JPH05233594A - Od表整数推定装置 - Google Patents

Od表整数推定装置

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JPH05233594A
JPH05233594A JP3538292A JP3538292A JPH05233594A JP H05233594 A JPH05233594 A JP H05233594A JP 3538292 A JP3538292 A JP 3538292A JP 3538292 A JP3538292 A JP 3538292A JP H05233594 A JPH05233594 A JP H05233594A
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JP
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JP3538292A
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Kumi Sugawara
紅美 菅原
Takeshi Iriuchijima
健 入内島
Kiyoshi Yoneda
清 米田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】正確な整数推定を行うことができるOD表整数
推定装置を得ることにある。 【構成】推定OD表の行和および列和を計算する推定O
D表行和・列和計算手段5と、先験的OD表と推定OD
表の初期値の離れを計算する離れ計算手段3と、推定O
D表の行和および列和と行和・列和格納手段4で格納さ
れている行和および列和の差をそれぞれ計算する行和・
列和の差の計算手段6と、この計算手段6が計算された
行和および列和の差と、離れ計算手段3で計算された離
れを入力して遺伝的算法に基づき、先験的OD表と推定
OD表の離れを最小化する離れ最小化手段7と、推定O
D表の指定した要素の変更を行う推定OD表の要素変更
手段8とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばビル内の出発地
点から到着地点への交通・通信量を把握するために用い
るOD(OriginーDestination )表の整数推定装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】OD表は、人や物の交通量や情報の通信
量に関する基礎資料であり、交通・通信システムの設計
・サービス改善に使用する最も重要なデータの一つであ
る。多地点間の輸送・通信機関があるときに、その内の
2地点(出発地点と到着地点の組合せ)の間に、どれだ
けの交通・通信量があるかを表にしたものであり、図7
はこれを示している。OD表の要素xijは、出発地点i
から到着地点jへの交通・通信量を表す。
【0003】このようなOD表は、時間、費用の面で実
測が困難な場合が多く、このため現実には全数調査は行
われないことが多い。これは、どこからどこへどれだけ
の移動があったか追跡調査を行う必要があることから、
想像される通りである。実測が比較的容易な事項は次の
通りである。
【0004】
【数1】
【0005】そこで、OD表{xij}が必要な場合は、
行和xi.,列和x.j,交通量・通信量の総和x..を測定
してこれから推定するのが現実的な方法である。すなわ
ち、行和、列和のつじつまを合わせながら、OD表の中
身xijを埋める。これは、推定すべき母数数の方が標本
の大きさよりも大きい推定である。従って、不足してい
る情報を、先験的確率の形で与えて、なるべく常識に合
うような推定を行おうとする。
【0006】従来は、先験的OD表と推定OD表との距
離を最小化するという方法で、OD表を推定するとき
に、OD表の要素が整数に限られるとわかっていても、
反復尺度法をはじめとする実数推定法により、実数の範
囲の推定を行っていた。
【0007】ところが、現実にはOD表の要素が、整数
に限られる場合が多い。例えば、OD表の要素が交通に
おける車の台数、船の隻数、荷物やコンテナの個数、エ
レべータや自動車乗降人数や、通信における回線の接続
回数、パケットの個数などを表す場合は、すべて整数で
ある。
【0008】図8は、この従来の方法を用いて、ビル内
に設置されているエレベータであって、例えば12階床
をサービスする場合のOD表を実数推定したものであ
る。具体的には、図5(a)の先験的OD表と、予め各
階床毎に観測した図5(b)の行和および図5(c)の
