交通流シミュ V ーションシステム

浜嶋鉱一郎
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1. はじめにピデオにより説明資料を作成することが多く，シミュレーション結果の可視化技術

市街地再開発事業計画において，新たに発生する交通の向上を図った

本論文では，システムの概要，交通流量が既存の道路交通におよぼす影響を評価するため，再モデル作成の考え方とその評価およびシミュレーション

開発ビソレの周辺道路を対象範囲として，将米の交通流を結果の可視化について述べる.

検討する.机上の計画で混雑が予想される場合，シミュレーションによる道路状況の確認が望まれる.狭い範囲

2. 交通流シミュレーションの目的の交通流を検討するには，個々の車の動きがわかるよう数年先の道路状況や新しい駐車場計画において予測さなシミュレーションモデルを作成する必要がある.しかれる交通量は日交通量とか時間当りの交通量，ピー

し，実際に道路上を走行する車の動きを l 秒あるし、は O. 5

ク時交通量等である.交通の専門家は，これらの数値情秒単位でシミュレートするには，相当大きなシミュレー

報により混雑の状況，ションモデルとなる.そこで，シミュレーションモデルし，交通計画の良し，悪しを決める.しかし，数値情報だの作成およびシミュレーション結果の表示をビジュアル

けでは，第三者に具体的な交通状況をわかりやすく説明化し，作業を容易にすることにした.

することは困難であり，素人は理解できない.道路交通

渋滞の程度等の交通状況を判断

ここで，開発した交通流シミュレーションシステム

におけるシミュレーションの目的は，交通状況の具体的は，離散型の汎用シミュレーション員語 GPSS の使用な動きを把握し，信号現示の変更や交通量配分の考え方に対応させて，その前処理および後処理を効率化したもあるいは駐車場容量の設定の見直しについて検討し，適のである.前処理は，図形入力によるモデル作成サブシス

切な交通計画案を策定することにある.

テムを用いて，図形データからシミュレーションの記述

道路交通以外のシミュレーションには，空港での航空を自動作成する機能を持っている.シミュレーション実機の離発着，乗客や貨物の空港内の輸送問題，ターミナ行の後処理では，ディスプレイに表示した道路平面図上

ノレ内のカウンタ -rìÎr の待ち行列の問題，さらに港湾施設で車の動く様子を動的に表示するサブシステムにより，において大型船舶や小型船舶が使用する専用ノくースの稼シミュレーション結果を検証できる.凶形入力および凶働率の検討等がある.これらの交通流の状況が実際にど形表示は，現況の縮尺図であり，実際の道路イメージをのようなものかを明確にする必要がある場合には，個々表わしている.の車，飛行機，船舶，人聞の細かな動きを対象とするシ

さらに，プレゼンテーション段 1 皆では，'平面的な表示に加え，透視図による表示も可能である.

透視図表示では，建物や車などの表示を線画で表示する方法と，詳細な景観をカラー表示を用いて実際的なイメージで表現する方法がある.
本システムは .

ミュレーションが必要である.

このようなシミュレーションは，より具体的な現象の解析とそれをわかりやすく表現することが重要である.
したがって，複雑なシミュレーションモデルも容易に作1988年から 10件の実績がある.道路交通流をモデノレ化する考え方も当初より厳密となり，より現実的に動くシミュレーションに近づいている.これら

成できること，および結果を図形表示する可視化技術が重要である.

3. 本システムの概要

制大林組

本システムは，汎用大型コンピュータ( 1BM3090.

干 540 大阪市中央区北浜東 4 ‑331BM3081) の下で稼働するシステムである.使用する

はまじま

こういちろう102 (32)© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オペレーションズ・リサーチ

総合的シミュレーンョンシステム

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図 1L一一/システム構築の考え方

機器は，カラーグラブイツク端末機 1 BM5080 であり，シミュレーション結果から，各車輔の滞留時間，滞留さらに道路や建物の地図入力用としてディジタイザーも時間別車柄台数，滞留台数の時間変動などのグラフを作用いる.

成する.

3.
1 システムの構成(4) シミュレーション結果の表示プログラム

本システムは，図 1 に示されるように，汎用シミュレ

本プログラムは，平面表示と 3 次元表示により車の動ーション言語 GPSS を使用する.モデルを作成する前処理部分とシミュレーション結果を表示する後処理部分かきをアニメーションで表示する.

(5)

ピデオ入力用再表示プログラム

シミュレーション結果の画像は，ディスプレイに表示ら構成される.
以下に各プログラムを概説する.

した画像のイメージデータを外部ファイノレ記憶させるこ(1)とができる.再表示プログラムは，イメージデータから地図入力プログラム

本プログラムは，道路形状や周辺の建物形状をディジタイザーにより入力するプログラムである.

