群集交差流動における歩行特性の定量化に関する研究

は じめ に 「東京 って人が多い 。 ・・ 」 それか ら、 私 のよ うな田舎出身 の人間が始めて上京 したとき必ず言 う台詞である。 東京 に遊び に来た友人が言 う台詞 . 「東京 って人が多 くて生活す るのはいやだな」 私が東京に来て 6年 が経 とうとしているが、今だに東京 の人の多さには うんざり する。特 に駅は。私は昔か ら人込みが嫌 いな のだが、理 由は動 きが制限 され速 く歩 くことができないか らだと思 う。町中な らともか く駅のコンコースな どは移動が 目 的であるぶんたちが悪 い。さ らに私の場合歩 く速度がおそ らく一般 の人の 1.5倍 以 上あるため、込み合 って前に進 まないとい らつきも半端 じゃな い。ス トレスが溜ま ると群集 をす り抜けよう、追い抜 こうと速 く歩 こうとす る結果、身 をよ じった り時 にはス テ ップをきった りす るはめにな り、ます ますス トレスが溜 まる。どうにか し て群集 の 中をス トレスな くスムーズに歩 きたいと思 うのだが 000。

目次

はじめに 第 1華

第

第

序論

1.研 究 目的

3

2.研 究背景

4

2章

5

群集 交差流 動 の行動 調 査

1.調 査方法

6

2.調 査結果

7

3章

群集 交 差流 動 の行 動特 性分析

1.歩 行特性 と歩きにくさ 2.群 集交差流動 の密度 ―構成比 3。

第

群集交差流動速度

12 13 14 15

4.群 集交差流動 における歩行振幅

27

群集交差流動 における速度変化

29

5。

第

2

4章

群集 交差流 動 にお け る歩 き に くさの定量化

30

la歩 行勢力領域 2.干 渉負荷領域

31

3.方 向分散度

48

5章

59

1。

モデル式 の提案

2.ま とめ 3。

今後 の課題

おわ りに 参考文献・ 参考資料

45

60 65 67

第 1章

￨

第 1章

1

￨

1研 究 目 的 異なる方向性 を持つ 2つ の群集流動が交差す る現象の特性を明 本研究 では、 らかにするとともに、 交差流動における歩きにくさを定量的にあらわす ことを 目的とする。

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131

￨

1章

1第

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2研 究 背 景 大規 都市及 びその中心 となる鉄道駅構内、 都市化 による人 口集 中 にあわせ、 歩行群集 の高密度化や歩行経路 の多様化 市街地 の歩道 な どでは、 模複合施設 、 が著 しく、私達は個 々の歩行者や巨視的群集 に対 して、混雑 に起因した歩きに くさを感 じ、歩行 上のス トレスを受けて いる。 そ ういった ことが、機能的あるいはサー ビス水準の面 で も大きく問題にな り、群集制御が恒常的な命題 になっているものに鉄道 ター ミナル駅 がある。 移動方向が異な る群集 の動線 を交差 しないように空間 群集制御 の観点 では、 実際 の建築計画 に際 して、歩行 に利用できる 配置を行 うことが鉄則であるが、 すべての空間において動線 を分離す ることは 空間面積や効率性 を考慮す ると、 不可能 である。そ の一方 で、駅 コンコースな ど広が りのある空間にお いては、 異なる方向へ進む群集がお 互いにうまくす り抜ける状況が観測 されて いる。

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.

14

群集交差流 動 の行 動調査

第 2章

￨

第 2章

1

￨

1調 査 方 法 ■調 査 概 要 群集 が交差す る様子 を時系列をもった座標デー タとして捉える 本研究 では、 ため に以下 のよ うな条件で調査 を行 つた。

調査 場所

JR新 宿 駅 西 口改 札前

調 査 日時

1996年

調 査 内容

V駅

撮影 時 間

7:30-9:30

9月 3日 (火 )

撮影

○撮影条件 につ いて

改札ロ

駅舎天丼 の梁部分 にビデオカ メラを設置 し、群集流動及 び横

ロ lllllllllll]口 lllllllllll100]llllD]Dll 券売機

l

断歩行者 を頭上か ら観察できる 下向き のアングル で撮影 を行 っ

ロ E I .

ロ

￨

ロ W● H

た。 これは可能 な限 り流動 を真 上に近 い方向か ら撮影す ること で、歩行軌跡 を抽 出す る際の誤 差を小 さくするためである。

□

図 1調 査空間平面 図

図 2カ メラか らの視野

￨

第 2章

1

￨

2調 査 結 果 ■歩行 軌 跡 デ ー タの抽 出 撮影 した映像データか ら歩行者の位置座標 を取 り出す作業には、Apple

Computer上 で動作するソフ トウェアNIH Imageお よびオリジナルの画像解 析プログラムを用い、 撮影 したV駅 か ら以下の手順で座標データを生成 した。

1.1秒 ごとの連続する画像をコンピューターに取 り込む。 2。

その映像データから、歩行者流動に座標情報を抽出する。

3.こ のデー タを 2次 元データ (直 交座標)に 変換す る。

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￨

第 2章

1

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■操作 内容 の詳 細 上述 の 1∼ 3の 作 業 につ いて 1.映 像取 り込み

VTR映 像 を、秒 1コ マの連続 す る静止画 として取 り込 む。

2.流 動成分 の抽 出 画 像 上 の 頭 を 目安 に 「何 番 目の 人、フ レー ム、X座 標 、Y座 標」 の

図 3作 業画面

形で流動 の様子 を数値化す る。

3.座 標変換 ビデオか ら得た映像 ではパースが か か って い るので 、2次 元 デ ー タ (直 交座標 )に 変換す る。

なお 1と 3の 操作 については扱 う

表 1抽 出された座標デ ータ 人番 目

X座 薔

Yta

236⊆

694フ

デー タ量が莫大であるために、作業 を効率よく行 うために渡辺仁史研究 1

室修士卒の先輩である樋 回智幸氏が 作成 した半自動化 プ ログラムを使用

1

2 4 1

した。そ して以上の操作 によって得 1

られた座標デー タをもとに解析を行

5391 469ヨ

う。

347(

2

367(

第 2章

1

■座 標 デ ー タ の 有 効 範 囲 カ メ ラの性 質 上、画面 周辺 部は分析 の 際 に誤差 が発 生 し やす いため、抽 出 した 歩行者 の軌跡 の 中で有効 とす る座標 範囲をあ らか じめ決めてお く 必要 が ある。画面両脇 につ い てはパースによる歪 みが大 き くな るため、X座 標 は -2000

図 4カ メラ画面か ら見た有効範囲

mm∼ 4500 mmま で 抽 出され た

改札 ロ

ものか ら-1000 mm∼ 3500 mm ]30BD]]0]]]B日

に有効 値 を限 定 し、Y座 標 に 関 して は、画 面下部 は 前述 同

券売機

]l11日

l1100011]

ロ

様 パー ス によ る歪 み の た め 、 ロ

﹁Ｊ

画面 上部 は歩 行者 の認識が困 難 にな るた め 、-1000 mm∼

9000 mmま で 抽 出 され た もの

口

￨

か ら1000mm∼ 8000mmを 有効 値 と した。 これ によ り、群集流動 の交

□

ロ

図 5座 標データの有効範囲

差状態が頻繁 にみ うけ られ る 画面 中央部分 、横 4500 mm X 縦 7000 mmを 座標 デ ー タの有 効範 囲 とした。

1 2000mtterhds.Hitosh W俎

圏 郎

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191

￨

￨

第 2章

1

■交差流動 の定義

方 向が主動線 とな り、A流 が B流 を 横 断 して い る も の と感 じ られ る。

図 6交 差流動の方向

そ のた め、 どち らの流 動 が 直進す るための優 先性 を持 ち得やす いか 、 あ るいは改 札 か ら出て きた

B流 の

ほ うが歩行 速度 が速 い 、横 断 しよ う とす る歩 行 者 は通 常 の 歩 行 者 よ りも急 いで 歩 くことが予 測 され る とい うよ うに、A流 と B流 の 関係 に つ いては様 々 な ことが考 え られ る。 この 問題 つ いて は、別 の 検 証 が必 要 とな るた め 本研 究 で は 取 り扱 う ことは な いが、単純 にAttB流 を同 じ流 動 と して 比 較 す る こ とに は、 大 きな疑 間 が 残 るため、AttB流 は 異な るもの と して扱 うこととす る。

図 7群 集流動の分類

＼

防

柱 や壁 な どの空 間的特 徴 か ら B

︱

群集流動 を B流 と定義 した。

ヽ

進む群集流動 をA流 、B方 向 に進む

↑改札口方面

ま

す る現 象 を と らえるため、A方 向に

方

研 究 で は、 二 つ の 群集 流 動 が交差

︱

に A方 向、お よび B方 向 と した。本

Ｊへ ■ ・

交 差 流動 の 移 動方 向 を 図 の よ う

￨

1

第 2章

￨

■解 析 用 基 礎 デ ー タ の作 成 座標デー タは連続す る 10秒

(10フ

レー ム)の デー タを一つのサ ンプル と

し、それを 1∼ 16ま で計 16ラ ウン ド集計 した。さらに、無数 の集計デー タを

1フ レーム単位でまとめているため、1ラ ウン ドにつき10サ ンプル とな り、合 計 160サ ンプル となった。サ ンプル 3-5と いえば、ラウン ド3の 5フ レーム

