行動モデルに取り組んだ頃を思い出して屋井 鉄雄/Yai Tetsuo
夏の学校、東京大学 2022.09.25

東京工業大学/Tokyo Tech1

構成• とくにストーリーはありませんが、当時を振り返って、何を考えていたのか思い出したエピソードを書き並べてみました• 行動モデルを研究していた頃• これからの行動モデルへの期待

行動モデルを研究していた頃

行動モデルとの出会い【修士2年生】• 土建棟1階エレベータ前（1981年4月中旬）• MIT非集計セミナー（1981年7月）【修士論文】• 選択肢別抽出法の適用性（WESML推定→推定方法）• 観光交通への適用
森地茂, 石田東生, 屋井鉄雄: 非日常的交通行動への非集計モデルの適用－チョイスベーストサンプルに対する推定問題の検討, 土木計画学研究・論文集, No. 5, pp. 442-449, 1983.
森地茂, 屋井鉄雄: 非日常的交通への非集計行動モデルと選択肢別標本抽出法の適用性, 土木学会論文報告集, No. 343, pp. 161-170, 1984.

行動モデルを開発する当時の目的〇需要予測に用いるため（需要予測の精度向上のため）インフラ整備の根拠（採算性、便益計算の根拠）限られたデータ、コストの中で如何に効率的に予測するか△行動や選択のメカニズムを知りたい⇒自己満足の取るに足らない研究？
（モデル開発は色々行われていたが、より大きな理論と発展性を説明できるかがポイントだった）

モデル開発とモデル適用（1985年）【行動モデルの開発】
無差別状態の考慮：
最大効用ですら閾値を超えない場合を考慮した選択モデル
選択肢の探索費用の考慮：
最小効用が低下する選択肢を加えない選択モデル【モデルの適用性、実用性】
集中交通量や粗いODデータをコントロール・トータルに使った非集計モデルによる分布交通量の推計方法
森地茂, 屋井鉄雄, 田村亨: 非集計行動モデルによるOD交通量推計方法, 土木計画学研究・論文集, No. 2, pp. 45-52, 1985.
森地茂, 屋井鉄雄, 田村亨: 非集計交通手段選択モデルの地域間移転可能性, 土木学会論文集, No. 359, pp. 107-115, 1985.
屋井鉄雄: 非集計行動モデルとその実用性, 土木計画学研究・論文集, No. 3, pp. 23-39, 1986.

1986年 WCTR バンクーバーにて【発表論文】
集中交通量や粗いODデータをコントロール・トータルに使った非集計モデル
による分布交通量の推計方法

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Shigeru MORICHI and Tetsuo YAI: Prediction of Trip Distribution by Disaggregate Behavioral Model, Proceedings of 4th World Conference on Transport
Research, Vol. 2, pp. 1582-1599, 1986.

当時の主要テーマ：
複数データの統合による予測精度向上• MITのスマートなSP/RP統合方法の開発（森川先生、Ben-Akiva、１９９０）• OD推計法からの展開⇒「ベイズ更新による複数データの統合利用」を提案（東工大）

ベイズ推定法によるパラメータ更新

森地茂, 屋井鉄雄, 平井節生: 個人データと集計データとの統合利用によるモデル構築方法, 土木計画学研究・論文集, No. 5, pp. 51-58, 1987.

ベイズ推定法によるパラメータ更新結果

森地茂, 屋井鉄雄, 平井節生: 個人データと集計データとの統合利用によるモデル構築方法, 土木計画学研究・論文集, No. 5, pp. 51-58, 1987.

1988年 PTRC 英国バースにて【発表論文】
ベイズ推定による非集計モデルのパラメータ更新
方法（日本語論文を英訳したものを発表）

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Tetsuo YAI, Shigeru MORICHI and Ken FAN: Disaggregate Modelling by Multi-Source Data, Proceedings of 5th World Conference on Transport Research, Vol.
4 249-262, 1989.

色々と葛藤があった時期（1990年代初頭）
ベイズ統計学の利用• ディリクレ分布（ベイズ統計学の先生との交流）• 論文書くなら量産は可能かもしれないが、何の意味があるのか？
• 堕落か？

屋井鉄雄, 森地茂, 魚谷憲: 複数データの統合による交通需要モデルの推定技法, 土木学会論文集, No. 470, pp. 125-133, 1993.