(2) シミュレーションモデル作成プログラム
本プログラムにより，交通流の動線をモデル化する.
GPSS を使用をするモデんを作成するため，個々の車の表示するため，より高速の表示となる.
これらのプログラムの他に， GPSS および景観表示データの作成プログラムがある.

4.

シミュレーション毛デルの考え方

移動位置および複数の車が走行する区間を GPSS の呼称

車の走行は，走行ノレート上にファシリティあるいはスのファシリティとストーリッジで定義し，対話処理によトーリッジを並べ，単位時間にファシリティからファシりディスプレイ上に，1j!の走行ルートを作図する.図形

リティあるいはストーリッジに移動することを連続して表示によるシミュレーションモデルが完成すると，シミ定義する.ここで，複雑となるのは，車の右左折や車線ュレーションの記述を自動的に生成でき，シミュレーシの変更時に，車同士が衝突しないように制御する条件のヨンの計算を行なう.図 2 は，一連の作業過程のグラフ設定である.また，赤信号が青信号に変わったときの発イツク表示画面を示している.

進で，適当な車間距離を保つように後続事の発進の遅れ(3) 統計処理プログラムを制御する必要がある.
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1990 年 2 月号

(33)103

(1)地図データの作成(2) ，t 路の設定

(4) 走行 Yいートの μ主主(5) 心行ルートの確認

函 2(3)

ファシリティの I'j 動計算(6) 計算結果の動的表ぷ

シミュレーションモデル作成の画面表示

4.
1 基本走行モデル

事の種類別に分けることもできる.走行ノL ートは，発生車の移動は，各ファシテリティを 1 秒あるいは 0.5秒

する方向や行先が多方向存在する場合は，分岐や合流を単位で移動するモデルとする.走行速度によりファシリ持つモデルとなり，それらは確率あるいは優先順位の指ティの距離間隔と時間の単位を設定する.

定により方向を制御できる.

たとえば，ファシリティ間隔 6m を 1 秒で走行すると，速度は 2 1. 64.
3 右折，左折および車線変更

km/hr となり， 0.5秒では， 43.2km/hr となる.基本的

右折，左折時あるいは車線変更時には，対抗車線とのな動きは，前のファシリティに車が L 、るときは待ちの状

交差や合流時の衝突がないように，関連するファシリテ態となり，前が空けばそこに入る.事は，単位時間でフィ上に車が L 、ないことを確認する条件をつける.

ァシリティを 1 つずつ移動して走行する.
4.2

4.
4 停車と発進
信号機前の車が発進するときは，図 3 のようなモデル

走行ルート

車の走行ルートは，比較的多くの車が標準的に走行する動線をいくつかのパターンにモデル化する.このときを使用する.
信号機が脊の場合，通常の動きのモデルで考えると，車は等速度で走行し，単位時間間隔で①から⑤を経て順番に進む.一方，信号機が赤に変わると，最初の車は停止線の前の④で止まり，後続の車は順に③，②，①で止{亭止粕l

停止と発進のモテル④から⑦は，③から⑧の線上にある.

まる.この後，信号が赤から青信号になると，④，③，②，①の寧が同時刻に⑤，④，③，②に進み，現実的でない.

…一一旦雪守しさとJ けで!ー

仁~仁司仁日円I

そこで，前の*が動きだしてから徐々に後の車が動き始めるためには，停止と発進のモデルを用いる.図 3 において，③から⑧と④から⑦は，同一線上を異なる動きで定義しているが，実際は同じ線上にある.車が青信号で走行している場合は，通常のモデルと同様なルートを
図 3

104(34)

信号機前の交通流モデル選択し，③から⑧に動く.停止する場合は，⑧に車が停© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オベレーションズ・リサーチ

止すると，後から来た③に止まる車は，シミュレーショリッジを置き，停滞量を観測する.

ンモデルの中で分岐し，③から④に進んで止まり，発進(の走行スピード:このモデルでは，想、定した一定の時に⑤，⑥，⑦，⑧，⑨と進み合流する.ここで，③とスピードで車は走行する.局部的にはファシリティの通④は同じ位置であり，実際には動いて見えない.発進の過時間を個々に変更して調整する.信号前の発進時は，タイミングは，前の車が⑧で止まっている場合，後の車多少の加速状況を表わすモデルとするが，停止時は，減は④で待っている.前の車が⑧から⑨に進むと，後の車速せずに止まる.

は④から⑧に進んでいく.この動きを②，①などの他の位置にも作成する.

均20m以上の車間距離を保つことと，信号前からの発進

このモデルで、は，④から⑧に進むときに，それぞれを単位時間で移動するため，

ゆ車間距離:車の発生時に一般道路の場合では，平車が加速した状態となること，⑨を通過するときに，前の寧との聞に 3 台分の車問時においても，車間距離が 20m 前後となるように制御している.これにより道路の基本交通容量を越えることはない.

