研究

動的スケジューリング手法による路上待機車両の削減−生コンクリート搬入車両への適用例−

道路を利用して輸送を行う場合には，渋滞による輸送時間の変動や搬入先における荷卸し場所の混雑等により輸送に要する時間が正確に予測できないため，時間的に余裕を持った出発でこれをカバーしている．この結果輸送目的地周辺の路上で待機車両が発生している．本研究では，待機車両が工程管理上でも社会的にも大きな問題になっている建設現場への生コンクリート搬入車両を例にとりあげ，情報通信技術を活用した動的スケジューリング手法を提案した．さらにこの手法の有効性を検証するため，インター
ネット上で稼働する定時到着搬入システムを構築して，実証実験を通じてその有効性の検証を行った．
キーワード IT，ITS，ジャストインタイム，動的スケジューリング，生コンクリート輸送

西宮良一
NISHIMIYA, Ryoichi

服部尚道
HATTORI, Hisamichi

博（工） 株式会社三菱総合研究所監査室長
元（財）運輸政策研究機構運輸政策研究所主任研究員
工修 東急建設株式会社技術本部土木エンジニアリング部第二課課長代理
現（財）鉄道総合技術研究所構造物技術研究部コンクリート構造副主任研究員出向中

1――はじめに物流分野においては従来から定時に搬入を行うといへの生コンクリートの搬入を例にとり，建設現場周辺での路上待機を削減するための出荷制御・運行制御の有効性を検証した．

う強い要請が存在していた．しかしながら，道路を利用

本研究は以上の検討を通じて，IT（Information and

して輸送を行う場合には，渋滞による輸送時間の変動や

telecommunication Technology，情報通信技術）を活用す

搬入先における荷卸し場の混雑等により輸送に要する時ることにより輸送の効率化と路上待機車両の削減が可能

間が正確に予測できない．従来のジャストインタイム搬入であることを示すことを目的とした．

システムにおいては，通常は輸送に要する時間は固定値（パラメータ）として扱っており，輸送時間の変動を早めの発注・出荷によりカバーしてきた．このため，余裕を持って出発した商用車は搬入先周辺の路上で時間調整の待機をすることとなり，待機車両による交通流への悪影響，
道路交通環境の悪化が発生している．

2――ジャストインタイム輸送の問題
2.1 従来のジャストインタイム輸送システムの問題点

SCM（Supply Chain Management，サプライチェーン
マネージメント）は，小売店等の販売情報をもとに，物流

また，ITS（Intelligent Transport Systems，高度交通シス（Supply Chain）と逆の情報の流れ（Demand Chain）
をテム）の分野においてはトラック，タクシー等の車両の位活用して，供給連鎖のプロセスを最適化する手法であ置を管理して効率的な配車を支援する運行管理システム

る．SCMにおける輸配送業務では，輸送に必要なリードが既に実用化しているが，運行管理システムの管理対象

タイムを考慮した上で，店頭で製品が売れる分だけ生産としている情報の範囲は，輸送サービスの供給者側としして，生産に必要な量の部品・材料を発注することによたもの（例：モータープール，製造，出荷，道路走行中車

り，店頭在庫，工場・倉庫の在庫，部品・材料の在庫を両）が多く，主として配車・車両の運用効率の向上を意図最小化することを目標にしている．しかしながら，現実にしたものである．このため，搬入先（需要地）の情報をリは以下の2点の理由により各流通段階で多めに在庫を持

アルタイムに利用して，搬入先周辺での待機を削減する

つことにより，品切れを防いでいる．

というシステムは我が国ではまだ実用化されていない．

① 従来のジャスストインタイム搬入システムでは輸送に効率的かつ環境にやさしい物流を実現するためには，要する時間を固定値として扱っており，一つの情報シ

生産管理システム・出荷管理システムと運行管理システ

ステムの中で時々刻々と変化する所要時間を計測しムを包含した定時到着搬入システムを構築する必要があてこれを反映して出荷を制御するものはまだ実用化る．本研究においては，ケーススタディーとして建設現場されていない．その結果，輸送に要する所要時間は，

研究

Vol.7 No.3 2004 Autumn

運輸政策研究019

通常考えられる最大の遅延を見込んだものと設定さ務には熟練した要員が必要である．生コンクリートは，プ

れており，通常は搬入先への早着という事態が発生

ラントで生産され建設現場へミキサー車で搬入される．

する．輸送時間に変動がある場合には，過去の実績

プラントを出発したミキサー車は出発時にあらかじめ決

値にもとづく平常時の最大輸送時間に余裕時間を加められた搬入先1カ所のみに立ち寄り，荷卸し後空車で味した値を用いている．

出荷地に戻るという単純な輸送形態である．プラントか② SCMの手法は主としてメーカーが需要予測を行う店

ら現場までの輸送時間は，郊外では通常は10〜20分程

頭へ製品を供給するという考え方に立っているが，供度のことが多いが，大都市では市街地にプラントがない

給不足を心配する小売店が売れそうな商品についてため輸送時間が1時間程度まで延伸する場合もある．コは過剰な発注を行うことがあり，注文殺到による供給

ンクリートは時間とともに硬化するため，これは品質保持不足，納期遅延といった現象が発生しやすい．このよ

上限界の輸送時間である．都市内のオフィスビルやマン

うな事態は，さらに品薄の噂を呼び，さらに小売店がションの建設現場は敷地が狭隘であり，現場に到着した

過剰発注を行うという悪循環となることがしばしばあミキサー車の待機場所が存在しない場合が多い．また，る．これは，流通業界と運輸業界との間には大きな情周辺の道路が狭く，静穏な住宅地に隣接している場合

報ギャップがあり，それぞれ自分の属する世界の中では，路上での待機も困難である．したがって，渋滞によのみ納入時期（流通業界），出荷時期（運輸業界）の最る輸送時間の不確実性を路上待機により調整する対策，適化を目指しているためである

搬入先における在庫をバッファーとした輸送を行う対策

ジャストインタイム搬入システムでは，搬入先でストックをとることが困難である．

可能な小物の商品等に関しては早着のペナルティが小さ

図―1は路上待機発生の原因と因果関係を示したもの

いが，搬入先においてストックすることが困難な貨物にであり，建設現場でのトラブルによる打設作業の中断，道対してジャストインタイム発注を行うと，結果として「道路路交通状況好転などが最初の路上待機発生原因となる5）．