完全情報、効用最大化などの行動仮説の限界• たかだか、交通の選択など、個々人の取るに足らない選択なら、少々非現実的な仮定でも、集計（予測）しても良いとの割り切り• 基本理論として合理性があれば、制度的需要予測として、次善と考えるべきではないか、という立場• より優れた理論が生まれるまでは支持せざるを得ない、という大人の考え• ただし、社会におけるより重要な選択問題を考える規範は別に研究しよう

現社会システムからの宿題（1980年代末）• 7号答申では初めて非集計を使った（1985年計画）• しかし、IIA特性を有するロジットでは経路選択を予測できない• 高密度の鉄道ネットワークでの経路選択に適用可能なモデルを開発して欲しい。
⇒頭の隅にありながら、すぐにアイデアが浮かぶことはなかったマーケティング・サイエンス分野の研究者との交流• マーケティング分野のモデル：コンジョイント分析、ディフュージョンモ
デル、ハフモデル、SEM• LOGMAP（199１）片平秀貴先生（東大）• バンフ・ワークショップ（1991年頃？）• ワンディセミナーの企画（１９９４から）、 第1回 マーケティングサイエンスとの交流
McAlister LEIGH, Rajendra SRIVASTAVA, Joel HOROWITZ, Morgan JONES, Wagner KAMAKURA, Jack KULCHITSKY, BrianRATCHFORD, Gary RUSSELL, Fareena SULTAN, Tetsuo YAI, Doyle WEISS, and Russ WINER: Incorporating Choice Dynamics inModels of Consumer Behavior, Marketing Letters, Vol. 2 (August), pp. 241-252, 1991.

1990年 箱根にて（Prof. Moshe BenAkivaを囲む合宿）

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交通行動研究の変遷（１９９３）

原田昇，森川高行，屋井鉄雄：交通行動分析の展開と課題，土木学会論文集，No.470, pp.97-104，1993

構造化プロビットモデルのアイデア• 宿題が出されてから何年も経った頃、ふいにアイデアが湧いてきた（と思われる）1991-1992年頃だろう⇒恐らく1992年の卒業論文あたりからスタート

1992年の夏ゼミ（森地研、屋井研）

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構造化プロビットモデル（1993）

屋井鉄雄, 岩倉成志, 伊東誠: 鉄道ネットワークの需要と余剰の推計法について, 土木計画学研究・論文集, No. 11, pp. 81-88, 1993.

屋井鉄雄, 岩倉成志, 伊東誠: 鉄道ネットワークの需要と余剰の推計法について, 土木計画学研究・論文集, No. 11, pp. 81-88, 1993.

MITにおける英文化
新たな需要予測モデルを次期運政審答申の予測に使うため①英文論文としてオーソライズしておく②委員長を連名に加えておく③次期答申の準備が始まる頃までに終わらせる

屋井鉄雄, 岩倉成志, 伊東誠: 鉄道ネットワークの需要と余剰の推計法について, 土木計画学研究・論文集, No. 11, pp. 81-88, 1993.

TR-Bへの投稿秘話• 英文のブラシュアップ
MITの修士学生を雇った• 投稿先の選択問題• 1994年末の投稿から1997年の出版まで

Tetsuo YAI, Seiji IWAKURA and Shigeru MORICHI : Multinomial Probit with Structured
Covariance for Route Choice Behavior ; Transportation Research B, 31, [3] 195～207 (1997)
Tetsuo YAI and Tetsuo SHIMIZU: Multinomial Probit with Structured Covariance for Several Choice Situations with Similar Alternatives,
Transportation Research Record, No. 1645, pp. 69-75, 1998.

MIT時代の行動モデルへの取組み• 湾岸戦争のダメージが残る時代（航空業界など）• 米国におけるISTEA（1991）の始動• 上位計画段階の計画プロセス（PI）の拡大• 滞在中の関心ごとは？

1950年代に建設された高速道路（ボストンCA）

IATBR（1994, チリ）

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この写真を撮ってくれた人は？

合意形成や計画プロセス分野への理解• 知っていたが、極めて断片的だった：D論の計画プロセスは分析プロセス• 航空政策研究会：ミュンヘン空港プロジェクト（1991年頃から）• 成田空港シンポジウム（1994）• MITでの1年間の滞在（１994-1995）• 帰国後の発言：
マーケティング研究は公共交通で発展させるべきPIが無条件で日本に流入する前に理論武装をするべき