距離ができており，加速後の車間距離が実際的となるこ(4) 大型車の混入と，さらに発進が後続の車に遅れながら伝わることなど

パスおよびトラックの大型車は，普通車の 2 倍の長さを表現できる.ただし，この動きをすべての位置に適用を持つ.大型車も普通車と同じファシリティを移動し，すると 5 倍の容量が必要となるため，信号前の適当な数後続車と重ならぬように 1 つ後のファシリティを常に専のファシリティだけを制御する.

有するモデルとしている.

4.
5 シミョレーションの実行

5.
2 ビジュアルな表現

図形入カによりシミュレーションモデルを作成した

CG による表示は，図 4 および図 5 で示されるような後，寧の発生台数や信号周期を数値入力する.シミュレ

平面表示と 3 次元表示がある.これは，線画の出力であーションの記述の自動処理は，るが，アニメーショ γ 表示は，カラー表示である.ただGPSS のパッチ処理のためのジョブ・コントロール・ランゲージ(J CL)も同し

3 次元表示は，道路や敷地などの平面はカラーで表様に作成できるので，即座に実行可能である.モデルの示できるが，建物の外形や車の表示は，線画である.

規模はBM3081 の処理速度では，平面表示のとき 1 秒間に 6-5.

1-3 万ステップである

110 コマの表示が可能であり，高速表示が可能となる.表毛デルの検証

示のさい，表示速度とコマ落しの機能を選択でき，チェ従来，シミュレーション結果の確認やフ。レゼンテーシ

ョンは，数値結果を図面上に手作業で移しながら行なっていた.これでは，大規模あるいは複雑なシミュレーシック作業を効率的に行なえる.
平面表示の特長は，全体を一度に見渡せることである.交通流は道路網のそれぞれの交差点，道路，駐車場ヨンは不可能である.ビジュアル表示はシミュレーショが相互に関係するため，混雑状況などの問題点の原因をン結果の検証が容易となり，モテツL の作成や修正を効率把握するのに優れている.また，透視図表示は，現象そ化する.のものの理解が容易であり，現地のイメージを思い浮かべながらシミュレーション結果を評価できる.

5.
1 モデルの精度
本システムの考え方による，交通流モデルの精度について述べる.

6. プレゼンテーション

交通流シミュレ}ションは，走行車線により走行ルー

シミュレーション結果のアニメーション化が進んでーいトが定まっている場合には，比較的容易であるが，駅前る.第三者に結果を説明するには，シミュレーション結広場などで乗用車，パス，タクシーなどが交差する走行果をよく吟味し，説明すべき現象を簡潔に示す必要があ

ルートは，非常に複雑なモデルとなる，モテソレの精度は，り，対象となる部分をビデオに収録する.

シミュレーションモデルの細かさに大きく依存する.モ

8.
1 より鮮細な透視図

デノレの精度を保つため，以下の項目に留意する.

シミュレーションを初めて見る人が容易に理解できる(1) 交通量:シミュレーションの条件として指定した交通量は，ようにするため，景観表示の技術を用いて，図 B のよう停滞がなければその数だけ発生する.発生な詳細な透視図の画像を表現した.これは，景観データ

後，停滞などが生じた場合は，大きな容量を持つストーの作成に余分な労力を要するが，きわめてわかりややす

1990年 2 月号

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図 4

平面表示

くなる.

8.2 ピデオの制作
プレゼンテーション資料として，ビデオに録画する.ディスプレイ上の平面図および透視図を直接ビデオ装置に録画できる機器を用いて，ピデオの録画を自動化している.

7.

おわりに図 53 次元表示

交通流のシミュレーションモデんは，単純であるが，ないモテりレで、あり，モデルの修正を要する.今後は，車個々の車の動きを表わすため膨大な規模になっている.のスピードの制御を道路前方の混雑状況により行なえる

ここでのそデルは交通量，走行スピード，車間距離，大ようなモデルが必要であり，型車の混入など基本的な条件を満足できる.しかし，走ている.

行'レートや走行スピードの変化に対しては，融通がきか

また，SLAM 11 の適用を検討し信号前のモデルのような複雑な部分については，モデルの作成を自動化するなど効率化が必要である.今後とも，より実際的なシミュレーションモデルが必要とされる傾向にあり，効率的かつビジュアルなシステムに改善していきた L 、と考えている.
参芳文献[1J 浜嶋鉱一郎，森本康博，山回茂文，
荒巻正宣:交通流計画の総合的シミュ
レーションシステム一利用例j と可能性
一.

文集，

図 S

108 (36)

1BM ユーザー・シンポジウム論

1987, 1‑27.

詳細な透視図表示© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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