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## 台風の日の計画運休に関するシミュレーション
#### 研究プロジェクトB
##### 17B16210 山根初美
---
### 概要
事前に予報の出ている台風について、計画運休の期間および発表のタイミングが一般市民に与える影響を調べ、どのように運休を計画することが最も適切かを調べる。
一例として、東急電鉄による計画運休によって講義の有無を決定する東工大教務課、東急目黒線を使って通学する東工大の学生の動きをシミュレートする。
---
### シミュレーション設定
#### エージェント
- 東急電鉄
- 東工大教務課
- 学生 (複数)
----
#### スポット
学生は以下のスポットを行き来する。
- 大岡山駅
- 武蔵小山駅 (東急目黒線沿線)
- 学生の家
- 東工大
----
シミュレーション中にケガをした学生、電車の運休によって帰宅が困難となった学生は、以下のスポットに移動する。
- ケガ
- 帰宅難民
----
また、情報共有のため、以下のスポットを用意した。
- 台風情報共有スポット
- 東急情報共有スポット
- 東工大休講情報共有スポット
----
### シミュレーションの期間
- 開始時刻: 0/0:00
- 実行間隔: 0/01:00
- 終了時刻: 2/23:59
3日間 (72時間)
台風は3日目の夕方〜夜にかけて直撃
----
### 台風情報について
- 2019年に台風19号が上陸した際の、10月10日〜12日のデータを用いた[^typhoondata]
- 判断には瞬間最大風速の最大値を使用
- データは2時間ごとに更新
[^typhoondata]: 気象庁HP 過去の気象データ より https://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/view/10min_s1.php?prec_no=44&block_no=47662&year=2019&month=10&day=10&view=p1
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エージェントが知ることのできるデータ[^footnote2]
- その時点での値
- 24時間後の値の予測 (誤差 ±5[m/s])
- 48時間後の値の予測 (誤差 ±7[m/s])
$d_n$ は $(-n \geq d_n\leq n)$ を満たすランダムな実数
($d_n = (\text{random}()-0.5)\times2\times n$)
[^footnote1]: https://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/view/10min_s1.php?prec_no=44&block_no=47662&year=2019&month=10&day=10&view=p1
[^footnote2]: 誤差の大きさは気象庁HP 台風予報の精度検証結果 (https://www.data.jma.go.jp/fcd/yoho/typ_kensho/typ_hyoka_top.html) を参考に決定した。
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### ステージ
| ステージ | 行動するAgent / Spot |
| -------------------- | -------------------- |
| 台風情報更新 | 台風情報Spot |
| 東急DecisionMaking | 東急Agent |
| 教務課DecisionMaking | 教務課Agent |
| 学生DecisionMaking | 学生Agent |
| 学生移動 | 学生Agent |
---
### 各エージェントのDecision Making
---
#### 東急電鉄
東急電鉄は、
> 予測から計画運休を決める際の閾値となる瞬間最大風速の値: $X$
> その時点での運休が決まる瞬間最大風速の値: $Y$
を変数として持つ。
今回のシミュレーションでは、$Y$ は固定値とし、実際に東急電鉄で運転見合わせを行う $20$[m/s] を用いた。[^kyoufuu]
[^kyoufuu]: おしえて！ 東急線 悪天候や地震のときの運行編 (東急鉄道公式パンフレット) より https://www.tokyu.co.jp/tokyu/oshiete/20161228.pdf
---
ある時点で得られる台風情報について、
> その時点での瞬間最大風速 : $v$
> 24時間後の予測: $v_{24}$
> 48時間後の予測: $v_{48}$
とおく。
> $v \geq Y \Rightarrow$ その時点で運転休止
> $v_{24} \geq X \Rightarrow$ 24時間後に計画運休を発表
> $v_{48} \geq X \Rightarrow$ 48時間後に計画運休を発表
ただし、一度発表された計画運休は覆らず、また一度運休となった場合は台風が去るまで (3日めの23:59まで) 止まったままとする。
---
#### 東工大教務課
東急の計画運休の発表を受け、台風が直撃する日 (3日め) を休講とするかどうかを決定する。
|東急の計画運休発表のタイミング|教務課の対応|
|-|-|
|1日めの17時以前|確率 $0.9$ で休講|
|1日めの17時〜2日めの17時|確率 $0.8$ で休講|
|2日めの17時〜3日めの7時|確率 $0.3$ で休講|
|3日めの7時以降 or なし|休講にならない|
---
#### 学生
8時〜17時を昼間、それ以外の時間を夜間と呼ぶ。
##### 1・2日め
昼間は大学へ行き、夜間は家に帰る。
位置関係は
```
家 ← 武蔵小杉駅 ― 大岡山駅 → 東工大
```
のようになっている。
登校時間は一定だが、帰宅時間はランダムにさせている。
----
##### 3日め
基本的に1・2日めと同様の行動をとろうとするが、
- 東工大が休講の場合、大学に行かずに家にいる。
- 東急線が止まっている場合、武蔵小杉駅から大岡山駅、またその逆の移動はできない。
- 武蔵小杉駅にいる場合: 家に帰る
- 大岡山駅にいる場合: 帰宅難民になる
- その時点の台風の瞬間最大風速が$20$[m/s] 以上で、かつ家以外の場所にいる場合、確率 $0.1$でケガをする。
```
家 ← 武蔵小杉駅 ― 大岡山駅 → 東工大
```
---
### シミュレーション結果
---
実行結果の例
($X=55$ (計画運休を行わない場合) のシミュレーション)
---
### 結果
|$X$|計画運休のタイミング|休講|家|ケガ|帰宅難民|その他|
|-|-|-|-|-|-|-|
|35|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|35|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|35|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|35|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|35|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|40|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|40|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|40|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|40|2日め 22:00|o|50|0|0|0|
|40|なし|x|37|6|7|0|
|45|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|45|1日め 22:00|o|50|0|0|0|
|45|2日め 22:00|o|50|0|0|0|
|45|なし|x|33|4|13|0|
|45|なし|x|32|3|15|0|
|50|なし|x|38|1|11|0|
|50|なし|x|34|4|10|2|
|50|なし|x|37|2|11|0|
|50|なし|x|36|6|8|0|
|50|なし|x|38|4|8|0|
---
### $X$の値と計画運休のタイミング
|$X$|1日め|2日め|3日め|なし|
|-|-|-|-|-|
|35|5|0|0|0|
|40|3|2|0|1|
|45|2|1|0|2|
|50|0|0|0|5|
---
### 計画運休の有無と学生の安全
|$X$|計画運休のタイミング|休講|家|ケガ|帰宅難民|その他|
|-|-|-|-|-|-|-|
|40|なし|x|37|6|7|0|
|45|なし|x|33|4|13|0|
|45|なし|x|32|3|15|0|
|50|なし|x|38|1|11|0|
|50|なし|x|34|4|10|2|
|50|なし|x|37|2|11|0|
|50|なし|x|36|6|8|0|
|50|なし|x|38|4|8|0|
---
課題
- 台風のデータを1通りしか用意しなかったため、計画運休が発表されるタイミングにさほどばらつきがなかった
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