上でトラックに乗せたままストックする」という現象が発生してしまうことがある．

プラント

SCMにおける過剰発注問題に対しては，小売店が製品

外的要因

建設現場A

交通渋滞

到着遅延

建設現場B

の生産・出荷・輸送状況を充分に把握できないための不安感から発生しているという反省から，メーカーと小売店

規定時間超過
による返品

供給中断の
不安

現場Aでのトラブル
による打設中断

到着遅延を見越した早期出荷の要請の情報共有を進めることにより生産を調整しようという動きがある．近年これを発展させてメーカーと小売店がそ現場Aへの出荷繰り上げれぞれ需要予測を行い，インターネットを通じてそれらをすり合わせることにより，両者の合意のもとに生産計画を

交通渋滞解消立 案 する CPFR（ Collaborative Planning， Forecasting
and Replenishment：需要予測と在庫補充のための共待機車両がさらに増加

同事業）という手法が着目されつつある 1）．
2.2 生コンクリート輸送における例 2）3）4）

都市内のオフィスビルやマンションの建設現場は敷地が狭隘であり，現場に到着したミキサー車の待機場所が敷地内に存在しない場合が多い．また，周辺の道路が狭く，静穏な住宅地に隣接している場合は，付近の路上で供給不足不安解消（待機車両発生）

現場Aへの出
荷抑制

出荷の抑制
依頼

帰還車両の
減少
車両不足によ
る出荷遅延

到着遅延

供給中断の
不安

の待機も困難である．したがって，渋滞による輸送時間の不確実性や打設工程の進捗速度のバラツキをミキサー
車の早発と敷地内や路上での待機により調整する対策，

到着遅延を見越した早期出荷の要請

現場Bへの出荷繰り上げ

つまり搬入先における在庫をバッファーとした輸送を行う対策に頼ることが困難である．
さらに生コンクリートの場合は，製造後，時間とともに車両不足による出荷遅延
悪循環の発生硬化が進むため，製造からに荷卸しまでを90分以内に行わなければならないという課題もあり，出荷・配車業
020

運輸政策研究Vol.7 No.3 2004 Autumn■図―1

ミキサー車路上待機の原因と因果関係研究

一旦路上待機が発生すると，プラントに戻ってくる空車が減

SCMを本当の意味で実現するためには，メーカー，小売り運搬用車両の不足に伴う出荷遅延が発生するほか，場店，輸送業者間の情報共有が必要である．このような生合によっては出荷後の規定時間を超えたコンクリートの返産側と販売側の情報共有の考え方を流通途中の輸送の品なども発生する可能性があり，ますます出荷や到着の遅部分にも適用して，出荷・出発をきめ細かく制御すること

延につながる．一方，生コンクリート供給不足による打設により，輸送段階における搬入車両の待機といった社会中断を恐れる建設現場は，このような自体の発生可能性が的にも無駄なコストの発生を抑制することが可能となる9）．

ある場合にはより早期の出荷を要請すると同時に，交通渋

なお，どのような緻密な制御を行っても交通事故によ滞の解消が重なれば建設現場に荷卸し待ちのミキサー車

る渋滞や搬入先での工程上のトラブルに起因する荷卸しを抱え込むことになる．このようにして，一旦建設現場とプ

中断など不測の事態の発生は避けられない．このため，ラントの間の相互不信が広がると，待機車両はますます増搬入先の近くに最小限の待機場所（構内または付近の路加し，配車不足という悪循環に陥りがちである．生コンク

上）をバッファーとして設置することは必要である．生コリートの場合，一般的には複数のプラントと複数の建設現

ンクリート搬入の場合を例にとると，通常は敷地内または場の間を車両を特定せずに輸送しており，どこか1箇所の敷地の前面道路で打設のためにポンプ車とミキサー車

建設現場で待機車両が増加すると供給元の各プラントに（アジテータ）を1台配置する．このスペースは当然のこ戻ってくる輸送車両が不足するため，関係する他の全てのととして定時到着輸送が実現しても削減することはできな

建設現場への供給不足が波及する可能性がある．

い．荷卸し場所に停止中のミキサー車はSCMから見ると3――定時到着輸送実現のための考え方
3.1

一次バッファーとなっている．生コンクリートを安定的に供給するためには，構内または現場周辺の道路上（二次待機場所）でもう1台のミキサー車を待機させる必要があ

生産管理と運行管理の融合 6）7）

商用車（トラック，バス，タクシーなど業務目的で運行する．この2台目の待機中のミキサー車はSCMから見るとる車両）を対象とした場合は，乗用車と異なりほとんどの二次バッファーとなっており，従来の生コンクリート搬入

車両が企業による計画的な運行支配下にある．また，商では2台目のミキサー車の待機時間が長時間化する、あ用車は，
ドライバーや乗客の個々の事情や嗜好によってるいは複数台のミキサー車が路上待機するなどの問題が運行される乗用車と異なり，経済原理にもとづいて運行発生している．

されているためコスト削減になる方法であれば必ず運行

定時到着搬入輸送は，この二次バッファーの時間的・指示に従うといって良い．このため，交通需要管理

空間的なサイズの削減を目指すものである．輸送所要時（TDM）
・交通管理の施策は本来乗用車より徹底するのが間の変動に伴うバッファーや荷卸し場所の混雑等に対応容易である．

するバッファーは，統計的な制御により最小化することが輸配送問題において従来はほとんど連携がなく実施されていたSCMの一要素である生産管理・出荷管理とできるので，従来のやり方に比較するとそのサイズをはかなり小さくすることができる．

交通管理の一要素である運行管理を融合することにより，搬入先周辺の待機状況や道路混雑状況に応じて出荷時

3.2 ITを活用した定時到着搬入制御

期を強力に制御できるようになる．具体的には，出荷管ITを活用して輸送車両の搬入先への定時到着搬入を理システムと運行管理システムを統合化し，さらに運行管実現するためには，以下の3つの要素が必要となってくる．

