00
7=47:00
7:57:00
群集密度信号(縦 軸 …密度(人
8:07=00
/m2)、
8:17:00
8:27:00
8137:00
横軸 一時刻
)
早稲 田大学渡辺仁史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
■ ik-3
ビデ オカメラ設置状 況 撮影 日時
1994年 10月
6日 (木 )7:30∼
9:00,15:00-16:30,17:30∼ 19:00 有効映像 7:05:03∼ 9:03:27,14:40:14 ∼ 16:41:41,17:31:41´ ヽ 19:19:05 撮影 範 囲
池 袋 駅 地 下 南 コ ン コー ス (営 団
有 楽 町線 改 札 口付 近
)
使 用 ビデ オカ メラ
SONY Hi8ビ デ オ カ メ ラ(CCD― TR2000)
AC電 源駆 動 Mride conversion lens×
固定方 法
0.7
専 用金 具 にて配線用小 梁 に固
定。 有効 撮 影 面積
47.63m2
備 考 ik 2に 同 じ。
撮影映像
群集密度信号(縦 軸 …密度{人
/m2)、
横軸 一時刻
)
早稲 田大学渡辺仁 史研 究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査 資料
■ lk-4
ビデ オカメラ設置状況 撮 影 日時
1994年
10月 6日 (木 )7:30∼
9:00,15:00-16:30,17:30-19:00 有 効 映像 7:01:05∼ 8:51:19,15:01:50 ∼ 16:17:24,17:36:05∼ 19:34:35 撮 影 範 囲 池 袋 駅 地下 南 コ ン コー ス (営 団 有 楽 町線改 札 日付 近 使 用 ビデ オカ メラ
)
SONY H18ビ デ オ カ メ ラ(CCD― V700) バ ッテ リ ー駆 動 Mride conversion lens× 0.6
固 定方 法
三 脚 (小 )
有効撮影面積 面積算定 せず。 備考 視点が低 い上 に流動 に対 し斜 め前か らの撮影のため、人が重 な り合 い カウ ン トは困難。
撮影映像
早稲 田大学渡辺仁史研究室
1996年 度修士論文
付録 .3 調査資料
￨l ik-5
︱︱︱ョ週題Ｉ﹁Ｉξ夏璽逼
ビデ オカ メラ設置状況
1994年 10月 6日 (本 )7:30∼ 9:00, 15:00-16:30,17:30-19:00 有効 映像 7:49∼ 9:12,14:46∼ 16:19,
撮影 日時
17:37∼ 19:10* 撮影 範 囲 池袋駅 地下南 コ ンコース 使用 ビデ オカ メラ VHS‐ Cビ デ オ カメラ
AC電 源駆動 固定方 法
三 脚 (小
有効撮影面積 備考
)
36.20m2
特 にな し。
撮影映像
*ビ デオカメラの時計表示が分単位 であるため。
早稲 田大学渡辺仁史研 究室
1996年 度修 士 論文
付録 .3 調査資料 ￨l ik‐ 6
ビデ オカメラ設置 状況
撮影 日時
1994年 10月
6日 (木 )7:30∼
9:00,15:00∼ 16:30,17:30-19:00 ︰１ １ ︰ ︱ ︱ヽ
有効映像 7102:54∼ 8:57:3011452:16 へ‐16:48:41,17:33:40-19:29:21 撮 影 範 囲 」R池 袋 駅 南 口改 札 日付 近 (ラ ッチ外 ) 使用 ビデ オカ メラ 8ミ リ ビデ オ カメラ バ ッテ リー駆動 固定方法
三 脚 (大 )
有効撮影面積 23.15m2(朝 19.54m2(昼 ・夜 ) 備考
)、
〒:[辱 ::罰
特 にな し。
撮影映像
早稲 田大学渡辺仁史研 究室
1996年 度修士論 文
FIN
お わ りに 偶然 と必然 で云 うな らば、この論文が こ う して ここにあるのは必然 である。そ う思 える程 に、様 々 な伏線 や曳 きが絡み合 って今 に至 った。ち よう ど3年 前 の今 頃、私が初 めて渡辺仁史研究室 を訪 れた 時、当時 はまだ 55号 館 の 1階 にあったメディア・ ラボ(仁 史研 の別室扱 いであった)で 目に したのが、 当時 M2で あ った龍野 さんが作成 中の人間行動 シミュ レー タであった事 を思 い出す と、まずその奇妙 な符合 に思 い 当たる。そ の時 はまさか 自分 が この ようにシミュ レーシ ョン・システムを作 る羽 目にな ろ うとは想像 だ にせず、00AMSの 特徴 について沿 々 と語 る龍野 さんの説明 も軽 く聞き流 していた。 その後縁合 って仁史研 で卒論 を採 りその まま進学す る訳 だが、冒頭 で も触 れた通 り、あの時渋谷駅 を うろつ く私 に啓示 された命題 を解明す るべ く、あれや これや手 を尽 くしてきたのである。 第 2の 出会 い はウ ェー ヴ レッ トとの出会 い 。あ る 日の研 究室会議 の後 、林 田 さんが例 の調子 で 」 とはそつと教 「 "ウ ェー ヴ レッ ト"っ て見 た?今 流行 つてるら しい よ。俺 よくワカ ンナイんだ け どさ。 えて下 さったのが、大 きな転換点 となる。その足 で生協 の本屋 に駆け て行 った私 は、時間周波数解析 とい う魅力的 な手法 を手 に し、手探 りの Maulematicaに 振 り回 されなが らも何 とか自分 な りの方法 を 確立 してい く。 更 に時流 もある。イ ンター ネッ トと呼 ばれる ものの台頭 が もう 1年 早 くて も遅 くて も、この論文 は この形 ではなかっただろ う。そ して Java。 1年 前 の春休 みに CAD室 で初 めて NescapeNavigator Adas を目に し、動 くウエプペー ジに驚愕 した私 はその瞬間、「 これ しかない」 と確信 したのである。 オブ ジ ェク ト指向 のオの字 も知 らない私 であ ったが、まず は Applet造 りか ら始 め、Mathematicaの 時間周 波数解析 パ ッケ ー ジを何 とか Javaに 移植 し、シ ミュ レー タを じわ じわ と育 て上 げ て きた。あ の タイ ミ ングで Javaが 世 に出 て い なか ったな らば、も し私 の 目 に触 れ るのが 1ケ 月 で も遅 か ったな らば、自ら シ ミュ レー シ ョンプ ロ グラ ム を書 こ うな どとは思 い も しなか ったであろ う。
私独 りの力 ではここまで来 る事 はなかった。何 かに背中 を押 され、導 かれるままに走 り続 け、気 が 付 い た らここにいた、とい う気持 ちで ある。何 ヶ月 も ビデオの 中の人を数え続 け、右手の親指 は小刻 み に震 え、気 も違 いそうにな りなが ら信 じて貫 き通 したものが、今 一応 の形 を もってここにある。そ れだけで満足 である。
最後 にな りま したが、佐野 さん、木村 さんは じめよく相談 にのって戴 い た研究室 の諸先輩方、朝早 くか らの調査 に も惜 しみ な く御協力下 さった青木 さんは じめ鉄 道総研 の皆様 並 びに卒論 生 の面 々、 困 った ときには頼 りになる同期 の連中、そ して この 3年 間研 究御指導下 さった渡辺仁史教授 、お よび 大学院 まで通 わせて下 さった父 と母に、心 よ り感謝申 し上げます。