列和を与えて公知の反復尺度法により、空白のOD表の
中身を埋めたものである。なお、図5(a)の先験的O
D表において、ある階床から同じ階床へ行く人はいない
ので、対角元をすべて0とし、またある階床から他の階
床に行く人があると考え、非対角元をすべて平等に1と
してある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のOD表の要素が整数の場合であっても、図8のよう
に実数推定しか行われず、その推定結果も当然のことな
がら不正確であるという欠点があった。このようなこと
から、従来、OD表の要素が整数の場合には、整数推定
が正確に行える装置の開発が望まれていた。そこで、本
発明はこのような要望を満足すべく、OD表の整数推定
を、正確に行うことができるOD表整数推定装置を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するために、出発地点から到着地点への交通・通信量
を表す推定OD表を格納する推定OD表格納手段と、
【0011】前記推定OD表に表すために予め観測され
た出発地点における交通・通信統計、すなわち、行和お
よび到着地点における交通・通信統計、すなわち、列和
を格納する行和・列和格納手段と、
【0012】観測データがない状態で出発地点から到着
地点への地点間にどの程度の交通量があるものと予想さ
れる交通・通信統計の先験的OD表を格納する先験的O
D表格納手段と、前記推定OD表の行和および列和を計
算する推定OD表行和・列和計算手段と、前記先験的O
D表と前記推定OD表の初期値の離れを計算する離れ計
算手段と、前記推定OD表の行和および列和と前記行和
・列和格納手段で格納されている行和および列和の差を
それぞれ計算する行和・列和の差の計算手段と、
【0013】この行和・列和の差の計算手段が計算され
た行和および列和の差と、前記離れ計算手段で計算され
た離れを入力して前記OD表の要素が整数であることを
拘束条件として遺伝的算法に基づき、前記先験的OD表
と推定OD表の離れを、最小化する離れ最小化手段と、
前記推定OD表の指定した要素の変更を行う推定OD表
の要素変更手段とを備えたものである。
【0014】
【作用】本発明によれば、先験的OD表と、推定するO
D表の行和・列和・総和が入力データとして与えられる
と、推定OD表の初期値と先験的OD表の離れが計算さ
れ、出力される。この離れを最小化することによって、
推定OD表が求められる。このように、先験的OD表と
の離れがOD表の要素が整数であることを拘束条件とし
て最小になるように推定を行うため、正確なOD表推定
が可能になる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は、本発明のOD表整数推定装置の一
実施例を示すブロック図であり、先験的OD表格納手段
1と、推定OD表格納手段2と、先験的OD表と推定O
D表の初期値の離れを計算する離れ計算手段3と、行和
・列和格納手段4と、推定OD表の行和・列和計算手段
5と、行和・列和の差の計算手段6と、GA法(Genetic
Algorithms :遺伝的算法)による離れ最小化手段7
と、推定OD表の要素変更手段8からなっている。先験
的OD表格納手段1は、入力データである先験的OD表
を格納するものである。推定OD表格納手段2は、離れ
計算手段3において推定OD表の離れ最小化の計算過程
における値と、最終的な推定値を格納するものである。
【0016】離れ計算手段3は、先験的OD表[yij]
と推定OD表[xij]の離れD{[xij],[yij]}
を計算して、後述する離れ最小化手段7に渡すものであ
り、離れを計算する方法により、例えば次のようなOD
表推定装置が構成可能である。 (1)先験的OD表と推定OD表の離れを計算する手段
としてKL(KullbackLeibler)ー情報量を用いることを
特徴とするOD表推定装置である。このOD表推定装置
では、両OD表の離れとして
【0017】
【数2】 を用いる。 (2)先験的OD表と推定OD表の離れを計算する手段
としてχ2 を用いることを特徴とするOD表推定装置で
ある。このOD表推定装置では、両OD表の離れとして
【0018】
【数3】 を用いる。
【0019】(3)先験的OD表と推定OD表の初期値
の離れを計算する手段としてMAD(mean average de
viation ) を用いることを特徴とするOD表推定装置で
ある。このOD表推定装置では、両OD表の離れとして
【0020】
【数4】 を用いる。
【0021】行和・列和格納手段4は入力データである
行和・列和を格納するものである。推定OD表の行和・
