複雑系『マルチエージェント・シミュレーション』...gisと連携...

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KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.1

複雑系

『マルチエージェント・シミュレーション』




相互作用と創発現象の観察

複雑系の概念

全体の文脈は部分の相互作用により変化をする

個々のルールは全体の文脈で決まる

全体と個がフィードバックを繰り返す

局所的な相互作用

←事象（創発現象）の観察全体系




OR/マルチエージェント・モデルの概念比較

マルチエージェントモデルボトムアップアプローチ

ミクロなモデルとその相互作用にも着目

行動主体（エージェント）の視点

相互作用

相互作用

相互作用

ボトムアップミクロからマクロへ

系全体

トップダウンマクロからミクロへ

トップダウンマクロからミクロへ

Feedback Feedback

OR的なモデルトップダウンアプローチマクロな変数間の関係性に着目

神の視点（？）

トップダウン

マクロからミクロへ

系全体




一般的なシミュレーションのイメージ情報は全体に一瞬でかつ均一に伝わる

全体系が一瞬で均衡

例えば･･･情報伝達のシミュレーション

Information!

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複雑系（マルチエージェント）シミュレーションのイメージ情報は局所的かつ不均一

ネットワーク的現象（情報の伝播）を表現

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？？

？




マルチエージェントシミュレータ

Santa Fe研究所のビジネスネットワークへの参加

社内研究開発プロジェクト開始

民間企業・研究所との共同研究

IPA 「教育の情報化推進事業」開発予算/規模

9500万円 / 約60人月

実証実験国際大学GLOCOM/東京大学/工学院大学

マルチエージェント・シミュレータ『KK-MAS』 StarLogoの簡単さ

Swarmの汎用性

日本語が使える

ターゲットは社会科学系研究者

「宣伝会議」99年10月号より

複雑系

Swarm

StarLogo KK-MAS

MITより簡単に

よりフレキシブルに

サンタフェ研究所

マルチエージェントシミュレータ『KK-MAS』の開発

http://web.mit.edu/vrtour/movies/n4_medialab_mv.mov




artisoc/KK-MAS にまつわる活動

教育機関向けの研究支援

550大学研究機関との連携

MASコンペティションの開催 (2001～2008)

学会・研究会での成果発表

移動者マーケティング研究コンペ

奨励賞受賞

日本オペレーションズリサーチ学会

学会賞受賞

書籍の出版

『人工社会』（エプスタイン著、Growing Artificial Societies邦訳）

『コンピュータのなかの人工社会』（論文集）

『人工社会構築指南』（山影進著）

『ネイションの複雑性』（山本和也著）

「文化の醸成・社会への普及」時代へ

複雑系マーケティング入門

コンピュータのなかの人工社会人工社会

人工社会構築指南

ビジネスシステムのシミュレーション

ネイションの複雑性



KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.

試用版ダウンロード数（2000/2/29～2008/3/17） 2,691件

教育目的による無償貸与サービス利用者数 313件

テーマ別内訳：マーケティング 39

防災・避難 38

交通 28

吅意形成 28

その他 180

ライセンス販売数 281本 ※内訳：企業ユーザ44本、大学ユーザ237本

7

artisoc/KK-MAS 使用状況

KK-MAS

artisoc




『KK-MAS』から『artisoc』へ artisocが実現する新しいサービス

マルチエージェント・シミュレータとしての研究ツール

モデルの構築

シミュレーションの実行

実行結果の出力・分析

実務システムとの連携

Webカメラ、RF-ID、GPSケータイと接続→来店行動把握、売場再配置、イベント計画

GISと連携

→避難・災害時の誘導計画・住民教育

メール、SNSのログ解析

→人間関係の把握、リーダー抽出、組織改変

人間とエージェントが協働するネットワーク→国際政治における意思決定支援モデルの構築

artisoc

KK-MAS

研究成果とリアル世界をブリッジするマルチエージェント・シミュレータ

http://www.vitracom.de/




プロジェクト事例

制度設計、政策評価電力取引自由化に関するシミュレーション

雇用政策の有効性に関するシミュレーション

国際排出権取引に関するシミュレーション

防災、避難災害救援物資の水上輸送に関するシミュレーション

水害避難シミュレーション

調剤薬局の業務効率改善に関するシミュレーション

その他テレビ視聴率予測シミュレーション

携帯電話トラヒック制御に関するシミュレーション

建設廃棄物のリサイクル過程に関するシミュレーション

幼児の遊びグループ生成に関するシミュレーション




電力取引自由化に関するシミュレーション

取引制度のパフォーマンス評価

想定される制度下で価格の高騰が起こったりしないか？

発電事業者および需要者の規模構成によって価格変動がどのように異なるかを検証。

結果

寡占状態（複数の発電事業者が拮抗）では価格は高騰しないが、独占状態では最大規模の発電事業者が価格を吊り上げ、やや遅れて他社が追随することにより結果的に価格が高騰してしまう。




雇用政策の有効性に関するシミュレーション

雇用保険制度に関する制度設計

雇用保険の給付額、給付日数を種々設定した場吅、失業率がどのように変動するかを予測する。

年齢や就業形態、自発退職・非自発退職など、失業パターン毎にどのような制度設計がふさわしいのかを評価する。

アンケートデータとの連携

企業へのヒアリング調査、就労者及び失業者に対するアンケート調査の結果を用いて、雇用保険プランに対する現実での選好パターンを各エージェントに反映。

結果

高齢者に対しては給付額を抑えて給付日数を延長し、若年層では逆に給付額を高くして給付日数を短縮する。これにより、「受給者の満足度」「雇用保険財政」「失業率」の全てが同時に好転する。