理システムで収集している情報を出荷管理システムで制① 走行している車両から輸送所要時間データを収集す

御変数としている生産量・出荷時刻へフィードバックすれるプローブカーの技術と，収集したデータをもとに将ば良い（図―2）．

来の輸送時間を予測する技術② 搬入先の混雑状況をリアルタイムで把握し，輸送をコ経路，積換等
出荷地

道路混雑

搬入先

生産量・
出荷時刻
■図―2

道路

ントロールする交通管理技術．
③ 生産工程等の計画・作業進捗状況をリアルタイムで把

待機台数
在庫水準・
消費量

生産管理と運行管理の融合

握して，出荷する量をコントロールするSCMの技術．
以上の3種類の情報をもとに，輸送する車両の出発前に出荷・出発時刻の調整を行うことが真の意味での定時到

さらに輸送中の製品の量や到着時期についても運送着搬入を実現する鍵である．このようなシステムは，無線パ会社の貨物（荷物）追跡システムを活用すれば正確に把ケット通信等の既存の移動体通信網とモバイル機器を活用

握可能である 8）．

し，さらに走行中の車両から受け取った位置情報，所要時

研究

Vol.7 No.3 2004 Autumn

運輸政策研究021

間をデジタル地図上で表示することにより可能となる10）．
図―3に示すように，搬入先からの情報と車両からの情報を活用することにより，定時到着搬入を実現する効率的な車両の運行制御が可能となる 11）．
待機台数
作業進捗

出荷地

ている．したがって，配車需要や荷下ろし時間の変動を

位置，速度，
状態

出荷制御へのフィードバックが必要となる（図―5）．
このように，到着タイムウインドウが狭く，かつ打設進捗
状況によりそのウインドウの時間的な位置自体が変動す

待機ることが生コンクリート輸送の特徴である．

情報の流れ
■図―3

動して荷下ろし時間の変動が大きい．つまり，時間あたりの配車需要自体がリアルタイムで変動する問題を扱っ

現場進入指示車両

通常のジャストインタイム搬入システムでは荷下ろし時
が．生コンクリート輸送では，搬入先で作業進捗などと連搬入先

フィードバック

物の流れ（3）配車需要・荷下ろし時間の変動

間は，あらかじめ設定することとしているのが通例である

品質

道路混雑

ず，出荷制御へのフィードバックが必要となる．

定時到着搬入制御

道路上

構内

待ち行列

3.3 生コンクリートを対象とした定時到着搬入問題

生コンクリートを対象とした定時到着搬入問題は，一般のSCMにおける輸配送計画と比較すると以下のような特●荷下ろし所要時間の変動●受入準備作業時間の変動●走行所要時間の変動

徴を持つ．
運行管理の観点からの対策（1）到着タイムウインドウの狭さ

生コンクリート輸送は通常のSCMによる輸配送計画と比較して，到着タイムウインドウが極めて狭い輸送物の輸出荷管理の観点からの対策■図―5

所要時間の変動要因と対策の分類

送制御を対象としている．具体的には，指定到着時間に到着しないと価値を失う輸送物やペナルティが極めて大きい輸送物を対象としており，かつ，早着による待機時（4）単純な往復輸送

生コンクリートの輸送においては，ミキサー車は生コン

間が極めて短く限定される（図―4）．

クリートプラントを出発してから，1カ所の建設現場にの・生コンクリートの到着遅延は，打設中断によるコールド

み立ち寄り荷卸しをした後，必ず出発したプラントに空ジョイント（継ぎ目）の発生につながるため到着遅延の車で戻る．このため，建設現場へのミキサー車の到着をペナルティが極めて大きい．その対策として現実には制御するためには，プラント出発時刻を調整さえすれば余裕を持った到着時刻を指定して，到着後に路上でよい．ただし，実際には図―6に示すように建設現場，プ

待機させている．

ラントともに複数の相手と取引をしており，建設現場側か・最も大きな問題は，早着した場合の路上待機により交ら見た場合，複数のプラントからのミキサー車が到着す

通阻害やアイドリングによる大気汚染・騒音など社会的る．したがって，プラント毎にミキサー車の出発時刻を調な影響が大きいことである．

整する必要がある．
生コンクリート輸送は出荷地と搬入先の間の単純な往復輸送（ピストン輸送）
であり，途中での立ち寄り，詰め合

希望到着タイムウインドウ
ペ
ナ
ル
テ
ィ

路上待機に
よる交通・
環境コスト

0

早着

打 設 中 断によるコールドジョイン
ト（継ぎ目）の発
生の危険性

わせ，搬入先変更，帰路での別搬入先へ輸送などがない．

遅延

現場到着時刻の誤差■図―4

生コンクリート搬入の狭い到着タイムウインドウ（2）輸送時間の変動

従来のジャストインタイム搬入システムにおいては，システム内で輸送時間を固定値（パラメータ）として扱っているものが多いが，生コンクリート輸送は到着タイムウインドウの狭さから輸送時間の短期的な変動を無視でき022

運輸政策研究Vol.7 No.3 2004 Autumn■図―6

生コンクリートの輸送形態

研究（5）荷下ろしの後につく待機車両の削減

生コンクリート輸送においては削減対象とする駐車時
間は荷卸し中の駐車時間ではなく，荷卸しの順番を待つ

または・施工管理員（口頭）→生コン車オペレータ
（無線）→
プラント

次の車両の待機時間である．これは，搬入先においては， （2）打設状況確認経路
待機車両を切らさないように連続的に配車が必要な問題【通常時】を扱っているためである．荷卸し時間を短縮する対策は・プラント（無線）→生コン車オペレータ

打設工程の迅速化により工事期間の短縮という効果は生・プラント（無線）→生コン車オペレータ（口頭）→

むものの，工事期間中の待機台数の削減には寄与しない．
さらに生コンクリート輸送は商用車の運行管理という観点から見ると，従来から研究が行われてきた高速道路

現場管理員
【緊急時】
・プラント
（電話）→現場事務所（電話もしくは無線）→の予約制など人流における出発時刻管理の試みと比較

施工管理員

すると以下の点が異なる．

もしくは（6）中央統制による出発時刻制御

・プラント（電話）→施工管理員（携帯電話）

生コンクリート輸送は，出発制御の対象として商用車を

このため，情報の伝達は必ずしも円滑とは言えず，指示対象としており出発や待機が業務指示として実施していが最終的に伝わるまで途中に何人もの人を介しており，状るうえに，さらに搬入先の受け入れ準備ができず路上待況の把握のためには多段階の人手を介する必要がある．