(5秒 後)を さす。 本論文 にお ける1サ ンプルのデー タは、密度な ど歩行者 数 に依存す るデータ を除けば、 1フ レー ム (1秒 間)に 存在す る歩行者全体 の平均値 仏 流、B流 を分類する場合 もある)を さす。例えば、あるフレームに歩行者が 15人 いれ ば、そのサ ンプルの平均速度は歩行者 15人 の平均速度 となる。 以 上の集計過程 を経て、構成比 (人 数比)、 群集 の各時刻 (1秒 間隔)の 位 置、移動方向、速度、及び歩行者数等 の基礎デー タが作成 される。

表 2解 析用基礎データラウン ド別集計結果

135 134

1

2.6:74

096 065 128

5.1:49 22:78

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45:55

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群集交差流動 の行 動特性分析

第 3章

￨

第 3章

1

1.歩 行 特 性

￨

と歩 き に く さ

■駅 空 間 で の 快 適 性 快適な歩行空間 とは何か と考 えた時、 様 々な捕 らえ方ができる。景色 がいい 空間、情報 をた くさん与えて くれる空間、 緑 の多 い空間というように考 え方次 快適性 に基づいた研究 は多 く見受けら 第 で様 々である。またそ ういった考 え、 その心理的要 因 の大きさか らある種 の困難 れ るが、 快適性 について論 じる時、 がつ きまとう。 駅空間で快適性 を考えた時、最 も重要だと考 え られ るのは歩 きやす さ、つま り群集 をいかにスムー ズに流すかではないだろうか。もちろんサイン情報や売 店 の充実なども流動 をコン トロー ルす る上で重要な要素であるが、駅が交通 ター ミナルの役割 の担 う限 り第一義 であるのは、動線計画、移動 しやす さ、歩 きやす さだろう。

■歩 き に くさの 要 素 群集流動 を制御す る上で最 も問題 とされるのが、流動 の交錯である。これま で群集流動が交差す ることによって歩行者は歩行が困難にな り、 歩きにくさを 感 じると考 え られてきた。おそ らく歩行 中の人間は、混雑 していて歩 行 に十分 なスペースが与え られていないとき、あるいは他方向か ら歩 いてくる歩行者と 交錯す るとき歩 きにくさを感 じることが多 い。そ の歩 きに くさを考 えた時、 「歩き にくさ=歩 行 が制限 されること」という一つの仮説をたててみ る。この 仮説か ら、自由な歩行速度で歩 くことができない、対抗す るあるいは交差する 歩行者 との接触 をさけるために真直 ぐ歩 くことができない、 接触 をさけるため 加速減速 をくり返 し一定の速度で歩 くことができない、といった歩行 が制限 さ れる現象 を歩きに くい現象 と考える。これを定量的 に理解す るために以下の 3 つにの要素 を取 り上げた。

・ 歩 行 速度 ・ 歩 行振 幅 ・ 歩 行速度 の 変 化 率

本章 では歩きにくさの指標 とな りえる、 以上の 3つ の要素を中心 に分析 して いく。

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第 3章

1

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2群 集 交 差 流 動 の 密 度 0構 成 比 本章では、密度、構成比の増減にともなって、交差流動がどのように変化を していくか明 らかにしてい く。

■ 密 度 (人

/耐 )

連続 2時 間撮影 された映像 か ら、 視覚的 に混雑度 が低 いと思われるものか ら 高 いと思われ るものまで選ぶようにした。今回観測 された密度 は、最大 で 1.2 人 /耐 前後 と自由歩行 が可能な密度範囲内 と言える。

■構 成 比

(%)

本研究で用 いる構成比 とは、A流 の人数 を、AttB流 の人数 の和で除 した も のを 100倍 した ものを指す。撮影 された映像では、B流 のほうが A流 と比較 して、流動量が多 いことが確認された。 これは B流 が改札 を出てきた群集 で あ り、断続的 に多 くの歩行者 がいるためである。そのため、集計されたデー タ の人数 の比率 A:Bは 、0:10か ら 5:5前 後 までとなった。

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図 3-1密 度 ―構成比の割合

1

第 3章

￨

3群 集 交 差 流 動 速 度 ■平均流動速度 図 3-2は 各 ラウン ドの A流 、B流 、 2つ を合わせた全 流動 の平均歩行速度 のグ ラフである。前項で述 べ たように、 今回対象 とした流動は 自由歩行 が可能 な密度の範囲内であるが、全体 の平均歩行速度、ラウン ドごとの Att B流 の 歩行速度 の値 に差 が見 られ る。全体 の平均歩行速度 は最大 1.35m/秒 、最小

1.02m/秒

となった。

1.35m/秒 は様 々な研究、調査で発表 され る成人の平均歩行速度の値 とほ ぼ一致す る。一般 に歩 行速度は年齢層 による差が認め られ性別 による差はあま り見 られないと言われて いるが、 障害物 がない 自由な歩行が可能な状態にお い ては、 個人差があるためサ ンプルにば らつきが生 じる。しか し成人層 の健常者 に限定すれば、歩行速度が 1.lm/秒 を下回ることは極めて珍 しくなるため、 歩行速度 1.02m/秒 というのは歩 行す ることに対 して遅 さを感 じる速度だと 言 える。 二つの流動 の速度 また これ まで対抗流動、 交差流動についての研究 の 中で、

A流 とB流 の流動速度 に差が生 差 について述べ られてきていないことか らも、 じている事に対 して検証す る必要性 がある。

1.80 1.60 1.40 ︵ 鼻ヽＥ︶週瓢尋絆

1.20 1.00

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□平均速度

(A流 )

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(B流 )

■平均速度

目 3-2平 均歩行速度

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1

第 3章

￨

■ 流 動 速 度 と 密 度 (全 流 動 ) 図 3-3は AttB流 合わせた密度 と流動速度 の関係を構成比別 に示 したもの である。密度 0.3人

/r以 上では、構成比 0∼ 20、

構成比 20∼ 40、 構成比

40∼ 60の 順 に流動速度が低 く、1.0人 /パ 前後で速度差がな くな り収束 して いく。この結果 よ り、密度が 0.3人 /耐 ∼ 1.0人

/Mの 範囲内では、交差す る

流動 の人数比が同等に近付 く程、 歩行速度が低下 していることがわかる。この ような歩行速度 の低下は、異なる方向へ進む群集流動の交差 による歩 行障害が 原因と考え られ るが。しか しなが ら、密度 1.0人 /nf前 後 では、構成比別 の流 動速度 に大きな差 がな くな ることか ら、 交差 による歩行障害が減少 し、流動が スムー ズに流れているとも考 え られ る。 また 0.3人 /耐 以下 の低密度状態では、構成比 20∼ 40の 流動速度が異常 に 速 くなっている ことか らも、 サ ンプル事体 のば らつ きが 目立 つ。これは集計を 通 して言える ことであるが、密度が高 くなると歩行者 の歩行速度が平均化 され ば らつ きがな くなるが、低密度では歩行者 の速度が人によって大きく異な り、 流動速度 も選 んだサ ンプル によって大 きくば らつきが生 じていた。

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￨

第 3章

1

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日 3-4密 度 と流動速度の関係 ―全流動 (構 成比 0∼ 20)

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図 3-5密 度と流動速度の日係 ―全流動 (構 成比 20∼ 40)

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1.20

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第 3章

1

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目 3-6密 度と流動速度の日係 ―全流動 (構 成比40∼ ∞ )

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日 3-7密 度と流助速度の日係 ―全流動 (構 成比 60∼ )

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第 3章

1

■流 動速 度 と密度

￨

(A流 )

図 3-8は A流 の 密度 と流 動速度 の 関係 を構 成 比別 に示 した もので ある。密 度 0.4人 /nf以 上で は、構 成 比別 の速度 に差 は認 め られな いが 、構成 比 0∼ 20 では速度が一 定 の割合で減 少 して い くのに対 し、構成比 20∼

40、

構成比 40

∼ 60で は密度 が増加す るに つ れて速度 の低下 が ゆ るや にな って いる。図を見 ると、密度 0.4人 /雨 前後 まで は、大 き く速度 が低下 して い くのに対 し、密度

0.4人 /耐 を こえる と速度 の減少がゆるやか にな るのがわか る。 前述 したよ うに構成比別 の 各 々の速度 に差 は認 め られ な いが、 図 3-9の 構 成比 0∼ 20の グ ラフの速度 にば らつ きが ある のがわか る。密度 0.6人 /ぶ を 超 える と、構成 比 20∼ 40、 構成比 40∼ 60の 速度 は 1.Om/秒 前後 に収 束 し てい くが、構成 比 0∼ 20の グ ラフでは速度 0.8m/秒 を下 回 るサ ンプルが い くつか 確認 され 、構成比が低 い とき、極端 な流動速度 の低下が 生 じる可 能性 を 示唆 して いる。この結果 か ら、高 密度 な群集 (B流 )を 単独 あ るいは少数 の歩 行者 が横 断 した 時 の横 断歩行 が 困難であるのに対 し、 構成比が高 くなれ ば安 定 した 歩行速度 で横 断で きる と考 え られ る。

