研究概要
本研究は，ネットワークの一つである道路網，特に高速道路を対象としたネットワークの分析，ならびに，成長や発展に必要な要因をあきらかにすることで，道路ネットワークが経済や生活に与える影響の評価手法を模索する．
道路網は，一般的にその道路の利用台数などで評価されることがおおい．利用台数が多い道路は，有料道路であればたしかに直接的な利益を生み分かりやすい評価ではあるが，道路の有無によっても経済や産業へとたらされる影響は利用台数だけでは計れないものがあると考える．単純なところでは，主要経路に対するほぼ同質の代替経路の確保は，ロバストネスを確保する上で重要であり，ネットワークの構造的な偏りは経済の偏在化を促すものとかんがえる．
様々なニーズに答えるために構築されるネットワークは，その発展の過程で新たなニーズを産み出し，それがネットワーク構造へと影響を与えるように，道路網に限らず，ネットワークには，それ自身が持続性を促す構造を内包していると考えており，その本質を明らかにすることで，社会の有り様の一つをしることができるのではないかと考えている．
以下，本研究では，まず実在するネットワークである高速道路網の発展過程を追いながら分析することで，その成長要因の解明することを試みる．
高速道路ネットワークデータの生成方法
路線図からインターチェンジ(IC)間の接続関係ならびにジャンクション(JCT)の情報を抽出，また地図データからICならびに JCT の緯度経度を抽出してネットワークデータとした．また，これらを元に，ICの利用者平均のデータとの相関関係，経路探索システムなどを活用した中心性の計算を行なった．
以下は，首都高速道路(2006年現在)のデータファイルである．
- 首都高速道路ネットワークデータ (文字コード:EUC-JP)
- 首都高速道路ネットワークIC/JCT緯度経度データ (文字コード:EUC-JP)
以下は，阪神高速道路(2006年現在)のデータファイルである．
- 阪神高速道路ネットワークデータ (文字コード:EUC-JP)
以下は，旧日本道路公団が所有していた高速道路を中心として作成した道路ネットワークデータである．
- 高速道路ネットワークデータ (文字コード:EUC-JP)
なお，本データは各高速道路株式会社とは何ら関係のないデータであり，データに関する問い合わせなどは私までお願いします．
上記のネットワークデータは，開通した順序で「起点 終点 年 月 距離 経由 IC*」でリストが構成されている．なお，経由ICのならび順には多少癖があり，順序としては 1) 既出のIC からの順序 2) 起点 から 終点にむけての順序 ならんでいる．また，基本的に双方向ネットワークとして扱うために，近くにある入口のみ出口のみのICは適当にまとめてある．
首都高速道路のネットワーク分析
ネットワーク図
 首都高速道路 ネットワーク図 SVG形式 |
 首都高速道路 ネットワーク図(位置情報あり) SVG形式 |
首都高速道路は，おもに東京２３区をカバーするネットワークと横浜を中心としたネットワークに別れており，それを２つの路線で結んでいる形である．
東京中心部では環状線を二重に配置することで交通量の均衡化を試みていることは分かるが，中心部への出入り口となる経路が少なく渋滞を招きやすいのではないかと考えられる．
以下，このネットワークデータを使って，道路ネットワークの特徴を分析する．
ネットワークの構造的特徴量
2005年度現在の首都高速道路網の構造的特徴は以下である
N = 153, K = 162, <K> = 2.117
L = 15.16, C = 0, D = 45
同規模の正則グラフならびにランダムグラフは，以下の値である
RegularGraph: Lregular = 36.05, Cregular = 0.098039, Dregular = 72
RandomNetwork: Lrand = 7.89, Crand = 0.005468, Drand = 18.50
以上から，各特徴量の値だけみればランダムネットワークに近い値となっているが，平均パス長ならびにネットワークの直径が大きく異なる．よって，いわゆるスモールワールドネットワークなどとも異なるネットワーク構造といえる．
次数分布
 次数分布 |
上の図は，ノードの次数を横軸，そして同じ次数をもつノードの割合を縦軸としたグラフを対数表示したものである．次数2を頂点とするグラフとなっているが，対数分布で直線というには，ノードの数が少なすぎる．だが，ベキ分布となっているということは難しく，正規分布とみるのが妥当であると思われる．
検定は必要だろうけど．
ネットワークの成長の様子
 首都高速道路の最短パス長の変化 |
 首都高速道路の直径の変化 |
阪神高速道路のネットワーク分析
ネットワーク図
 阪神高速道路 ネットワーク図 SVG形式 |
阪神高速道路は，首都高速道路と異り環状の経路が少ない．これは，阪神高速が山陽自動車道など高速道路と平行するように建設しているもの一つの要因ではないかと考えている．
図の右上の環状路線は，山陽自動車道(ノードの一つと見なしている)を経由した路線であり，そのため一部区間の空間的な距離は離れいている．
ネットワークの構造的特徴量
L = 16.071, C = 0, D = 47
首都高速自動車道とノード数はほとんど変わらない．また，平均パス長，直径もほぼ同じ値である．視覚的にはそれなりに違いがありそうな二つのネットワークだが，実は似ているってことでいいのだろうか？
次数分布
 阪神高速道路ネットワークの次数分布 |
一見，ベキ分布になっていると思いそうだが，所詮は，2点間の直線上に近いところに点があるという程度でしかないので，さすがにベキだというのは横暴だとおもう．正規分布とみるのがだとうだろう．
ネットワークの成長の様子
 阪神高速道路の最短パス長の変化 |
 阪神高速道路の直径の変化 |
- 全国の高速道路,ICデータの獲得
- 高速道路の路線が産業に与えているであろう影響をどう数値化するかの検討