機が予測される場合には，製品の生産自体を抑制すると途中に人を介した多段階のコミュニケーションは一種いう中央統制による絶対的な出発時刻制御を実施する．

の「伝言ゲーム」となり，情報の欠落，誤った解釈・詩人（7）輸送途中の道路の混雑は対象外の追加，伝達忘れなどが発生しやすい（図―7）．

高速道路の予約制 12）は本線上の渋滞緩和を目的として交通状況を制御するが，生コンクリート輸送においては搬入先に早着した路上待機が発生することが制御の対象であり，途中の道路の混雑は与件として制御の対象

・自己の経験による解釈
・誤解・フィルターリング，省略
・思惑
・後回し
・忘却

外としている．これは，制御対象とする台数が少なく，道路交通システム全体へ影響が少ないためである．
（8）輸送の流れ全体を対象とした制御

生コンクリート輸送では個々の車両が目的地へ早く到

■図―7

物理的障害
・通信回線の幅輳（話中）・無線の不感，音量不良

従来の情報伝達方法の問題点

着することが目標ではなく，各車両が適切な間隔で目的

一般的にはSCMを導入しても在庫が減少しないと最地に到着することが目標である，そのため「総輸送時間

大の原因は販売店とメーカー間、あるいは出荷部門と輸最小化」というマクロな最適化問題でなく，時間的な隣り送部門間の連絡・情報共有不足，つまり「組織の壁」であ合う到着車両の間隔の制御という輸配送システム全体でるといわれており，いかに自社内でSCMを構築しても社の最適化を目指している．したがって特定の車両に着目

外・社内にボトルネックがあると輸配送を最適化すること

すると輸送時間を長くすることがシステム全体としての最ができない．

適化になることもあり得る．つまり，個々の車両においてまた，ミキサー車と生コンクリートプラントの間で利用

輸送時間のアンバランスが発生することは許容される．

されている無線（MCA無線）は不感地帯やチャンネル占有状態などがあるため，必要なときに即時に情報・指示

4――生コンクリート輸送を対象とした
定時到着輸送システムの構築
4.1 IT活用による情報伝達方法の改善が伝達できないこともある．
このような状況下で製造プラントにおいても各ミキサー
車の動態・位置を正確に把握するためには苦労している．もちろん，ミキサー車を対象とする運行管理システム

現状では，建設現場の施工管理員，製造プラント，運は既に商品化されており一部のプラントにおいては導入

転手（生コン車オペレータ），現場での誘導員との間の連されているが，これはあくまで出荷元とその管理する輸絡は，無線や電話で行われている．現状における情報伝送手段のみをカバーするものであり，建設現場はシステ

達経路の現状は整理すると以下のようになる．

ムでカバーされておらず，搬入先である建設現場との間（1）出荷状況確認経路の情報共有は電話によるやりとりに頼っている．

・施工管理員（携帯電話）→プラント
（電話）

研究

そのため，例えば建設現場では出荷状況やミキサー

Vol.7 No.3 2004 Autumn

運輸政策研究023

車の運行状況が良く把握できず，また，生コンクリートプ
ラントでは建設現場での打設進捗状況が充分に把握できなかった．

（予測）
累
積
値

出荷台数

出荷調整

到着済台数

ITの活用によりすべての関係者がすべての状況を即打設計画座に把握でき，早めに自分の段取りを行い，トラブル発生打設済台数
走行中時における迅速な指示が可能となるばかりでなく，場合
によっては販売代理店の現場立会人や車両誘導員の配置を省略することもできるようになる
（図―8）
．
従来
打合せ
建設業者
トランシーバ

誘導員

生コンプラント

ミキサー車

時刻

累積打設済台数と累積出荷台数・到着台数

建設現場では，打設前日までに，建設現場，サーバー，
プラント間で何段階かの購入計画と出荷計画のやりとりを

MCA無線

合図

■図―9

より，出荷時期を調整する機能も持たせた．

電話

商社
立会人

待機中

ミキサー車

行い，生コンクリートの時間当たりの平均打設量と平均供給量の計画と累積打設量と累積供給量の計画を作成する．

生コンプラントシステム導入後

データとミキサー車からの打設実績データがリアルタイム

Internet
建設業者
ミキサー車
■図―8

打設当日は，建設現場もしくは施工管理員からの需要

ミキサー車

IT活用による情報伝達の流れの改善

このような現状に対して，以下に示す流れにしたがっにサーバーに発信される．サーバー上の生コンクリートの時間当たり平均打設量と平均供給量の実績値と累積
打設量と累積供給量の実績値を，建設現場，プラント，施工管理員から常に閲覧できるにする．

てITを活用した情報伝達システムを用いれば，コンクリー

システム運用中は，プラントからの出発台数と，現場へト打設状況，輸送状況といった情報を取引先とリアルタの到着台数，現場における打設実績とを比較することにイムで共有化することが可能となり，出荷後の無駄な搬より，将来の時間帯別出荷量を決定する（図―10）．さら入待機を削減することが可能となる．

に，ミキサー車自体を一種のプローブカー（Probe Car）とし・コンクリート打設工程の進捗に合わせた定時到着搬入て利用することにより道路の輸送時間を計測し，このデータを基に将来の輸送時間の予測も行うことも可能である．

を行う
・輸送時間の実績を反映した出荷時刻調整を行う

既出発台数

・ITを活用して生コンクリートの出荷状況，ミキサー車の走行位置・待機状況など輸送状況を関係者全員で共有することにより，施工管理員やプラントが生コンクリー
トの搬入遅れに対して見込む余裕を可能な限り削減

荷下ろし済台数（走行中車両）
走行所要
時間予測

時間帯別
現場到着量
予測

時間帯別
打設量実績

時間帯別
必要量予測

し，結果として待機車両の台数を最小化し，無駄が無い輸送を実現する

時間帯別不足量予測

・建設現場での受け入れ時の品質（スランプ，空気量，温度など）をプラントでの生産へフィードバックし，各項目について許容値の範囲で調整する．
4.2 出荷時刻の動的な決定と配車