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多項式 (輌 壼 眸40∼ 60)― ― 線形 (構 成比 60∼ )

図 3-8密 度 と流動速度の関係 ―A流

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第 3章

1

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密度 (A/耐 ) ● ● nVO∼

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多項式

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目 3-10密 度 と A流 速度の関係 (構 成比 20∼ 40)

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第 3章

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図 3-11密 度 とA流 速度の関係 (構 成比 40∼ 60)

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図 3-12密 度 と A流 速度の関係 (構 成比 60∼ )

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￨

￨

第 3章

1

■流 動速 度 と密 度

￨

(B流 )

図 3-13は B流 の 密度 と流動速度 の関係 を示 して いる。構成 比 40∼ 60の 流 動速度 が、構成 比 0∼

20、

構成 比 20∼ 40の もの と比較 して、低 い値 を示 し

て いる ことか ら、一 方向流 に近 い流動、構成 比 0∼

20、

構成 比 20∼ 40の ほ

うが歩行速度 が速 い ことがわか る。 しか しなが ら、構成比 40∼ 60の グラフ を見 る と、密度 が増加す るに つ れ構成比 0∼ 20、 構成比 20∼ 40の 流動速度 との差が小さ くな って いるため、密度 が高 くなるにつれ交差 による流動障害 が 減少 し、流動 がスム ー ズ にな って いる とも考 え られ る。つ ま りあ る一 定密度以 上であれ ば、一方 向流 と大差 な く交差流動 を処理 で きうる可能性 を示唆 して い る。また、図よ り密度 0.6人 /耐 前後 で速度 が著 しく低下 して いるものが 多 く 見 られ る ことか ら、密度が約 0。 6人 /扇 以下 の交差流動 は歩行 障害が お きやす く歩 きに くい と言 え る。

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■ ●Alt20∼ 40 ●tlL40∼ 60 多項 式 (● alt20-40)‐ ―― 籠形 (● EIL40∼ 60)

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構成比 60∼ 線 形 (枷 劇比60∼ )

図 3-13密 度 と流動速度の関係 ―B流

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第 3章

1

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日 3-16密 度 と B流 速度の目係 (構 成比 40∼ 60)

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日 3-￢ 7密 度 と B流速度の関係 (構 膚IP 60∼ )

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￨

第 3章

1

■ 構 成 比 と流 動 速 度 右 図は構成比 と流動速度 の関係 を、

￨

るた め、 両流動 に速度差 が 生 じやす い と言 える。一 方 、構成 比 35%以 上

全流動、A流 、B流 それぞれ につ いて

で は 、両 流動 に速度差 が あ ま り見 ら

あ らわ した ものであ る。 これ によ っ

れ な いた め、それぞれ の 流動 が ほぼ

て構 成比 の 変化 と流動速度 の変化 の

同 じ勢 力を持 っていると考 え られ る。

対応 関係がわか るが、全流動 と B流

以 上 よ り、群集交差 流動 で は構成

に関 して は、 図 を見 る限 りそれ ほ ど

比 によ って両流動 に速度差 が生 じる

大 きな影響 を示 して い な いのがわか

ため、構成比 35%を 境 に して流動 速

る。 一方 A流 を見 ると、構成比の増

度 を分類 して考 える必要が ある。

加 に伴 って、流動速度が 密度 0∼ 0.4 人 /面 では減 少 、密度 0.4∼ 0.8人 / 面で は一定 、0.8∼ 人 /ぶ で は増加 と 大 きな変化 がみ られ、構成 比 50%前 後 でそれぞ れ の 速度 の値 が近 付 いて

ミ]20 ]∞

露030 員

いる。密度 0∼ 0.4人 /面 、構成 比が 約 35%以 下 を見 る と、流動速度 が非 常 に 高 くな って いる。 この 結果 よ り

図 3-18構 成比 と流動速度の関係 (全 流動)

密度 と構成 比が ともに低 い とき、流 動 を横断す る歩 行者 の速度 が速 くな る と言 え る。 これ は流動 を速 く歩 い ミ 120

て横 断 しよ うとす る歩 行者心理 が働

。 言¨

いて いるた めだ と考 え られ るが確 証 を得 る ことはで きな い。 また 、密度 0.8∼ 人 /ぶ 、構成比が約 35%以 下 を 見 る と、逆 に流動速度が低 い値 を示

図 3-19構 成比 と流動速度の関係 (A流 )

して いる。高密度 な群集 流動 に対 し て少 人数で横 断す る場合 、横 断歩行 が困難 であ る ことを繁栄 した 結果 だ と考 え られ る。 以 上か ら、交差 流動では、構成比 35

%以 下で は 密度 によ って人数 比の小 さい群 集 流動 の 速度 が大 き く増 減す 図 3-20構 成比 と流動速度の関係 (B流 )

1 2000mtterhss.H■

osh WATANABEレ b wasedaun市 . 1251

1

図 321は A流 と B流 の速度 を構 成 比別 に比較 した もので ある。構成 比 0∼ 20は 密度 の増加 とともにA流

離 颯 ¨ 一

くのがわか る。これ は 前述 したよ う

蜘 ﹂

と B流 の速 度差 が大 き くな って い

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■交 差流動 の速度 差

第 3章

図 3-21A流 と B流 の速度 (構 成比 0∼ 20)

に、高密度 な群集流動 に対 して単 独 あ るいは小集 団で横 断す る場合、横 断歩 行が困難 なため、密度 の増加 に 伴 い A流 と B流 の速度差 が大 き く な って いる。 ¨ “

図 3-22の 構成 比 20-40で は、密 度 0.4人 /耐 程度 まで は A流 のほ う が速度 が速 く、密度 0.4人 /ぶ を超

図 3-22A流 と B流 の速度 (構 成比 20∼ 40)

え る と B流 の方 が速 くな る。この結 果 か ら構成比 20∼ 40で は、低 密度 では構成比の小 さい群 集 のほうが 流 動速度 が速 く、密度 0.4人 /パ 前後

ゝl oo

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以 上では構成比 の大 きい群集 のほ う が 流動速度 が速 い。また A流 と B流 の速度差 は、密度 0.6人 /面 を超 え

図 3-23A流 と B流 の速度 (構 成比 40∼ 60)

たあた りか ら一 定 に近 い値 になって い く。 図3-23の 構成 比40^V60で は、0.2 人 /肩 以下 の低密度状態 でやや A流 のほ うが流動 速度が速 くなっている が、全体 を通 して 2つ の 流動 に速度 差 は あま り見 らず 、流動全 体 の速度 が 均 一化 して いる と言 える。

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1

4群 集 交 差 流 動

第 3章

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にお け る歩 行 振 幅

■人体 だ 円の肩 幅 人体研究 に示 され るところによれば、一般人 の肩幅は99%が 52.6セ ンチ以 下であ り、厚着の場合はこれに3.8セ ンチが追加 され る。また他の研究では、 完全 に服 を着た男 の労働者 の 95%が 33セ ンチ以下 の胸 の厚み と、57.9セ ン チ以下の肩幅をもっている。人体寸法 には偏差が当然あるが、 大 きめの人体 寸 法が一般に設計 の基準 として利用 され るため、人体 だ円では肩幅 60セ ンチを 接触領域 として定義 している。 しか し、 ここで定義 される人体 だ円の領域 と は、立 っている状態、つま り静止 した状態を基準 として設定 された寸法であ り、歩行 している人 間に適用す るには修正が必 要であると考 え られ る。

■歩 行 振 幅 の 計 算 方 法 図 3-25の よ うに歩行中の振幅 dを 定義 し、横 の振幅を各歩行者に対 し以下 の方法で計算 した。 1。

1フ レーム (1秒 )前 の座標 n-1と 1フ レー ム (1秒 )後 の座標 n+1を

繋 ぐ直線の式を求める。

2.1で 求めた直線 と座標 nと の距離 dを 歩行振幅 として求める。

Ｗ 卜 ０ 一 ド ﹂ 一 ﹂

座標 n-1

(Xn■ ,Yn-1)

回 図 3-24人 体だ 円による寸法 座標 n+1 (Xn+1,Yn■ 1)

dn=

￨(Yn+1-Yn-1)Xn+(Xn-1-Xn+1)Y 1-Xn+1)2 Xn-l-Xn+l)2 J(Yn+1‐ Yn‐ 1)2+(xn‐ 日 3-25歩 行振 帽の算 出方法 恥

1 2000Masけ

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1

第 3章

￨

■平 均 歩行振 幅 図 3-26は サ ンプル (160サ ンプル )ご とに歩行振幅 の平均をだ し、密度 と の関係 をあらわ した図である。図の結果か らも密度 と歩行振 幅 との間に相関性 は見 られない。また図3-27よ り構成比 との間にも相関性 は見 られない ことが わか る。 図 3-28は 流動別 の歩行 図 3-23密 度 と歩行振 幅 を示 した ものであ り、A流 と B流 の値 に若 干 の差が あ る ことが わか るが、数値 にす る と 17 mm程 度 と 微 少 で あるため、そ の差 は誤差 の 範 囲だ と思われ る。 この よ うに歩 行 振幅 は 密度や構成 比等 の 影響 を受 けず 、群 集 交差流動 にお け る歩 行振 幅 は平均値 で 約 70mm とな る。 よって歩 行 中に各歩行者 が