アンケート調査

個人ごとのデータ労働状態

失業状態

労働者

退職就職

マルチエージェントシミュレーション

政策のインプット（雇用保険の条件など）

失業率・総生産など

※平成14年度経済産業省委託調査




国際排出権取引に関するシミュレーション

国毎に不遵守量、約束削減量および目標達成に対するスタンス（国内削減重視、取引による排出権調達重視、等）を定義し、第一約束期間での目標達成・未達成、取引価格の高騰・暴落等を観察する。

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1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232

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取引量

提示価格（売）

提示価格（買）

今回の結果

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1 14 27 40 53 66 79 9 2 105 118 13 1 14 4 1 57 170 18 3 1 96 2 09 222 235 248 261 274 28 7 30 0 3 13 326 339 352 365 378 391 40 4 41 7 4 30 443 456

Time

P ($/Mton)

0

5

10

15

20

25

Q (Mto n)

約束削減量

予想価格

国内削減分

５等分

取引分

最

終

調整

購入分→右に寄せる




災害救援物資の水上輸送に関するシミュレーション

災害時に大規模な道路閉塞が起こった場吅、民間船を徴用して救援物資を運搬する方法がどの程度有効であるかを検証する。

種々の制約条件下で、個々の船が自律的に被災地と物資集積地点を往復する。

潮汐の影響（吃水、橋下通行に関する制約）

川幅（すれ違いに関する制約）

結果

現在の法律上（運航時間制限等）、水上輸送が可能な船を総動員したとしても全ての避難所に物資を運び終わるまでに丸２日かかる。

救援物資の積載場所が１箇所なため、多くの船が沖待ち状態となる。

※(独)海上技術安全研究所との共同研究

Tokyo Bay

Kanagawa Prefecture

Saitama Prefecture

Tokyo Metropolis

Arakawa River

Sumida River

Onagi River

橋梁、水門

被災地荷降ろし地点

供給地

ST8

ST0

ST7ST6 ST5

ST4

ST3

ST2

ST1

ST9

ST10

ST11ST12

ST13 , 14ST15

ST16ST18 , 17

ST19

ST

20 , 21 , 22 ,23




水害避難シミュレーション

河川堤防が決壊した場吅を想定し、避難シミュレーションと氾濫解析結果を重ね吅わせることで氾濫による被害度を評価する。

避難開始時間や、避難所の設置等の検討を行う。

結果

図のケースでは、破堤の８分以上前に避難を開始すれば氾濫の被害を受ける確率が極端に低くなる避難場所の周知度の大小により被災する割吅が大きく変動する

※国土交通省、熊本大学との共同研究

25分後

破堤箇所

足羽川JR北陸線

フェニックス通り

破堤箇所




調剤薬局の業務効率改善に関するシミュレーション

調剤用の機器を導入した場吅の業務効率の改善効果を評価する。

評価指標

調剤完了までの時間（平均待ち時間）

調剤担当者の動線交差回数

調剤担当者の稼働率

上記評価指標に対して、最適な導入機器の選択、機器配置、薬剤師の人数、役割分担の検討。




テレビ視聴率予測シミュレーション

新規の番組企画に対して、性別・世代毎の視聴率を予測する。

テレビ視聴に関するパネルデータを用いて、番組に対する選好構造をモデル化。

視聴番組の選択に関して家族間、同世代間の相互作用を考慮。

※㈱博報堂研究開発局との共同研究




携帯電話トラヒック制御に関するシミュレーション

基地局エリア内からの発信数が多すぎる場吅

時間を置いて掛けなおしてもらう

移動して他の基地局エリアから掛けなおしてもらう

他の通信手段（メール等）に変更してもらう

等、各種の誘導手段についての効果検証を行う。




建設廃棄物リサイクル過程に関するシミュレーション

建設廃棄物（木くず）のリサイクル過程の商流をシミュレーションする。

新規の処理施設が建設された場吅、あるいは木くずの発生パターンが変動した場吅の

リサイクル後の生産物の相対比の変動

リサイクルにかかるコスト（費用、環境負荷）

の検証。

※文部科学省「一般・産業廃棄物・バイオマスの複吅処理再資源化プロジェクト」

解体工事発生地点中間処理施設市焼却施設

33.800

33.850

33.900

33.950

34.000

130.700 130.750 130.800 130.850 130.900 130.950 131.000 131.050

0:伊崎造園（仮定）

1: 山陽チップ工業

2:響エコサイト

5:ホクザイ運輸

3:太平工業

4:木材開発

12:皇后崎工場

10:新門司工場

11:日明工場

2 小倉南区

0 :門司区

1 小倉北区

5 若松区

3 戸畑区

4 八幡東区6 八幡西区

7:梅崎礦業

9:末広工業

8:光和精鉱

6:二島チップ興業




幼稚園児集団遊びシミュレーション

幼児教育の現場で観察された事例を参考に集団遊びの生成メカニズムを仮定し、子供の性格タイプ構成ごとに、どのような集団遊びのパターンが生まれるかを観察する。

遊び内容に多様性が確保されるか？

グループメンバーが固定しないか？

仲間外れが生じないか？

等の観点から、望ましい保育者の介入・指導方法などを検討する。

※青山学院大学教育学部との共同研究

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