本研究においては，生コンクリート輸送に対して「今後

時間帯別
打設予定量

出荷量決定
■図―10

生産・出荷台数の決定方法

4.3 出荷時刻決定式

生コンクリートプラントからの出荷時刻の決定方法としの必要量」と「到着時間」をリアルタイムで予測し，その時て以下のロジックを設定した．

点で必要となる量・品質を決定し生産・出荷する動的ス（1）
リードタイムの計算

ケジューリング手法を適用した．このシステムにおいて

生コンクリートプラントにおいて出荷を指示してから，は，コンクリート打設計画と輸送所要時間から，出荷タイ

建設現場で打設を開始できるまでのリードタイムα分をミングを決定して，生産を指示する．この際に，図―9に設定する．

示すようプラントからの出発台数と，現場への到着台数，

・リードタイム（α分）＝

現場における打設実績とをリアルタイムで比較することに
024

運輸政策研究Vol.7 No.3 2004 Autumn

生産時間（β分）＋輸送時間（γ分）

研究へ数日間にわたり繰り返し輸送を行うことが多いので，最（2）α分後の必要出荷台数S（台）の計算

初の輸送時には人間が予想値を入力するが，システム内

要出荷台数Sは，以下の式で計算する．

にデータが蓄積されれば，別途統計解析・予測プログラ

・要出荷台数（S台）＝現在の現場における不足台数（D1 台）

ムを組み込むことにより予測精度を向上させることが可能＋リードタイム中の予測消費台数（D2 台）である（後述の今回のプロトタイプシステムでは未実装）．
プラントにおける出荷指示から出荷までの生産時間（β）＋余裕台数（M台）
D1およびD2は以下の式で計算する（図―11参照）．

は5分程度であり，プラントにおける配合装置は間欠的であり時間稼働率は低い．このため生産能力は通常は制・現時点での現場における不足台数（D1 台）＝
累積打設開始台数（AP 台）−累積出荷台数（AS 台）

約条件とならない．

現場での打設開始の遅れ，設定した標準打設時間とミキサー車についてはプラント側に充分な台数が待機

実際の打設時間（実績）の差は，AP を通じて要出荷台数

していることを条件に定式化した．本システムの運用にSに反映することになる．

より待機時間を削減することは結果としてプラント側にお」とは，現時点（t）「リードタイム中の予測消費台数（D2）

けるミキサー車の供給（出荷待機）に余裕を持たせることから，現時点で出荷した生コンクリートが現場に到着すになる．

る時刻（t＋α）
までに消費（打設）される台数の予測値で余裕台数M（台）については，現場での運用経験にしあり，次の式で計算される実数の値である．

たがって設定することになる．本研究では後述のシミュ・リードタイム中の予測消費台数（D2 台） ＝レーションの結果により余裕台数の設定方法について検αx＋ a −1
a＋b

討を行った．
（3）出荷指示

ここで，必要出荷台数Sがプラスの値をとった時点でミキサー

α ：リードタイム（分）

車1台の出荷を指示する．

a ：打設時間（分）

出荷と同時に要出荷台数Sを再計算する．

b ：建設現場における車両入替時間（分）（4）要出荷台数の再計算

x ：現在打設中車両の打設開始後の経過時間（分）

建設現場において打設中のミキサー車の打設が終了である．式中の第1項はリードタイム（α分）中に平均的にした時点，および次のミキサー車の打設を開始した時点

何台分の打設が行われるかの予測を示す項である．第でも要出荷台数Sを再計算する．なお，ミキサー車が建設

2項以降は現時点で打設途中のミキサー車にまだ残って現場に到着しても，定義式によれば要出荷台数Sには変いる未打設の生コンクリートの量の予測値を差し引くた化が生じないので再計算の必要はない．

めの補正項である．
4.4 プロトタイプシステムの構築 13）（打設中）（入替） （打設） （打設） （入替）

a

b

a

b

将来→

t（現時点）x（打設開始後経過時間）■図―11

図―12は，定時到着搬入システムの構成要素を示した

a←過去

t＋α（予測対象時点）

α（リードタイム）

打設時間とリードタイム（時間軸上の表現）

要出荷台数Sは，現時点での出荷が不要な場合，つまものである．生コンクリート等の建設資材等の出荷地であるプラントと搬入先である建設現場の間をミキサー車などの輸送手段により輸送される．これら三者の間はインターネット接続したパソコンや携帯電話によりデータセ
ンターに接続する．

り既に充分な台数が出荷されているばあいにおいては負の値をとり，出荷が必要な場合は正の値をとる．

インターネット
建設現場

なお，打設時間（a）
自体にも変動はあるが，変動の最も

ATISセンター（道路所要時間情報）

大きな要因は現場での準備不足，ポンプのトラブル等の無線パケット
通信網

突発的な要因である．このような突発事象を予測式自体に組み込むことは困難であるため，システム内においてはトラブル発生は予測式の外の事象として扱い，人間による判断で出荷抑止を指令することとした．また，システムへ入力する打設時間，輸送時間（γ）
は過去の実績をもとに入力する．生コンクリート輸送の場合は同一の建設現場

研究

ミキサー車
■図―12

生コンプラント

生コンクリート搬入システムの構成要素

Vol.7 No.3 2004 Autumn

運輸政策研究025

生コンクリート定時到着搬入システムは，図―13に示

存のASPによる車両位置情報サービス，③無線Webカメラ（現場からの静止画伝送）
をアプリケーション統合して，す形でデータが流れるように設計を行った．
生コンクリートプラント，建設現場が要求する搬入指示時