図 3-28流 動別にみた平均歩行振幅

有す る 幅 (接 触 幅 )は 従 来 の 600mmに 左右 に 70 mm足 した 740 mm必 要 にな る と言 え る (図 3-26)。

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図 3-26密 度と歩行振幅

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図 3-27構 成比 と歩行振幅

図 3-29歩 行中に必要な横幅

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1

第 3章

￨

5群 集 交 差 流 動 に お け る 速 度 変 化 ■ 速 度 変 化 と歩 き に く さ 歩行者は交差す る歩行者 と接触 しないように、あるいは道 をゆずるために、 身体 をよ じらね ばな らない。また混雑の激 しいときには、 対抗す る流動が前方 を通過するのにあわせて歩行速度を低下 させた り、 対抗す る流動に巻き込 まれ な いよ うにすばや く横断す る必要がある。このよ うに横断 しやす い歩行経路 の 選択 と同時に、 歩行速度 を変化 させなが ら歩行す ることも交差す る流動をうま く横断する こつで ある。しか しなが ら、歩き にくさという観点か ら見れば、こ のよ うにまっす ぐ行きたい方向へ歩行できな い ことや、一定 の歩行速度

(等

速 )で 歩行で きないことは、歩行にス トレスを感 じる原因で もあ り、歩 きにく さの指標にな るとも言える。

■加速度 の算 出 各歩行者 に対 して 速度 の 変化 を計算 した。そ の結果 に対 し、密 度 、構成比、人数な どとの相 関性 を探 ったが、それ らの影響 はみ られ なかった。図 3-30は 全サ ン プル の速度変 化 率 の平均値 を流

図 3-30流 動別 に見た速度変化率

動 別 にあ らわ した もので あ る。

られ るが、そ の 理 由はは っ き り した ものではな く、誤差 の 範 囲 と捕 らえ られ る。 また全流 動 の 平均 速度変化 率 が 0.15111/s2と な り、交差 流 動 の歩行者 は平均 的 に この 程 度 の 速 度 変 化 率 を

＋ ｎ ｎ 〓 〓 ｔ

A流 と B流 の 間 に若千 の差 が見

伴 って 歩行 して い る と考 え られ る。 また、 この 結果 は 1秒 間 に 150 mm程 度 の 前後 の振 幅が あ る と解 釈す る と、歩 行者 は絶 えず

1秒 間 に 150 mm程 度 の前後 の振

図 3-31速 度変化 による前後振幅図

幅 を伴 って歩 行 して い る と も考 え られ る。

12000陥

まer

hSs.H■ osh WATANttE Lb msedaun市 1291

群集交差流 動 における歩きにくさの定量 化

第 4章

第 4章

1歩 行

勢 力領 域

■歩 行 状態 の 人 体 だ 円 前 章 で述 べ た よ うに、設計 資料集 成 で 紹 介 され て い る 人 体 だ 円 とは、

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1

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静止 した人 間 を基 準 に決 め られて い

`

るた め 、エ レベ ー タ ー や エ スカ レー ター 、鉄 道な ど人 間 の 動 きが 静 的な

図 4‐ 1平 均歩行速度

空間で の 乗客容 量 の 基 準 と して 使 わ れ るの に適 して い る と言 え るが 、動

自由

均歩敵 ―

いて い る歩行 者 に対 して は修 正 が必 く 22

要だ と考 え られ る。 そ こで 前章 で明 らか にな った、 前後 左 右 の 振幅 と歩

暑 ‖ 1.0

幅 を考 慮 した新 た な歩行 領域 を考 案 図 4‐ 2自 由歩行時の平均歩数

して い く。

■歩 幅 帯

自由

き くな る理 由 と して歩 幅 帯 の 存在 が 考 え られ る。人体 だ 円で は前 後幅 450

０ ９ ８ け ¨ ５ ４ ¨ ︲ ０ ０ ０ ０ Ｅ︶〓 ︿

歩行 して いる 人 間 の個 人領 域が大

綺 ―

上

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mmに 定 義 して い るが 、 これ は 本来体

の厚 み を考慮 して決 め られ た値 で あ

図 43自 由歩行時の平均歩幅

るた め 、歩 幅 を考 えれ ば 当然 もっ と 広 くな る。例 えば、歩 い て いる時 に前

注 )新 エ ネルギ ー・ 産 業技術総 合 開発機構 (NEDO)の 調査研究よ り

方 を歩 く歩行 者 の 真 後 ろ に近 付 くこ とが 困難 で あるの は歩 幅 が あるか ら だ。 歩幅 の 平均的 な値 は 650 mm前 後 で 歩行速度 の平均が 1.3m/秒 だ と仮定 す る と 1秒 間 に 2歩 とい う計算 にな るが、人体 寸法 には偏差 が あるため、 大 きめ の 人体 寸法 を基 準 す る こと と した。 なお成人健 常 者 は

1秒 間 に 2

歩 とい う統計がでて いる。

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第 4章

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■ 歩行領域 の 決 定 人体寸法である肩幅、 歩幅に、 前章で明らかになった歩行動作によって生じ る前後左右の振幅を加えたものを歩行領域と呼び、新たに定義する。 前後 幅 1000 mm:歩 幅 700 mm、 前後 振 幅 300 mln 左 右 幅 740 mm:肩 幅 600 mm、 左 右振 幅 140 mm

回 キ4歩 行領城回

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第 4章

■歩 行 動 作 に必 要 な 空 間 個 人領 域 の考 え方 は、 様 々 な人間活動 についてあてはめて考 える ことがで き る。ハ イ ウェイ を走 っている運転者 は、自動車 の輪郭 を 自分 の体 の延長 と して 考 え、安 全 に制動す るに足 りるだけの大 きな緩衝 空間を保 っている。運転 中に 車間距離 をとるのは このため であ り、他 の車が この領域 に割 り込んで くる と非 常 に腹 が立つ。同様 に、歩 いて いる人 に とっては、静的な状態 での個 人領域 よ りも大 きな個 人領域 が必要 となる。この 事情 をうま く表現 して いるのは 、宇宙 飛行士 が 月面 を歩 く際 にも「地球上 を歩 くの と同様 、2歩 先 の ことを考 えて歩 かな けれ ばな らな い」 とい う言葉だ ろ う。 群集交差 流動 にお いて 、互 いの勢 力、集 団規模が群集 の交差 に影響 を及 ぼ し ているもの と考 え られ る。例 えば一 人の歩 行者 が高 密度 の勢 いのよい歩行者集 団 の流れ を横断 しよ うとす る場合 に、そ の歩行者 はそ の流れ か ら心理 的 または 歩行動作 的な要 素 のか らみ あ った一 種 の抵抗感 、いわ ば「入 り込み に くさ」を 感 じる ものである。 これ は 前述 した 歩行 動作 に必 要 な領域 が干渉す る ことに よって歩 行者がス トレス (負 荷 )を 受 け るためだ と考 え られ る。その歩 行動作 に必 要 な領域 を歩行勢 力領域 と定義す る ことにす る。

図 45群 集交差流動モデル

1

第 4章

￨

■歩 行 勢 力領 域 の定 義 歩行動作 に必 要 な空間は 2つ に分 けて考 え られ る、前述 した よ うに 1つ は足 を実際に置 くため に必 要な歩 幅帯であ り、1つ は歩行空間 を知 覚 し判 断 し反応 す るのに必 要な知覚帯である。車 の車間距離 は人間の知 覚時 間 と制動距離 を複 合 した もので、知 覚帯 によ る ものである。ここで 知覚帯 の定量的表現 を試み る が、歩幅帯 の 寸法 は前述 のよ うに直接測定で きるのに対 し、知覚 帯 の要求 寸法 は様 々な知覚や心理の要 因か ら成 り立 って いるため測定が困難 である。そ こで 今試み に 1つ の仮説的な測定 法 による知覚帯 を用 い、 歩行勢 力領域 の 可視化 を 試み る。すなわ ち平均歩 行 速度 を 1.3m/秒 と定義 した 時 、 1秒 後

(2歩)ま

での距離 を歩行 時 の知覚帯 と定義す る。それ によ って つ くられた歩 行勢力領域 が図 4-6で あ り、 これ をも とに各サ ンプル の交差流動状態 を可 視化す る こと によって 交差群集流動 の性 状 を明 らか にす る。 今回知覚帯 を 1秒 後 まで の距離 としたが、1秒 とい うのは人間が視 覚情報 を 受け取 りそ の情報 を行動 にす るまでの時 間 を参考 に した。言 い換 えると 2歩 先 まで を予測 して 歩行 して いる ことにな る。

