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数学と物理に基づく「渋滞学」で大会期间中の観众を事故なく诱导 | 西成活裕 | オリパラと東大。

掲载日:2020年5月12日

オリンピック?パラリンピックと东大。
~スポーツの祭典にまつわる研究?教育とレガシー
半世纪超の时を経て再び东京で行われるオリンピック?パラリンピックには、ホームを同じくする东京大学も少なからず関わっています。世界のスポーツ祭典における东京大学の贡献を知れば、オリパラのロゴの青はしだいに淡青色に见えてくる!?
数学と物理に基づく「渋滞学」で

大会期间中の観众を事故なく诱导

西成活裕

教授
NISHINARI Katsuhiro
1 前の箱が空いていない场合は次の时刻(迟+1)に动けない、というシンプルなルールを想定。 2 玉の密度が小さい段阶。迟+3からは全ての玉が自由に动けるようになっています(左右の端はつながっているとする)。 3 箱が10个あるとき、玉は5个で临界状态に。玉が6个になると3つの玉の固まりができ、渋滞が発生します

东京オリンピックの期间中、竞技会场の片隅で観客をじっと见つめる、スキンヘッドの屈强な中年男性を见かけたら、もしかしたらそれは不审者でも警备スタッフでもなく、西成活裕先生かもしれません。

西成先生は「渋滞学」研究の日本における第一人者。その研究対象は人にとどまらず、车やアリ、インターネット、血液中のタンパク质にも及びます。来たるオリンピックの组织委员会のアドバイザーも务め、会场に大挙する観众を诱导する方策を练っています。

水や空気などの流体力学の研究者だった西成先生は约25年前、人や车の流れの分析に物理的な法则が使えるのではないかと思いつきます。小さい顷に混雑する渋谷で倒れた思い出もあるほど渋滞が嫌いだったことも兴味に拍车をかけました。ただ、最初は「シャレ」だったとか。

「最初は私もこんな研究は无理だと思っていたんです。人间には心理があって、突然、トイレに行こうとかそんな理由で动くこともあるわけです。でもよく考えたら、例えば道が混んでいるときの车の行动って、加速、减速、车线変更の3つしか选択肢がないな、と」

混雑するほど人や车の选択肢から心理的な要素は减り、むしろ物理法则に支配される、と考えた西成先生は、海外の学会で、车の流れを物理学で研究する同じような「変わり者」と出会い、ドイツのケルン大学へ1年间研究留学。そこで意外な発见をします。

渋滞学では、横轴に1办尘あたりの台数(交通密度)、縦轴に5分间に通过する台数(交通流量)をとったグラフを基本図として用います(名神高速道路の1ヶ月のデータ例)。渋滞すると交通流量が减って交通密度が高くなり、密度が50台になったあたりから渋滞が始まります(车间距离が40尘以下になったとき)

「アリ好きの学生とアリの行列について调べたらどうか、と盛り上がり、インドのアリの研究をしている教授とともに学生をインドに派遣しました。撮ってきたアリのビデオを见て、アリの数を皆で数えながら分析したところ、アリには渋滞が起きないことがわかったんです」

アリは、どんな长い行列でも车间距离ならぬアリ间距离を确保し、前后の空间をうまく保っていました。この研究は物理学で最も権威のある専门誌「フィジカル?レビュー?レターズ」に掲载され、大きな反响を呼びました。

「距离を空ければいいということは自然から学びました。车も人も、混んでくると距离を詰めがち。けれども、逆に距离を空けたほうが皆ストレスなく进める。発想の転换でした」

アリから学んだ知见は今も生きています。去年12月のさいたま国际マラソンでは、スタート地点の一万六千人のランナーの间隔を少しずつ空けてアリーナの外周に并ばせる「ふわっとスタート」を実行した结果、最后尾の人が出発するまでの待ち时间は23分から20分に短缩されました。

ある时间内に人やモノが通过する量は、人やモノの量に比例して増えますが、ある段阶でガクンと落ちます。それが渋滞の始まり。西成先生によると、歩く人の1平方メートル内の密度が1.8人以上になると渋滞が起きます。

25尘四方の2部屋に同じ人数の群众がいます。出口の近くに障害物がない场合とある场合を西成先生がコンピュータでシミュレーションすると、后者のほうが7秒速く避难できるという结果に。邪魔に见える障害物に、実はスムーズな流れを作る効果がありました

人を音楽や光などで自然に诱导する「ナッジ理论」や、过去の群众事故500件の分析など、勘や経験ではなくあくまでも科学に基づいた混雑解消に取り组む西成先生。五轮会期中の东京の人口が约2千万人に倍増すると予测される中、この一大イベントを无事に遂行するための「縁の下の力持ち」を务めます。

「皆さんが我々の苦労を知らないで楽しめるとよいな、と。安心安全ってそういうもの。来ている人に対策が知られてはいけませんが、こうした知恵の结晶したものがオリンピックなんだと思います」

 

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