プラントと現場に設置した計2台のノートパソコンからそ

刻（①）およびデータセンターに蓄積された輸送所要時間

れぞれ必要な情報へのアクセスができるようにした．2002にもとづいて算出された出荷指示（②）
を受けてミキサー

年1月に東京都町田市においてこのシステムを実際に生車を出発させる．その後，データセンターは建設現場にコンクリートプラント，建設現場，ミキサー車10台に設置

待機台数（④）を通知する．

して，延べ2日間にわたりシステムの動作テストを行った．

走行中のミキサー車からは，現在位置と走行中，待機

実験では実稼働中の生コンクリートプラント，建設現場，

中，到着等の動態（③，図―14参照）
をデータセンターにミキサー車に機器を持ち込んで実データを使用してシス送信する．データセンターはこれを受けて出荷地から建テムの動作確認を行った．今回の実験では実際の建設

設現場までの輸送所要時間を蓄積し，曜日別，天候別等

現場においてシステムが正常に動作するかの確認を目的のデータベース化を行うことができ，翌日以降の出荷計として，通常の電話と無線機（音声）による生コンクリート

画策定に反映させることができる．

出荷指示と並行して本システムの操作を行った．そのた

また，走行中のミキサー車の位置と動態は，生コンク
リートプラントや建設現場からモニターすることができる．

め，システムの操作は，それぞれの場所および車両に配置した実験補助員のみが行う形をとった．

建設現場においては，ミキサー車から荷卸し終了の報

生コンクリートプラントでは出荷時刻になるとシステム

告（⑤）
をデータセンターに送信し，ミキサー車は，建設現上で車両を指定して出荷指示を入力する．システムから場の誘導員からデータセンターを通じての待機・入場指ミキサー車へはEメールで指示が伝達される．この指示

示（⑥）
を受ける．

は携帯電話機の画面に表示され，積み込みが終わって出発した時点で運転手のボタン操作により出発したこと

出発地
②出荷指示
（生コン・
プラント） APS: Application
Service Provider

APSセンター
・輸送所要
時間DB
・出荷計画

DB

①搬入時刻
指示

目的地
（建設現場）が報告される．この状態は，建設現場において逐一モニターすることができる．

④待機台数

運転手に対する行き先の指示も同時に携帯電話の画面に表示される．また，建設現場の構内が狭くミキサー⑤荷卸終了

車が待機できない場合には，待機場所が行き先と指定さ③現在位置・動態れる．現場での受け入れ準備が整うと，現場の施工管理⑥待機・入場指示員等が入場指示（待機解除）を入力する．待機場所のミキサー車は，システムからEメールにより入場を指示される．

搬送手段（ミキサー車）■図―13

輸送中やコンクリート打設中に何らかのトラブルが発生

定時到着搬入システム内のデータの流れした場合は，携帯電話のボタン操作により生コンクリート
プラントや建設現場に状態の変化が知らされ，自体に応

1. 積込出発

9. 渋滞
10. 事故2. 待機到着

じて出荷の中断等の必要な処置がとられる．

3. 荷卸到着

ミキサー車に搭載した GPS 端末（NTT-DoCoMo の建設現場「DoCoですCar」）とパケット通信を用いて，ミキサー車の生コンプラント

4. 荷卸中断
5. 荷卸完了

8. 帰社到着

9. 渋滞
10. 事故7. 帰社出発

6. 洗浄到着■図―14 ミキサー車の動態
注：数字は動態の事象番号

位置が常にインターネットの画面上に表示される．これによりプラントと現場の間を往復するミキサー車の位置が把握できる．また，1日のミキサー車の走行軌跡も表示される．実験における走行軌跡を見ると，同一建設現場へ向かうミキサー車の経路や待機場所が現状では運転手の判断に任されているためかなり異なることがわかった．

4.5

実験の概要 13）

このようなシステムが本格的に稼働すれば，道路混雑に

生コンクリート輸送における定時到着輸送制御システ

対応した最適輸送経路や，影響が少ない待機場所の選

ムの実用性を検証するために，プロトタイプシステムの開択が個々の運転手の経験によらずに可能となるほか，建発を行い，2002年1月に2日間にわたって実証実験を実施

設業者にとっては工事用車両が指定経路からはずれなした．実験では，①携帯電話を端末としたインターネット

いように監視するツールともなる．

上で稼働するASPタイプの出荷・輸送管理システム，②既026

運輸政策研究Vol.7 No.3 2004 Autumn

輸送所要時間や待機時間のデータについても輸送終研究

了後サーバーからデータをダウンロードすることにより可能とした．
4.6 実証実験の実施結果 13）2日間の実験期間に，端末操作に不慣れなため入力遅れ（人的問題）や携帯電話のEメール遅延（機械的問題）
等のいくつかの技術的な問題があることが確認され，これらについては今後の改善が必要なことが判明した．一方で，関係者へのインタビューによるとこのシステムによ

変数1
変数1の9：00
9:00の値の計算式9:01 変数1の9：01の値の計算式9:02 ↓
時刻

・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
16:59 ↓
17:00 ↓
■図―15

変数2
変数2の9：00の値の計算式
変数2の9：01の値の計算式・・・

変数n
変数nの9：00の値の計算式
変数nの9：01の値の計算式

時間軸に沿って順次計算式を設定

↓

↓

↓

↓

Microsoft Excelによるシミュレーションの構造

り建設現場の前で搬入車両が待機できない場合には，不計測した実績値をそのまま利用し，生コンクリートの出荷確実性がある無線による音声連絡よりも，迅速な入場指

時期を4.3で示した出荷時刻決定式で決定した場合の待示ができることが確認された（表―1）．

機台数を実績値と比較した．

2日間の実験の結果，生コンクリート定時到着搬入シス

なお，ミキサー車の到着遅延によるペナルティについテムに対する関係者を聞くと，当初意図した目的に対しては，遅刻時間に対してコスト関数を設定して評価するてシステムの導入効果が認められる可能性が示された．まことも考えられるが，建設現場でのシステムの実運用をた，取得したデータから現状ではかなり長時間の待機も発考慮すると到着遅延による打設中断があることを前提と生することが明らかになり，システムを活用して出荷時刻をするのは受け入れられ難い．ここでは打設中断が発生し調整すれば待機時間の削減効果があることもわかった．