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同 国 46歩 行勢力領域モデル

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1

第 4章

￨

■ 歩 行 勢 力領 域 の 可 視 化 歩 行 勢 力 領 域 の 可 視 化 の 手 順 を以 下 に示 す 。

01

歩行勢力領域モデルを作成するうえで方向が必要と なるために、座標データか ら方向ベ ク トルを計算する。

dx[frame p]=;[frame n]-x[frame n-1 ] dy[frame n]={frame nl-xlframe n-] ] これによ り静止画で も流動方向がわか り、 流動状態も捕 らえやす くなる。そ して A流 の 座標 に方向ベク トルを 加味 した上で、歩行勢 力領域を加える。 図 47歩 行勢力領域モデル (A流 )

02 01同 様 8流 に対 して も同様の操作を行 う。 またA流 とB流 を視覚的に識別できるように色 を変えた。

図 4‐ 8歩 行勢力領域モデル (B流 )

03 AttB流 それぞれの歩行勢力領域モデルを 重ね あわせ、流動全体の歩 行勢カモデル とす る。これによ り群集交差流動の性状 を視覚的に 捕 らえることが可能 となる。

図 4-9歩 行勢力領域モデル (全 流動 )

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第

4章

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4章

第

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A-flow m/s

velocity B-ftow m/s tf,e number of people(total)

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1 37 1

第

1

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■■目目日■□ ― 「

4章

4-8

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123 118 1 28 11 Φ

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ロロロロロロロロロ

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component

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A-flow

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velocity B-flow m/s th€ numb€r of people(total)

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ロロロロロロロロロ

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第 4章

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第

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24

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079

4章

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ロロロロロロロロロ

8-5

35 1 24

122 1 25

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ロロロロロロロロロ

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96 [El component velocity m/s fil F) velocity A-flow m./s Fl velocity B-flow m./s @ tn" numberof people(total) ,,\ @l ,* number of people(A-flow) | @ tne number of people(B-flow) u\

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ロロロロロロロロロ

■■目目目■□

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第 4章

￨

3-5

054 47

110 094 123 17

8 9

ロロロロロロロロロ

6-5

057 56

099 1 11

084 18

10 8

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロ０

sample No.

density A/m?

component

ratio

96

velocity m/s velocity A-flow m,/s

velocity B-flow m./s the number of people(total) ,/\ the number of people(A-flow)

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41

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ロロロロロロロロロ

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ロロロロロロロロロ

…

ロロロロロロロロロ

■■目日目■□ 十

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1 42 1

第 4章

￨

第 4章

ロロロロロロロロロ

■日目□目■□

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14-5 1 17

38

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1 05

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Φ

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ロロロロロロロロロ

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velocity A-flow m/s

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velocity B-flow m,/s

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人

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43

第 4章 ￨

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ロロロロロロロロロ

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15-9

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ロロロロロロロロロ

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45

103 1.00

106 31

14 17

ロロロロロロロロロ

０ロロロロロロロロ

sample No.

density ,,\/mz

component

ratio

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velocity B-flow m/s the number of people(total) ,/\ the number of people(A-flow)

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the number of PeoPle(B-flow)

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E Lb.wasedaun市

.

44

1

第 4章

2干 渉 負 荷 領 域 ■干 渉 負 荷 領 域 の定 義 歩行勢力領域 とは将来的 に通過す る可 能性が最 も高い領域 を示 している。これ は別 の言 い方 をすれば、歩行者 の歩行予 定領域 とも言える。通過す る予定である はずの領域 に他方向か らくる歩行者が侵 入す ると、侵入 された歩行者 は歩行 上の ス トレス

(負 荷 )を 受ける。また各 々の

歩行勢力領域が干渉 しあって も同様 にス トレス を受 け歩 き に くさを感 じる。この 状態 を歩 行者 の交差 によ る歩 行勢 力領域 の干渉 と呼び、干 渉 によって歩行者 に対

干渉 負 荷 領 域

し負荷が生 じる領 域 を干 渉負荷領域 と定 義 した (図 4-10)。

■方 向性 によ る干 渉 の違 い 前述 した 歩行勢 力領域 の 干渉 は、同 一 方向 の歩行者 との干 渉 と他方 向か らの歩 行者 との干 渉 によ るもの とあるが、本研 究 で は他方 向群集 流動 の歩行者 による干 渉負荷領域 を主 に扱 うこととす る。 そ の理 由と して は、同一 方 向 へ 進 む歩 行 者 は 追従 した り、集 団化 す る こ とに よって領域が干渉 され るのであって、そ

れは歩行を妨げるもの

(干 渉負荷)と は

異 な る もの と考 え られ るた め で あ る。

図 410干 渉負荷の発生

￨

第 4章

1

￨

■干 渉 負荷領 域 の可 視 化 前述 した干 渉負 荷領域 を可視 化 さ れ た歩 行 勢力領域 モ デル よ り全て の 干渉 して いる領域 に対 しブ ー リア ン 演算 を行 い、干 渉 負荷領域 モ デル を 作成す る。

図 4-11歩 行勢力領域モデル

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図 4-12干 渉負荷領域 モデル

1 2000Matterhgs.H■

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.

1 461

第 4章

￨

■干 渉 負 荷値 の 算 出 干渉負荷領域 を歩行者 の歩行 上の負荷 (ス

トレス)と して定量的に捕 らえるため、

ヽ町 １、

干渉負荷領域の数値化 をこころみる。 作成 された干渉 負荷領域 の面積 を計算 し、これ を干渉負荷値 と定義す る。測定方 法 として は、干渉 負荷領域 を自黒 の pict デー タに したものを NIH Imageを 使用 し て画像 面積測定を行 う。この時面積計算 さ れた数値 はmm単 位 で あるが、 実空間で のス ケール と異なる。しか しなが ら数値 そのも のが重要なのではな く、あ くまで比較す る

図 牛12干 渉負荷領域の計算画面

ための数値 として取 り扱 うため特に問題は な い。今回便宜上の単位 (1)と し、単位面 積あた りの干渉負荷値 (1/パ )と して扱 う。 図 412、 4-13は 、干渉負荷値 を計算す る操作画面である。自黒 に した画像デー タ か ら全ての干渉負荷領域 について面積計算 を行い、 計算 された 面積 の総和 を実空間の 面積 (本 研究で定義 した有効範囲)31.5ぶ で除 した ものが干渉領域負荷値 (1/耐 )と

回 牛13干 渉負荷領域の計算結果画面

なる。

°°Matter‐ lheSs.H■ osh

12°

WATぶ 俎 E Lab.wasedaun市

.

1 471

￨

第 4章

1

￨

3方 向 分 散 度 ■移 動 方 向 の分 散 前項では、 群集 の交差流動で の移動状況 を見てきたが、流動 のすれ違 いにと もない同方向者が寄 り集 まって集団化す ることによ り、同方向者 は位置的 に集 中す るだけでな く方向 も一様 に近付 くのがわかる。 逆 に同方向者が集団化 して いない時は、方向 も集散 していることが多 い。言われて いるよ うに、集団化が 交差流動 をスムーズにするものであるな らば、 移動 の方向性が歩行者 の集散 と 大きく関係 していると思われ るため、 移動方向 の分散度 を定量化す ることは歩 きにくさを理解す る上で重要な要素であると思われる。 そ こで群集流動 の移動方向の分散を知るため に情報 エン トロピ理論を用 いる ことによって、 歩行者 の移動方向 の分散 を定量的 に表す。また定量化 された移 動方向 の分散を方向分散度 と呼ぶ ことにす る。

■方 向 分 散 度 の 定 量 化

01.各 歩行者 の座標デー タよ り求めた

その際の方向角 の基準は、データ観測

０。

デル図と同様)の X軸 の方向を 0度 と

Ｏ∞ｒ ｏ

時 に設定 したXY座 標系 (前 項 までのモ

し、そ こか ら反時計周 りに 360度 と す る。なお今回方 向角 は 30度 単位 で

12分 割 した

「

(図 4-14)。

′、トメ、 □ ヽ

方向ベク トルをもとに方向角を求 める。

ロ

。 098

02.角 方 向角 の歩行者数 を全歩 行者数 で除 して 各方 向角 の存在確率 を計算す

図

414移 動方向の定義

る。

03.そ の 値 を用 いて 方 向分散度 Eを 以 下 の式 によ り求 め る。

E=(― Σ

Ei Log2El)/Emax

EIIlax=Log2(12) [E:方 向分散度 El:各 方向角 の存在確率]

er hSs.Hltosh WATANABE動 1 2000Maゞ

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1

毬 ￨

第 4章

方向分散度 Eは 情報 エ ン トロピ理論 よ り0∼ 1の 値 を取 りうるが、一定の 進行方向をとる場合 に 0に な り、ば らばらの進 行方向を取 る場合 に 1に 近付 くことになる。

■方 向分 散 度 の結 果 図 4-15は サ ンプル 8-5の 結果である。 2方 向に等分布 した時 の方向分散 度 の理論値は E=0.279、 4方 向 に等分布 した時 の理論値 は E=0.558と なる。 今回集計 した集散度 の範囲は E=0.279∼ 0.734と なった。これは理論値 を大 き く上回るもので、 群集交差流動における歩行者 の移動方向のば らつきの高 さが伺 える。しか しなが ら今回 1秒 FHlの 座標間隔をもとに求めた方向ベ ク ト ルによって移動方向を求めたため、 解析始点か ら解析終点 までのよ うに数秒 間 のスバ ンを持 った方 向を使用 したな らば、もっと低 い値 になると思われ る。 算 出 された方 向分散度 を干渉 負荷 領域モデル と比較 して み ると、方 向分散 度 が 高 いほど領域が干渉す る可 能性 が高い ことがわか った。 群集密度 が高 く

な る とその傾 向は著 しくな り、方 向分散度が 高 いほど歩行者 の集団化が弱 まっている傾向がある。また、集団化 が群集交差流動 の性状 と大 きく関わっ ているのは前項 までで明 らかだが、 集団の形成状態を知 るうえで方向分散度 が有用であると思われ る。 向

人数

存在確率

0 0.1

90-1 120-1

180-210 210-240 240-270

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回 4-15方 向分散度の算出

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第 4章

1

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ロロロロロロロロロ

sample No.

density ,A/mz

component

ratio

Yo

velocity m/s velocity A-flow m,/s velocity B-flow m/s

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I

2-3

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1 37

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load per m2

entropy of direction

1 2000mtterhss.ntosh

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E Lb tteぬ .un市 .