列和計算手段5は、推定OD表について、行和と列和を
計算するものである。
【0022】行和・列和の差の計算手段6は、入力デー
タである行和・列和と推定OD表の行和・列和のそれぞ
れの差を計算し、離れ最小化手段7に入力するものであ
る。離れ最小化手段7は、前記差と先験的OD表と推定
OD表の離れを同時に最小にするために、推定OD表の
どの要素をどれだけ変更すべきかを判断して、行・列の
要素の値のデータを推定OD表の要素変更手段8に渡
し、推定の完了も判定するものである。
【0023】ここで、GA法についての概略説明を、図
4を参照して行う。GA法は、生物の個体集団(解集
団)から2つの親から、生物界における遺伝的オペレー
ション(交差、突然変異)を真似して子供をつくり、優
秀な子孫を生き残らせることによって、最終的に評価値
のよい方へ向うように進化させる方法である。例えば、
個体aと個体bを掛け合わせると、個体cという評価値
の良い子が生まれ、その個体cと新たな個体dを掛け合
わせると、個体eと言う、さらに評価値の良い子が生ま
れると言う方法である。
【0024】この方法でOD表を評価するには、以下の
ように行う。すなわち、初期設定した推定OD表の評価
値を計算し、評価値の良いものを残し、新たな世代を生
成するため、推定OD表の要素変更を行う。このような
過程を予め定めた世代数になるまで繰り返すことによ
り、ほぼ最適な推定OD表が求まる。次世代に生き残る
推定OD表は、選択確率に基づいて求められる。この選
択確率は、各推定OD表の評価値をその世代における評
価値の総和で除算した値である。そして、推定OD表の
要素を切り張りして、新たな推定OD表を得る交差を行
ったり、この交差だけではすべてOD表を推定できない
ので、予め定められた確率で突然変異を起こし、OD表
の要素を任意の要素に置き換え、次世代を生成する方法
である。
【0025】次に、以上のように構成された本実施例の
動作を、12階床のサービスを行うエレベータのOD表
を整数推定する場合を例にあげて説明する。先験的OD
表格納手段1には、図5(a)に示す先験的OD表が格
納され、また、行和・列和格納手段4には、入力デー
タ、すなわち図5(b),(c)に示す行和および列和
が格納されている。離れ計算手段3において、先験的O
D表と推定OD表格納手段2で格納されている推定OD
表の初期値との離れが計算される。また、行和・列和の
差の計算手段6において、図5(b),(c)に示す行
和・列和と推定OD表の行和・列和の差がそれぞれ計算
される。このように計算された両OD表の離れおよび行
和・列和の差が、GA法による離れ最小化手段7に入力
され、ここで該離れの最小化処理が行われる。例えば、
該離れとしてχ2 を用いると、このOD推定装置ではG
A法の評価値として、両OD表の離れと、入力データで
ある行和・列和のそれぞれ差との和
【0026】
【数5】 をとる。
【0027】前記離れ最小化手段7では、初期設定した
推定OD表の評価値を計算し、評価値の良いものを残
し、新たな世代を生成するため、推定OD表の要素変更
手段8に変更を指示する。このような過程を予め定めた
世代数になるまで繰り返すことにより、ほぼ最適な推定
OD表が求まる。次世代に生き残る推定OD表は、選択
確率に基づいて求められる。この選択確率は、各推定O
D表の評価値をその世代における評価値の総和で除算し
た値である。推定OD表の要素変更手段8で、推定OD
表の要素を切り張りして、新たな推定OD表を得る操作
を交差という。また、交差だけではすべてOD表を推定
できないので、予め定められた確率で突然変異を起こ
し、OD表の要素を任意の要素に置き換え、次世代を生
成する。
【0028】具体的には、図2のフローチャートおよび
図3の模式図に示すように、S1では、世代数tを0と
し、世代数tの最大値MAXを決める。S2では、1世
代にm個のOD表があるとする(mの初期化)。S3で
は、推定OD表の要素をランダムに並び換え、m個のO
D表を持つ世代Pt (t世代のOD表の集まり)を作
る。S4では、Pt に属するm個のOD表の評価値を求
める。S5では、選択確率を次の式で求める。 f(Ci )/ F(適応度の総和) S6では、選択確率に基づいてk個のOD表を選択し、
P´(Pt の中から選択確率を満たしたOD表の集ま
り)という世代を作る。
【0029】S7では、ランダムな位置の交差や書き換
え(突然変異)を起こし、新しい個体(子供)を作る。
子供と親をPo に戻す。このとき、子供の数だけ、Po
のS6ステップで選ばれなかったOD表を捨て、新しい