ないことを前提（制約条件）
として，余裕を持たせて出荷■表―1

関係者インタビューによる実験結果の評価

分類

内容

建設現場の意見・建設現場前に待機スペースがない場合は，待機車両への指示が容易である
・出荷状況が一目でわかるため安心感がある．

生コンクリート
プラントの意見

・道路が渋滞した場合に帰着予定が把握できるので，配車がやりやすい．

システム上の課題 ・端末の操作忘れ，操作遅れが発生した．
・DoCoMoのEメールの遅延により指示が伝わらない場合があった．
・現場の端末はノートパソコンでなく，PDAの方が良い．

を行い，その中でシミュレーションの解を求めるという考え方を採用した．
表―2にシミュレーション実施の設定条件を示す．
シミュレーションにおいては，輸送所要時間の予測値に実績値をそのまま使用して，所要時間の予測が完全に実施できた場合のシステムによる出荷時期調整効果を検証した．
■表―2

シミュレーションの条件
項目

打設量

設定
実績値と同じ

1台目の打設開始時刻 実績値と同じ

5――導入効果の計測
5.1 導入効果計測のためのシミュレーション

2002年1月に実施した2日間の実験においては，最初の打設時間

実績値の最小値を標準打設時間として設定．

輸送所要時間

実績値を用いて内挿により出発時刻基準で1分間毎の輸送所要時間を設定．

輸送所要時間の予測

実績値をそのまま使用【完全な予測ができた場合を想定】

帰還車両の運用考慮せず（生コンクリートプラントに充分な台数が存在すると仮定）タイムステップ

1分毎に計算1日（朝から全打設終了まで）

テストであったため，生コンクリートプラントにおける出荷へ悪影響を避け，システムのモニタリング機能のみを利用
し，出荷タイミングは従来の手作業による方法で実施した．

計算期間

注：実績値としては1日分の計測値を利用．

このため，導入効果の検証を目的として実測データを基にしてシステムによる出荷最適化機能を動作させた場合の路上待機台数減少効果をシミュレーションにより検証した．

輸送所要時間の実績値は，図―16に示すように21分
から37分の間で変動している．

シミュレーションは，Microsoft Excel上で 1分単位

実績の打設時間は，図―17に示すように最小値が12の時系列状態変化シートを作成することにより実施した分，最大値が69分である．なお，最後の2台の打設時間（図―15）．

が異常に長い原因としては，運転手からの打設完了報告

・縦軸を時間軸として，横軸に各変数を設定する．

の遅れの可能性があったが，本シュミレーションでは，実・各セルには当該時刻の変数の値の計算式を入力する．

測値をそのまま用いることとした．

・時間軸に沿って計算式を下方へコピーすることにより標準打設時間の値が大きくなると要出荷台数の値が小シミュレーション結果が各セルへ表示される．

さくなり，その結果プラントからの次の出荷時期が遅くなシミュレーションにおいては，生コンクリート輸送時間，る．標準打設時間を最小値の12分でなく16〜18分程度

個々のミキサー車の打設開始時間・所要時間は実験でに設定したシミュレーションも実施したが，そのように設

研究

Vol.7 No.3 2004 Autumn

運輸政策研究027

定すると現場へのミキサー車の到着遅れにより打設中断

4が発生する場合があるので，今回は安全側の値として123分を標準打設時間とした．実際の運用においては，許容

待機中台数
走行中＋待機台数

台 2

される打設中断時間に応じて標準打設時間を長めにとる
ちなみに，標準打設時間と実際の打設時間に差は実績待機台数に反映するので，時間遅れはあるもののシス
テム導入により時間帯別累積出荷台数は適正化される．

0
時刻
■図―18

待機台数（実績）

4

0:45

待機台数

0:40

平均：27.0分
標準偏差：4.75分

0:35

3

待機+走行中台数

台 2

0:30
運
搬 0:25所
要 0:20時
間 0:15

1

9:
0
9: 0
2
9: 0
4
10 0
:
10 00
:
10 20
:
11 40
:
11 00
:
11 20
:
12 40
:
12 00
:
12 20
:
13 40
:
13 00
:
13 20
:
14 40
:
14 00
:
14 20
:
15 40
:
15 00
:
15 20
:
16 40
:0
0

0

0:10

時刻

0:05

■図―19

0:00
8:00
■図―16

1

9:
0
9: 0
2
9: 0
4
10 0
:
10 00
:
10 20
:
11 40
:
11 00
:
11 20
:
12 40
:
12 00
:
12 20
:
13 40
:
13 00
:
13 20
:
14 40
:
14 00
:
14 20
:
15 40
:
15 00
:
15 20
:
16 40
:0
0

ことにより，待機台数をさらに削減することも可能である．

9:00

10:00

11:00 12:00
出荷時刻

13:00

14:00

待機台数（シミュレーション）

15:00
■表―3

総待機時間の比較

ケース

総待機時間

比率

シミュレーション

239分
204分

100％
85％

輸送所要時間の実績値
実績

1:20
1:10
1:00

打
設 0:50所
要 0:40時
間 0:30

最小：12分
最大：69分ており，出荷時期調整の効果が確認された．
1日の総待機時間も表―3に示すように15％削減されて
いる．

0:20

シミュレーション結果から，輸送時間が完全に予測で

0:10
0:00
9:00

きたとすると，出荷時期の調整により総待機時間が15％
10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

打設開始時刻■図―17削減可能であることが確認された．

打設時間の実績

5.3 まとめ
5.2 シミュレーション結果

図―18に実績の待機台数の時系列変化を，図―19にシミュレーションの待機台数の時系列変化を示す．
実績においては，最大待機台数は2台であり3回出現
している．待機中台数と走行中台数の合計の最大値は3シミュレーションの結果より得られた知見をまとめると
以下のとおりである．
・平均輸送時間が実測と同じケースでは，輸送時間の予測と待機台数の把握を実施することにより総待機時
間が15％減少した．

台であり4回出現している．
一方，シミュレーション結果（図―19）においては，最大待機台数は2台であるがこれは1回しか出現していな
い．実績値とシミュレーション結果比較すると10：40〜

6――結論
本研究の成果は，以下に述べるとおりである．

11：00，12：40の付近でシミュレーション結果の待機台① 生コンクリート輸送を対象にして，輸送した貨物の搬数の方が減少している．これは，実績ではこの時間帯に入先における次工程での処理の進捗状況，搬入先周現場において打設作業の遅延が発生しているのにも関辺での待機車両の状況を出荷地へフィードバックする