1 501

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￨

第 4章

1

ロロロロロロロロロ

■■■■目■□ …

￨

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025 25

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145 166

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038

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119 109 3.46

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A-flow m/s

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I

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「

二

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

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20

0425

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‐

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ロロロロロロロロロ

1‐

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2660 0489

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1 2000mtterhss.H■

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1

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1

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I

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３ 燃 ９ ２ 剛 腑 ９ ．は 。 ４ ５ 略２ １ ︲

velocity A-flow m/s

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component

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ロロロロロロロロロ

density z\/mz

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５

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

５ ８ ・ ３

ロロロロロロロロロ

■日■目目■□

+

第 4章

11‐

1

038 42

100 1 09

093 827

2625 0528

entropy of direction

sh SSヽ 1 2000Matterneds.HЮ

E動 .wasedaun市

52

1

第

1

ロロロロロロロロロ

園■■目圏■□

+

…

10-2 r―

―― ￢

‐

4章

― ― ―I 「

067

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14

115

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098 118 1022

3244 0405

ロロロロロロロロロ

10-10 :

:

0.54 12 1 03

091

105 1484

4711 0517

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

density

/m,

component

ratio

%

velocity m/s velocity

A-flow m/s

velocity B-flow m,/s

load

I

load per m2

entropy of direction

12-3

0.48 13 1.31

1_05

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135 937 14.87 0.439

1 2000Matterhgs.Hわ

sh w俎 襲

毬

ELbwぉ

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〆

￨

第 ￨

4章

__

仙 ︱

ゆ ︱

∝ ︱

∞ ︱

￨

079 1

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一

1 22

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2115

一

6716

一

0.527

一卜 ｂ ＬＶ

099

ヽ 一 一 一

116 一

ロロロロロロロロロ

一十

■■■■■■□

…

5-5

一

35

124 1 22

1832

5817 0533

yo

velocity m/s velocity

A-flow m/s

velocity B-flow m/s

load

I

load per mz

044 29

106 105

8

1 06

l‐ 585

3_

1

1858 §_

ヽ

0639

3_

entropy of direction

12000蛯

前er

hds.Hbsh Sヽ

MELbtteぬ

.un市 .

1 541

Ψ

ratio

輌︱

component

11-5

“ 〓

density A/mz

Ｑ

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ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

じ

1 25

ヽ ヽバ暉、

:

Ｌ■Ｆ ﹂Ｅ一ワー

0.73

一 ” ¨ ¨ ¨ ”

ロロロロロロロロロ

8-5

L

第

1

ロロロロロロロロロ

■■■■目■□

E―

3-5 可

T

4章

T ―

0.54

47

110

094 123 1748

5548 0539

ロロロロロロロロロ

6-5 :

057 56

∫

099

ゝ

111

084

1ま

2294

7282 0663

density A/m2

component

ratio

Yo

velocity m/s velocity

A-flow m/s

velocity B-flow m/s

load

I

load per mz

063 50

095 099 092 2365 75.00

0563

entropy of direction

1 2000mtterhゞ

s.H■ Osh SSSヽ

Eレ b wasedaun市 . 1551

ｒｌ

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

9-5

￨

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￨

_

第 4章

８ ８ “］ ．晰 ９ ３ ３ ︲ ︲ 出嘲 扇 ６

ロロロロロロロロロ

■■■■□■□

velocity m/s velocity A-flow m,/s velocity B-flow m/s

load

I

entropy of direction

1 2000MatterhSs.Hitosh SSSSE Lb wtteぬ

「

―

一

load per m,

「

。ヽ.

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%

￢

一 一 一 一 一 二

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７ 畑靱 ２ ５ ７ ．３ ８ ぉ ７ ４ ・Ｊ ０

component

ロロロロロロロロロ

density /\/m,

一 一 一 一

９”嘲 ︲ ９ ．醐 ︲ ４ ９ け出 臨 ３ ９ ︲ ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

::や

組 n市

1561

￨

14-5

博︱

い︰

ロロロロロロロロロ

■■■目□■□

李

…

4章

1第

117 38 1 05

092 112 5046

16018 0605

load

I

load per mz

entropy of direction

“ ︰

velocity B-flow m/s

:

Ｌ﹁

A-flow m/s

:

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ムＢ Ｆ

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一 ¨ 一 一 ¨ 一

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ratio

４ 帥¨ ９ ８ ２ ｍｍ 硼 ８ ５ ．０ ４ ︲ ︲３ ︲

/mz

ロロロロロロロロロ

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component

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

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ヽ

1

ヽ ｀

1(￨ト

￨

第 4章

ロロロロロロロロロ

■■■■目■□ …

15-9

:

:

:

:

0.86

46

114 097 128 1872

5944 0504

ロロロロロロロロロ

16-5

098 45

103

100 106 2967

9414 0477

component

velocity velocity

ratio

96

m,/s

A-flow m/s

velocity B-flow m/s

load

I

load per mz

52

105 1 02

108 2967 94.14

0530

■■ 卜 ｂゝＪ ¨

density /\/mz

092

ミ ﹂■ Ｉ

ロロロロロロロロロ

ロロロロロロロロロ

sample No.

16-8

entropy of direction

12000mゞ

er h● s.HitOsh SSmE Lb wЖ

eぬ 。 un市

.

58

1

結論

第 5章

￨

5章

1第

￨

1モ デル 式 の提 案 ■干渉負荷値モデル 本研究では、 交差する歩行者の歩行勢力領域 と干渉 しあう領域を定量化 した ものを干渉負荷値 (交 差 によるス トレス)と 定義 し、歩きにくさを表す指標 と して 提案 した。次 に前章 までに集計されたデー タをもとに密度、 定量化 された 歩行上 の負荷 (干 渉負荷値 )と 密度、構成比、方向分 散度 との相関を調 べ た。

R ■決定 R2 補正 R2

回帰餞計

E48田

081272126 066051584 065313575

標準霞差 回 数

250063443

48

分散分析表

残差 合計

46 287645938 625317257

945 23045E-12

47847302973

表 は回帰分析 を行 った結果 であるが、 干渉負荷値 と密 度 と方向分散度 の積 の 間 に強 い相関が見 られ る結果 とな った。よって干渉負荷値 L(1/ボ )は 速度 V

(m/s)と 方向分散度 Eに よって求 め る ことが可能 で ある。

L=206.71086D× E-13.11934 L:干 渉 負 荷 値 (1/ぷ ) D:密 度 (人 /ぷ ) E:方 向分 散 度

1 2000mtterhds.H■

∝h

WATANABE動

.wぉ eぬ .un市 .