運輸政策18号答申（2000）
記憶では需要予測テクニカルレポートも出版
されたはず
審議会名

都市交通審議会15号(1972)

運輸政策審議会7号(1985)

運輸政策審議会
18号(2000)

交通政策審議会
198号(2015)

目標年次

1985

2000

2015

2030

機関分担モデル

集計ロジット

非集計ロジット

非集計ロジット

非集計ロジット

経路選択モデル（変数）

最短経路配分（変数）所要時間

非集計ロジット（変数）乗車時間，総費用，アクセス・イ
グレス時間，乗換回数

構造化プロビッ
ト（変数）乗車時間，総費用，ア
クセス・イグレ
ス時間，乗換時間，混雑指標構造化プロビッ
ト（変数）乗車時間，総費用，乗換水平移動時間，乗換上下移動時
間，乗車待ち時
間，駅端末交通
利便性，混雑指標

トリップ目的－

通勤，通学

通勤，通学，業
務，私事，帰宅通勤，通学，業
務，私事，帰宅ゾーン数

約4065818122843

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18号答申の整備状況

2000年から2012年の間に、鉄道の地図が大きく変わった

１８号答申のA1路線（2015年までに開業することが適当である路線）は約８割が営業中■平成20年以降に開業した答申路線

東京地下鉄副都心線
池袋～渋谷
平成20年6月開業

横浜市交通局 グリーンライン
日吉～中山
平成20年3月開業

東京都交通局 日暮里・舎人ライナー
日暮里～見沼代親水公園
平成20年3月開業
東北縦貫線（上野～東京）
（工事中）

答申
延長

平成26年度開業予定①

成田新高速鉄道線
印旛日本医大～成田空港
平成22年7月開業

３１（33％）

20.00km５３（57％）

１６８０（100％（99％） （0％）
）

１（1％）

今後整備について検討
すべき路線

２０３（100％）

０（0％）

０（0％）

計（①＋②＋③）

６５３ ４２４

９

２１９Ａ２路線 １６９

③0

営業中

９（10％）

目標年次（2015年）までに整備着手することが適当である路線

相鉄・ＪＲ直通線（工事中）
西谷～羽沢（仮称）平成27年開業予定

整備中

５３
９
２１８（100％（19％） （3％） （78％））

９３①のうち答申時未着手であった路線（100％）②

運輸政策研究機構資料より

Ａ１路線 ２８０

目標年次（2015年）までに開業することが適当である路線

未着手

単位：km

Ｂ路線

２０３（100％）（100％（65％） （1％） （34％））

構造化プロビットモデルのその後• 米国の研究者にもフェアな人間がいるんだと素直な驚き
ただし、日本の大学論文の引用は１つだけ

Kenneth Train (2003): Discrete Choice Methods with Simulation, Cambridge University Press First edition.

構造化プロビットモデルのその後
Tetsuo YAI and Tetsuo SHIMIZU: Multinomial Probit with Structured Covariance for
Several Choice Situations with Similar Alternatives, Transportation Research Record, No.
1645, pp. 69-75, 1998.
屋井鉄雄, 中川隆広, 石塚順一: シミュレーション法による構造化プロビットモデルの推定特性, 土木学会論文集, No. 604, pp. 11-21, 1998.
屋井鉄雄, 清水哲夫, 坂井康一, 小林亜紀子: 非IIA型選択モデルの選択肢集合とパラメータ推定, 土木学会論文集, No. 702/IV-55, pp. 3-14, 2002.

• 行動モデル研究としては、このあたりまでで一段落• その後は、福田先生を初め若手の先生方にバトンタッチ
出典：屋井・清水・坂井・小林(2002)

インフラ計画の需要予測に関わった記憶• 1980年代： 東京圏鉄道7号答申の後の宿題
S県新空港の需要予測• 1990年代： 東京圏鉄道18号答申時の回答• 2000年代： S’県新空港の経験
航空需要予測（全国，首都圏）
O県空港の拡張計画• 2010年代： 東京圏鉄道：次期答申への取組⇒需要予測の課題は，2003年頃に決着した（と考えている）
T.YAI@TOKYO.TECH

需要予測に対する「改善」「分離」「評価」の必要性①予測技術の継続的な「改善」

透明性・実用予測モデルの要件を明確化
・より精度の高いデータの整備
・情報公開の推進（データ，モデル，予測結果）
・ガイドライン，マニュアルなどの出版，公表②予測値と計画値との「分離」