わらずこれがプラントへ通知されず生コンクリートの出荷ことにより，待機車両数を最小限に抑える出発時刻制が停止されなかったの対して，シミュレーションでは待機御を行うシステムを提案した．

台数をモニターしてその結果をもとに出荷を制御したことが効果を発揮したためである．
待機台数と走行中台数の合計の最大値も2台に収まっ
028

運輸政策研究Vol.7 No.3 2004 Autumn② 荷主，運転手，荷受人の3者間の情報共有を実現する
ことにより，過剰な量や早期の発注を防ぎ，これにより搬入先周辺での待機車両数を最小限に抑える出荷研究時刻制御システムを提案した．
③ 定時搬入制御実現のために不可欠な輸送所要時間を，車両の運行実績から取得する運行管理システム

研究ベースでの開発には限界があり，商品化の段階での作業となるため，いかにシステムを使ってもらうかが普及のための課題である．
③ 他のシステムとのデータ交換のインターフェイスにつを組み合わせた．
④ ①〜③の考え方にもとづく定時到着搬入システムを実際に開発し，実証実験を通じてその実用性・有効性

いては，当然標準化の作業が不可欠であり，これに取り組む必要がある．

を検証した．
⑤ 生コンクリートの出荷時刻の決定を輸送時間と打設中

謝辞：本研究は，運輸政策研究所・武蔵工業大学・東断情報をもとに簡単な在庫管理の式を用いて決定した

急建設（株）の共同研究の成果をもとにしてとりまとめたが，輸送時間の予測および出荷時刻決定のロジックにものである．プロトタイプシステムの開発実証実験にご協関しては，今後運用実績が蓄積されれば専門家の手に力いただいたダックシステム（株），細野コンクリート（株）

よってさらにファインチューニングを施す余地がある．

の方々に対して，感謝の意を表します．

⑥ シミュレーションにおいては一般的な交通状況，打設工程の場合を想定して待機車両の削減効果を計測したが，このようなシステムは単なるコスト削減効果より，

参考文献
1）
（財）
日本情報処理開発協会企業間電子商取引推進機構［1999］，「欧米におけるサプライチェーン・マネージメント（SCM）の現状と今後の展開」

むしろ道路の閉鎖，災害，プラントや打設現場での深2） 構造物の良否は計画で決まる、コンクリート養生名人養成講座（1），「日経

刻なトラブル発生などの異常事態発生時に役立つ可3） 生コン発注のノウハウ、コンクリート養生名人養成講座（2），「日経コンスト能性がある．大量の情報が集中する突発事象発生時においては，従来の人手による整理・指示では対応できないことが予想され，システムの導入により異常時の現場への供給信頼性が向上することが期待できる．
以上の成果により本研究では待機車両数を含めた車両動態を出荷計画に反映することにより待機時間を削減できる可能性があることを示した．
しかしながら，本研究を通じて定時到着搬入システム
が次の段階へ進むための課題も明らかになった．主なものを列挙すると以下のとおりである．
① システムの導入効果については，今後長期間にわたる実地の運用で，データを収集し実証的に分析する

コンストラクション」2000年1月26日号，pp．86-89，
ラクション」2000年2月11日号，pp．88-90．
4） ひび割れないコンクリートの作り方（5）作業をイメージできる計画書 ，「日経
アーキテクチャー」2002稔12月23日号，pp．88-91．
5） インタビュー

コンクリートも普通の商品としてもっと真剣にチェックしてほ

しい 〜1800件のクレームを分析してわかった品質不良の原因〜 ，「日経コ
ンストラクション」，2000年11月24日号，pp．40-41．
6）久保田尚［2000］， 交通需要マネジメント（TDM）とITS ，「オペレーションズ
リサーチ」，2000年7月号，pp．31-35
7）郭偉宏［2000］， ITSを基盤としたSCMの展望 ，「オペレーションズリサーチ」，
2000年7月号，p．24-30．
8）大沼廣洲［1999］， 物流ITS ，「道路交通経済」， 99-7，pp．31-34．
9）石田宏之［1999］， サプライチェーン時代のトラック輸送産業構造に関する研究 ，「豊橋創造大学紀要」第3号，pp31-41．
10）福井良太郎［2002］， 物流分野におけるITSの動向 ，「情報処理学会、高度交通システム9-11」，pp79-84．
11）西宮良一［2001］， 第51回運輸政策コロキュウム：交通・運輸分野におけるITの利用動向と1つの開発事例 ，「季刊運輸政策研究」，Vol4，No．3p，p62-66．
12）佐藤拓也、清宮正好、赤羽弘和、桑原雅夫、小酒井宏行［1997］， 高速道

必要がある．

路の利用予約制に関する基礎的研究 ，「土木学会年次学術講演会講演概要② 今回開発したプロトタイプシステムを実用化するためには，荷主や荷受人がすでに保有している生産管理，在庫管理，工程管理等とのアプリケーション統合やデー

集第4部」Vol．52,1997．
13）西宮良一，玉井真一，服部尚道［2002］， ITを活用した搬入車両の路上待機削減システムの開発 ，「土木計画学研究・講演集」，Vol．25（CD）．

タ交換機能を装備する必要があるが，これについて（原稿受付 2004年1月29日）

Dynamic Departure Scheduling for Truck-mixers
By Ryoichi NISHIMIYA and Hisamichi HATTORIIn this paper, the authors show a comprehensive dynamic scheduling and vehicle dispatch system, which enables just-on-timearrival of truck-mixers. The system can decides optimal shipping timing from the concrete plants considering two elements:
travel time fluctuation caused by road traffic congestion, and delay of planned concrete placing process within construction
sites. A prototype system using commercial mobile packet communication service (i-mode) has been developed and tested at
the actual sites. Introduction of the system can reduce traffic congestion caused by waiting trucks around the sites, and improves
the quality of concrete by the reduction of the waiting time.
Key Words ; Intelligent Transport System, just-on-time carry-in, dynamic scheduling, truck mixers

この号の目次へ研究

http://www.jterc.or.jp/kenkyusyo/product/tpsr/bn/no26.html
Vol.7 No.3 2004 Autumn

運輸政策研究029