1 60 1

1

第 5章

￨

■群集交差流動速度 モデル 密度、歩きに くさの指標 として定量化 した干 渉負荷値、方向分散度、それぞ れ について流動速度

(全 体流動)と

の相関を調 べ る。前章までで明 らかになっ

たよ うに、 構成比によって密度 と速度の関係が変化するため、 構成比別 に回帰 分析 を行 った (次 項参照)。 密度、干渉負荷値、方向分散度 いずれも有意な相関関係が見 られた。構成比 別 に見ていくと、構成比 0∼ 20で は密度、干渉負荷値 の順 に強 い相関が見 ら れ いずれ も有効な式だと思われる。構成比 20∼ 40で は密度、方向分散度 の 順 に相関が高 く、 密度 による式が流動速度を算 出する上で最 も適 していると思 われ る。構成比 40∼ 60で は、干渉 負荷値、密度 の順 に相関が高 く、干渉負 荷値 による式が最 も適 していると思われる。以下 に構成比別 に最 も相関係数が 高 か った式を表す。 構 成 上ヒ0-20

V=-0.3491638D+1.38415312 構成比

20∼ 40

V=-0.3800291D+1.4171517 構成比

40∼ 60

V:流 動 速 度 (m/s) D:密 度 (人 /ゴ L:二 干渉 負 荷 値 (1/ぷ )

V=-0.0021327L+1.22380837

)

■干 渉負 荷 値 の有 効 性 前章までに、構成比が高 くなると流動による交差 (交 差 による干渉 )が 増加 す るため、密度変化だけでは速度変化が表現 しにくいことを指摘 してきた。ま た高密度 になる と流動速度が一方向流 の速度 に近 くなることか ら、 歩行者 の集 団化が歩行 による干渉を軽減 し、 群集 の交差をスムーズにしていることも明 ら かになった。この現象を干渉負荷値 によって考 えてみる。密度が増加すると接 近 して交差す る歩 行者が増加 し、干渉 による負荷 も増加す る。しか しなが ら、 集団化することによって歩行者集団は交差する歩行者との干渉負荷領域を減少 させ ることができる。そのためほぼ 同等 の勢力を持 つ群集流動が交差する場 合、集団化 による干渉負荷領域の減少が交差 をスムーズにしている と言える。 つま り交差流度 においては密度 の増加が必ず しも歩行速度 の低下、 歩きにくさ を誘発するものではな いと言える。

1 2000mtterhds.m∝

h、ミ

躙

E Lb tteぬ ■n市 . 1611

第 5章 ￨

__

￨

流 動 速 度 との 回 帰 分 析 ―構 成 比

0∼ 20

密度 重IBtt R ■り0こ R2 補I R2 標準 差

O.86093825

0.74121467 0.71246075

0.07352526

"ミ

１ ９

差計 残 合・

０

切片

1.38415312 004460182 31.0335584 1.8359E-10 1.28325672 1.48504952

1

X値

0.1393542 0.1393542 0.04865368 0.00540596 0.18800788

lo.3491638o,0687719z「 5.07719020.00066536-0.5047349-0.1935927

干渉 負荷 値 R

O.81700834 0.66750263

菫決定 R2 補正 R2 標準誤 差

0.63055847 0.08334142

1 0.12549575 0.12549575 9 0.o6251213 0.00694579

残,奎 合計

X値

18.067883 0.0021

100.18800788 1

-0.00280170.00065912-4.2506332000214047-0.0042927-0.0013106

方 向分散度 回帰統計 菫4Ett R 菫決定 R2 補正 R2 標準誤差 観測数

O.58474808

0.34193032 0.26881147 0.11724726

11

１ ９

回帰 残差 合計

０

切片 Xl童

1

12000mゞ

1

‐1.0629966

0.0642856 0.0642856 4.67636329 0.12372229 0.01374692 0.18800788

95%

1522224 7.65138685 3.1542E-05 0.49156137 ‐2.1624901 0.05882851

er hds.nゎ sh w俎 輛

螂

E恥 .waseぬ 。un市

1.15988171 2.13361551 ‐ 2.1749865 0.04899334

.

1

62

流 動 速 度 との 回 帰 分 析 ―構 成 比

20∼ 40

密度 回帰統計 重IBtt R O.74258115 重・ IRtt R2 0.55142676 補I R2 標準鬱u墜 観測数

0.51938581

0.11217085 16

帰差 回残

0.21654219 021654219 17.2100651 0.0125823 15 0.39269438 1

14 0.17615219

合計

X饉

1

‐ 0.38002910.09160635-4.14850150.00098444‐

0.5765053‐ 0.1835528

干渉 負荷値 回帰統計 重4Ett R ■決定 R2 補正 R2 標準誤 差 観測数

0 5949951

0.35401917 0.30787769

0.1346087

16

１

帰差 計 回 残 合一

４

7.67246989 0.01504451

５

0.25367304 0.39269438

0.0181195

t

Xl自

1

‐13 1.17441262 139395727 1.28418495 0.05118095 25.091071 ‐ 0.0018328 0.00066167 -2.7699224 0.01504451 -0.0032519 -0.0004136

方 向分散度 ■1日 関 R 重決定 R2 補lE R2 標準鬱覇壼 観測数

回帰統計

O.63880609 0.40807322 0.36579273

0.12885383

16

１ ４ ５

帰差計 口残合

0.16024806 0.16024806 9.65157388 0.00772887

0.23244632 001660331 0.39269438

2.1001053 0.29875611 7.02949745 ‐ 1.7318645 0.55746145 ‐3.1066982

°°地

12°

Ster neds.Hit∝ hヽ L嘔 頓 ∼

俎

下限

95%

95%

06 1.45933661 2.74087399 0.00772887 ‐2.9275015 ‐ 0.5362275 5.9633E‐

E Mb.wぉ eda.un市 ・

63

1

第 5章

￨

流 動 速度 との 回 帰 分 析 一構 成 比 40∼ 60

密度 JEIEtt R

菫ラミ 定 R2 補I R2 2準 鬱 1壺 欄腱 ミ 観測数

O.63993971

0.40952283 0.37844508

0.07905122

帰差計 画残合

F

0.08234661

X値

13.1773659 0.00178223

0.1187328 0.00624909 0.20107941 係数

切,キ

0.08234661

標準誤差

t

P‐

値

P―

債

下限 95%

上限 95%

下限 95%

上限 95%

1.25400381 0.03709352 33.8065426 19463E-18 1.17636614 1.33164147 ‐ 0.24413060.06725242-3.63006420.00178223‐ 0.3848916-0.1033696

1

干 渉 負荷 値 菫1目 田 R 重決定 R2 補正 R2 欄臓摯澤謝裏

O.73501639 0.54024909 0.51605167

0.06975387

１

帰差計 回残合

９ ０

係数 切,+

0.09244644 0.20107941 標準誤差

1.22380837 0.02421878

X鐘 1

0.10863297 0.0048656

t

50.531389 1.0191E-21

1.17311787 1.27449886

-0.00213270.00045135-4.72511650.00014733-0.0030774

‐ 0.001188

方 向 分散 度 ヨ14Ett R 菫決定 R2 補I R2 欄E芭摯鬱11奎

O.46633755

0.21747071 0.17628496

0.09100333

1 0.0437 72888 5.28024146 003309619 19 o.15735052 0.00828161 20 0.20107941

妻 議+ 雀 "冒

X● 1

12剛

-0.46825270.20377617-2.29787760.03309619‐

Maま er

TheSs.ntosh s、ME Lb waseぬ

.un市

0.8947613-0.0417441

.

1

64

第 5章 ￨

__

￨

2ま

とめ

■ 密 度 ―構 成 比 か ら見 た 流 動 速 度 これ まで 流動速度 は密度 との相 関性 によ り語 られ、交差流動 は群集 の乱 れ、 速度低下 を促す ともの と考 え られて きた。しか しなが ら群 集交差流動で は、密 度 の 増加 とともに流動 の交差 による速度 の低 下 は軽減 され る こ とが明 らか に な った。この ことか ら、密度 の上 昇 に伴 い交差 による歩 きに くさを軽減す る歩 行者集 団特性 が 働 い て いる と考 え られ る。 そ のため構成比 (人 数 の比率 )に よって密度 と流動速度 の 関係 は変化 し、 構成 比が低 い とこれ までの研 究 で言わ れて きたよ うな一 方向流で見 られ る密度 と流動速 度 の 関係 とほぼ 同 じで あが 、 構成比が高 くな るにつれ流動 の交差 による影 響が大 き くな るため、 流動速度 を 密度 との 関係 だ けで表す の が難 しくな って くる。 また 密度 の 増 加 につれて 構 成 比別 の 流動速度 の値が近付 くことか ら、 1.0 人 /ゴ 前後で は一 方向流 の速度 と大 き く変わ らず交差流動 を処理で きる ことが わか つた。本研 究 では密度 1.2人 /ざ 程度 までが対象 とな ったため、さ らに高 密度 な状態 で の検 証が今後 の課題 である。

■群 集 交 差 流 動 の速 度 差

2つ の群集流動が交差す る時、群集流動 の規模 の差が両流動 に速度差 を生 じ させ る ことが 本研 究で明 らか にな った。特 に構成比が低 く高 密度 な場合 、少人 数 の 歩行者 は交差す る流動 を横 断す る ことが 困難 にな り、 著 しく速度が低下す る。また、速度差が生 じやす い境界線 は構成 比が 35%で ある と思われ るが、ど ち らの流動が どの程度 遅 くな るかな ど、速度 差 については不 明瞭 な点が多 い。

■歩 行 勢 力領 域 によ る可視 化 本研究 では歩行勢力領域 とい う概念 を用 い 、 群集交差流動 を可視化す る こと によって、同方 向 へ 向 か う歩 行者 による集 団化 の様子 を視覚的 に知 る ことが で きた。 歩行者 は前 方近 くの歩 行者 に追従す る 習性 によ り列状 の 集 団が形成 さ れ、 密度 の増加 とともに列状 の集 団は大 き くな って い くことが 明 らか にな っ た。また集 団化 す る ことによ って歩行勢 力領域 の干渉が減 少す るため、集 団化 が流動 の交差 による負担 を軽減 している ことが 明 らか にな った。

第 5章 l_________―

―

■歩 き に くさ の 指 標 これ まで群集流動を理解する上で、密度や流動密度な どの要素が重要な位置 をしめてきた。本研究では、歩行勢力領域 によって可視化 された干渉負荷値や 方向分散度 といった新たな指標を用 い ることによって、 歩行上のス トレスや不 快感 を意味する"歩 きにくさ"を 定量的 に表 し、新たな空間評価の知見 を得る ことができた。また、これ まで密度や流動量だけでは、説明が困難であった群 集交差流動を、視覚的な面 (集 団化す ることによって干渉負荷領域が減少す る)と 定量的な面 (干 渉負荷値 によって交差流動 の流動速度導き出せ る)で そ の性状、群集速度や密度 との関係 を明 らかにす ることができた。

Thed驚 1 2000Mstα

職 ∝n

wATANABE lab.waseこ unlv.