信頼性・予測値を幅や複数のケースによって表現・技術的な予測行為を「計画値の確定行為」と分離③「評価」の仕組み

手続き妥当性・専門性，中立性の高い機関等による予測モデルの妥当性検証
・計画主体による「計画規模の採択」と社会的合意形成
T.YAI@TOKYO.TECH

2003年のスライド○幅を持たせた需要予測結果の公表例 (1970年代の米国)

Ｉ７０号(グレンウッドキャニオン)

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I70

グレンウッドキャニオン(ロッキー山脈横断の高速道路事業）

ジョンデンバーが道路建設反対のCMを流した

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これからの行動モデルへの期待

行動研究に関わるその後の取り組み• 個々の運転挙動の研究
たとえば、１５分で覚醒水準が下がる運転環境の研究• 集団的決定のありかた
たとえば、個々の人間を弱点を補完するPIと手続き正義の研究• 交通流制御の研究
たとえば、航空管制システムのシミュレータ、横田空域の有効活用• 他者との関係性の研究
たとえば、行動や評価における他者の影響、公共空間の通行規範など⇒今日は残念ながら時間の関係上話せません！

リファレンスポイントに他者の状態を考慮したプロスペクト・モデル（航空機騒音への評価を例に）

RunwayWith RNAV

Functional Forms for RP = 60.4dB
8V(Lmax)+4Fig.5 Example of Area Navigation concept [SOURDINE II (2001)]
Without RNAV

8580757065

660

42

Simulated Trajectories

LOSSGAIN
555045403530indoor Lmax(dBA)

0Phun Veng Kheang, Hirata Terumitsu, Yai Tetsuo. Effects of noise exposure of other people on aircraft noise tolerability using a reference point approach. Transportation Research D, 2016

エンベロープ理論を応用・展開して公共空間の新たな通行秩序を提案しようとするノーマティブなモデル
The boundary of ME forms two areas in road spaces, the enveloped area inside the boundary and theremaining area outside the boundary. We consider that MEs describe people’s perceptions throughexpressions from both perspectives.
① self protection

SME:OME:(Object)
B)

Envelopedarea② space needs② space needs(Subject A)

Enveloped area

① self protection

B (Object② Outside
SME (spaceneeds)
Remainingarea① Inside SME(self protection)① Inside OME(selfprotection)

A (Subject)

Remaining②area
Outside OME(space needs)

Zou, L., Yai, T. (2022). Exploration of mental envelope determinants when pedestrians interact with various mobilities on mixed streets. Transportation Research F: Psychology and Behaviour, 85, 24-37.

受講者へのアンケート
Q1: AI時代の自律性は、自分ですべて決めようとするのではなく、何を自分で判断すべきかを決められることだ Yes / No
Q2: 未来社会ではAIがほとんど決めるので、人間の幸福は、たとえば「服を褒められて喜ぶ」程度の、些末なことでしか得られない Yes / No
Q3: AI、アプリ、SNS等によって消費者の選択や行動を誘導し修正することは良いことだ Yes / No
Q4: これからの人間は、新しい装置や機器に一層適合させるように考え行動することが理想的だ Yes / No
Q5: 皆の日常会話をAIが常時収集・分析すれば、最適な政策を決定可能だ Yes / No

最後に少々脱線して• キャス・サンスティーン：入門・行動科学と公共政策ｰナッジから始まる自由論と幸福論ｰ、2021（Behavioral Science and Public Policy, 2020)• ショシャナ・ズボフ：Surveillance Capitalism, 2019
• ハル・バリアン（UCB）：Micro Economics 1992
• アレックス・ペントランド（MIT）：Social Physics 2016

2020

2019

1992

2016

受講者へのアンケートの関連情報
Q1: メタ自律性（L. Floridi等）
Q2: 未来の人間の幸福感（N. Bostrom）
Q3: 監視資本主義下の行動修正（S. Zuboff）
Q4: エンベロープとミスユース（L. Floridi）
Q5: 無意識民主主義（Y. Narita)

BB「人間成長の5段階説」

「成長の要因モデル」

I

60代

F

50代

F

40代

P

30代

B

20代

B

P

F

L

I

Boss

Post

Friends(Family)

LovedIご清聴ありがとうございました