世代P´´(P´のOD表に交差や突然変異を起して、
新しく生成されたOD表の集まり)を作る。
【0030】S8では、新しい世代P´´を次世代Pt
とする。S9では、世代数tがMAXを越えていないか
判定し(終了条件:t≦MAX)、この終了条件を満た
していない場合には、S4〜S8を繰り返す。S10で
は、t>MAXの場合には、Pt の中から一番評価値の
の良いものを取り出し、それを解とする。
【0031】図5に先験的OD表、行和、列和を示して
いる。先験的OD表は、出発階床と到着階床は必ず異な
ることを表している(xij=0)。図5のデータに基づ
いて、従来の実数の範囲の推定法であるIS (Iterativ
e Scaling ) 法で離れとしてエントロピーを用いて推定
を行った結果を図8に示している。
【0032】一方、本発明の実施例装置により、整数推
定を行った結果を図6に示している。図8と図6を比較
してわかるように、本実施例装置の方が、より正確なO
D表の推定が可能である。なお、図6および図8におい
て、与行和と与列和は、いずれも始めに行和と列和とし
て与えた値を示している。
【0033】以上述べた実施例では、ビル内の12階床
サービスエレベータの交通量把握のためのOD表に適用
した場合を例にあげて説明したが、これ以外の交通量あ
るいは通信量を把握するためのOD表における整数推定
にも適用できることは言うまでもない。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、推定OD表の初期値と
先験的なOD表の離れを最小にすることにより、より正
確な推定を行うことができるOD表整数推定装置を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるOD表整数推定装置の一実施例を
示すブロック図。
【図2】図1のGA法による離れ最小化手段の動作を説
明するためのフローチャート。
【図3】図1のGA法による離れ最小化手段の動作を説
明するための模式図。
【図4】GA法の概略を説明するための図。
【図5】図1の装置の入力データである先験的OD表と
行和・列和を示す図。
【図6】本実施例装置によって整数推定された結果を示
す図。
【図7】一般的なOD表の概念図。
【図8】従来装置により推定されたOD表を示す図。
【符号の説明】
1…先験的OD表格納手段、2…推定OD表格納手段、
3…離れ計算手段、4…行和・列和格納手段、5…推定
OD表の行和・列和計算手段、6…行和・列和の差の計
算手段、7…GA法による離れ最小化手段、8…推定O
D表の要素変更手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出発地点から到着地点への交通・通信量
    を表す推定OD表を格納する推定OD表格納手段と、 前記推定OD表に表すために予め観測された出発地点に
    おける交通・通信統計、すなわち、行和および到着地点
    における交通・通信統計、すなわち、列和を格納する行
    和・列和格納手段と、 観測データがない状態で出発地点から到着地点への地点
    間にどの程度の交通量があるものと予想される交通・通
    信統計の先験的OD表を格納する先験的OD表格納手段
    と、 前記推定OD表の行和および列和を計算する推定OD表
    行和・列和計算手段と、 前記先験的OD表と前記推定OD表の初期値の離れを計
    算する離れ計算手段と、 前記推定OD表の行和および列和と前記行和・列和格納
    手段で格納されている行和および列和の差をそれぞれ計
    算する行和・列和の差の計算手段と、 この行和・列和の差の計算手段が計算された行和および
    列和の差と、前記離れ計算手段で計算された離れを入力
    して前記OD表の要素が整数であることを拘束条件とし
    て遺伝的算法に基づき、前記先験的OD表と推定OD表
    の離れを、最小化する離れ最小化手段と、 前記推定OD表の指定した要素の変更を行う推定OD表
    の要素変更手段と、を備えたOD表整数推定装置。
JP3538292A 1992-02-21 1992-02-21 Od表整数推定装置 Pending JPH05233594A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019087716A1 (ja) * 2017-10-30 2019-05-09 株式会社日立製作所 ビル内交通推定方法およびビル内交通推定システム

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