1661

￨

第 5章

1

￨

3今 後 の 課 題 ■ 密 度 と流 動 速 度 本研究 における対象密度範囲は0∼ 1.2人 /ゴ まであり、この程度の密度下 までは群集の交差が処理できることが明らかに￨な ったが、どの程度高密度下ま で処理できるかさらなる実証的研究を要するもの と思われる。

■ 歩 行 勢 力領 域 本研究で提案 した歩行勢力領域は、 調査分析結果や環境心理学などの知見を 踏まえた上で定義 したものであるが、まだ実験的な要素が強いため、さらに客 観的な視点から肉付けしていくことが必要であると思われる。

■ 多 方 向 交錯 流 動 へ の 適 用 構成比別に群集交差流動の性状を見ることによって、 複雑に変化する群集交 差や集団化の性状、 速度変化などを密度変化に対応させ知ることができたが、 多方向か らの流動が交錯しあう、 多方向交錯流動への適用が今後の課題 と言え る。

1 2000MasterthesL.ntosh wATANABE Lb.waseね

un● .

1671

お わ りに ライプニ ッツ による と、基 体 (エ ンテ ィテ ィ ー =実 体 )は 、それ 以外 の宇 宙 のす べ ての ものの 函数であるそ うだ。つま り、す べ ての事象 は 因果関係 を 持 ち、定量化 した函 数であ らわ され る とい うことなのだろ うが、まあ言われ てみれ ばそんな気 がす る程度 の もので ある。しか しなが らこれ を実 際 に証明 しよ うとす る と多少 のひ らめき と多大 な忍耐が必要 とな って くる。今 回論文 を執 筆す る ことによ って、 改 めてそ の 困難 さが 身 に しみる数力月 を過 ごす こ とになった。 年末あた りか ら異常な体調不良 に悩 まされ、 挙 げ旬 の果で には生活必 需品 である煙 草が ドクター ス トップによ り禁上 にな った。といって も実 際は苦 し くて 吸えな い程肺 が病んで いた のだ が。そんな生 まれて初めて と思われる長 期体調不良に い らつ きなが ら、よ うや く論文 を書 き終える ことがで きたが、 多 くの人たちの助 けな くして完成す る ことは確実 になか った。特 に高柳 さん には多大な御迷惑 をおか け し、長澤 さん には瀕死 の状態 の時 にいつ もはげま しをいただき ま した。忙 しい時間を割 いて相談 に乗 っていただいた木村 さん、 関根君、大場君 には大 変お世話 にな りま した。最後 に 3年 間御指導 いただ い た渡辺先生、大変有 り難 うござい ま した。

2001年 2月 6日

間下

典大

参 考 文 献・ 参 考 資料 。新建築学大系第 11巻

彰国社 1981年

環境心理

。か く れ た 次 元

E.T.H」

1

。歩 行 者 の 空 間

」 ・J・ Fruin

。群集歩行 の シュ ミ レー シ ョン

小笹敏、岡崎甚幸

みすず書房

1966年

鹿島出版会

1974年

日本建築学会大会学術講演梗概集 1976裟 F

。多 方 向 流 動 に お け る 交 錯 点 の解 消 モ デ ル

高泉豊、古谷誠章ほか

日本建築学会論文報告集

。空 間 _時 間 歩 行 領 域 モ デ ル を 用 い た 群 集

佐野友紀、渡辺仁史

日本建築学会第 19回 情報システム 利用技術 シンポジウム 1996年

1979年

交錯 状 態 の 可視 化 ・ 空 間 にお ける人 間集 合 の 型 そ の

1

高橋鷹志ほか

日本建築学会大会学術講演梗概集 1978生 ￨

・ 空 間 にお け る人 間集 合 の型 そ の

2

高橋鷹志 ほか

日本建築学会大会学術 講演梗概集

19784F ・ 交 差 流 動 の 構 造 _鉄 道 駅 に お け る 交 錯 流 動

1977年

中祐 一郎

日本建築学会論文報告集

上原考雄、中村和男、 吉岡松太郎 佐藤英彰、木本 寸謙、 林田和人、渡辺仁史

日本建築学会論文報告集 1980年

に 関 す る研 究 ・ 群集 対 向流 動 の性 状 ・ 駅 空 間 に お け る視 覚 障 害 者 の 歩 行 に 関 す る

日本建築学会大会学術講演梗概集

1999年

研究 ・ 対 人距 離 の再 考

高橋鷹志、西田和彦

日本建築学会大会学術講演梗概集 19844■

。行 為 尺 度 の研 究

高橋鷹志、岡治康子、 西村伸也、萩原一郎

・ 群 集 の 歩 行 速 度 と群 集 密 度 との 関 係 に 関 す

西田佳弘、堀内二郎、 高橋昭子

日本建築学会大会学術講演梗概集

1984年

日本建築学会近畿支部研究報告集

1984年

る研 究 _大 阪梅 田 の阪急電車構内にお ける 階段 降下流動 につ いて 。横 断 歩 道 にお け る 群集 流 の 巨視 的 行 動 パ

矢守克也、杉万俊夫

勧耐 apan Joml of Experinent」 Social Psychol∝ v

1992年

ター ンのシュミレーシ ョン 。横 断歩道 にお け る群集 流 の 巨視的行 動 パ

矢守克也、杉万俊夫

勁画 apan

Jornal of DΦ erinlental

Social Psychology 1992年

タ ー ンに関す る研 究

(I)

。人 体 動 作 分析 によ る空 間規 に 模 関す る 研 究

中島一、建部健治

日本建築学会大会学術講演梗概集 1976′

(第 29報

)片 面壁据 え置 き家具、複数 歩行

者 の 通 り抜 け歩行 の場合

「

。歩 行 者 流 動 の 定 量 的 分 類 に 関 す る研 究

佐野友紀 、渡辺仁 史

日本建築 学会大会学術 講演梗 概集 1998笙 手

_空 間/時 間系歩行軌跡モデルを用いた歩 行軌跡の可視化その 3 ・ 群 集 の 歩 行 速 度 と群 集 密 度 と の 関 係 に 関 す

西田佳弘、堀内二郎、 高橋昭子

る研 究

日本建築学会大会学術講演梗概集

1998年

第 2報 _通 過 (中 央部 、端 部 )の

影 響 について 。歩行者 の速度 と密度 との関 係 の測定

月島嘉男、祖父江隆弘

日本建築学会大会学術講演梗概集 19774■

・ シ ュ ミ レ ー シ ョ ン モ デ リレを 禾り用 し た 群 集 流

日本建築学会関東支部研究報告集 19834「

動特性 の研究_混 雑時 の不快感分布 について 。横 断歩道 にお ける群集流動 特性 の事例報告

山崎拓、池戸一将、若井正一

日本建築学会大会学術講演梗概集 19994■

不 特 定 多数 の 群 集 歩行 に 関す る基 礎 的研 究 ・ 群集 ベ ク トル を用 い た 人 間流 動 の 解 析

中丸隆二、佐野友紀、 日本建築学会大会学術講演梗概集 鄭姫敬、林田和人、渡辺仁史 1997年

_群 集 の流 動 と滞 留 に 関す る研 究 そ の 1 ・ 進 入 角度 によ る歩 行 難 易 度 の 変化 _群 集 の 相 互 作 用 に 関す る研 究 そ の

1

・ 群 集 流 動 の 評価 指 数 に 関す る研 究 _群 集 の

玉井勝士、鄭姫敬、 佐野友紀、林田和人、 中オ 寸良二、渡辺仁史

日本建築学会大会学術講演梗概集

1998年

梅沢力、鄭姫敬、佐野友紀、 日本建築学会大会学術講演梗概集 林田和人、渡辺仁史 1997年

流 動 と滞 留 に 関す る研 究 そ の 2 ・ 横 断歩 道 にお け る 群集 流 の 巨視 的行 動 パ

矢守克也、杉万俊夫

社会心理学研究第 7巻 1992年

佐野友紀、高柳英明

日本建築学会論文報告集2000年

佐野友紀、高柳英明、

日本建築学会論文報告集2000年

タ ー ンの 計 量 に 関す る研 究 コ ン ピュー タ ー グ ラフ ィ ックス によ る計量 ・ 群 集 交 差流 動 に見 られ る集 団化 現 象 の 可視 化 ・ 時 系列領域 干 渉 負荷 モ デ ル を 用 いた 歩行 者

渡辺仁史

空間の混 雑評価 に関す る研 究