2020 年 2 月 6 日

大規模復興過程におけるバス網の逐次再編支援モデル
たかね

だいき

建設工学専攻ME18074

高根大毅

土木計画研究

指導教員

岩倉成志

１

はじめに

東日本大震災により被害を受けた岩手県宮古市

表1

事業者評価関数

データ概要

進させていく上で喫緊の課題とされる．しかしバ

説明変数
潜在的利用者数
営業距離
渋滞距離
右左折回数

ス NW 計画の多くは事業者の経験則の中で意思決の他に，起終点間の営業距離・渋滞距離・右左折回定がなされている問題がある．本研究ではバス事数の 4 変数とし，説明変数のデータ概要を表 1 に業者側の経験則を数理モデルで表現しバスルートまとめる．推定結果から 2 ケースとも説明変数の候補抽出を図るべく，ZDD（ゼロサプレス型二分符号の整合性を確認できサンプル数が異なってい決定グラフ）と呼ばれるグラフ列挙探索技法を用ても安定して推定出来た．選択肢集合 50 のパラメ

いて起終点間の候補経路を列挙させ，その中からータを用いた事業者評価関数を式（1）に示す．

後述するバス事業者と利用者の評価関数により，

𝑉𝑖𝑗 = 0.00027𝑄𝑖𝑗 -0.636𝐷𝑖𝑗 -0.032𝐶𝑖𝑗 -0.563𝑅𝐿𝑖𝑗

運行経路の最適解・次善解を抽出する方法を研究

𝑉𝑖𝑗：評価値，𝑄𝑖𝑗：潜在的利用者数（人）𝐷𝑖𝑗：営業距離（km）
𝐶𝑖𝑗 ：渋滞距離（km）𝑅𝐿𝑖 𝑗：右左折回数（回）では，復興事業により土地利用や人口移動が急速に変化した．これらの変化に対応可能なバスネッ
トワーク（以下 NW）の構築は被災地の復興を促する．さらに復興過程の各年においてバスルートの抽出を行い，バス網の再編を逐次支援可能なモデルの構築を試みる．

２モデルの概要について

本研究ではバス事業者側の評価関数と利用者側

２-２-１

使用データ
NTTモバイル空間統計
デジタル道路地図（DRM)
渋滞統計システム（JARTIC）
デジタル道路地図（DRM）

利用者効用関数の構築と目的

この効用関数は，被災後の宮古市に住む住民の行動が反映された交通機関選択モデルの効用関数である．宮古市の住民を対象としたアンケート調の評価関数により復興過程における運行経路のバ査から，効用関数を構築する．

スルート抽出を行う．

２-２-２ 宮古市でのアンケート調査

２-１-１ 事業者評価関数の構築と目的
バス事業者の意思決定を反映した評価関数を構築する．ZDD で抽出された起終点間の選択肢集合から実際のバスルートを再現する離散選択モデルである．このモデルはバス路線の路線選定に関して技術力を有する首都圏のバス会社の路線で推定し，これを宮古市のバス NW に適用する．
２-１-２ モデル構築方法と推定結果
対象エリア内（埼玉県大宮地区）の道路 NW を地図上に展開し，全 43 路線の起終点間の全経路数を ZDD を用いて列挙し，評価関数の選択肢集合を作成する．選択肢集合（全経路数）は数十万から数百万通りあり，パラメータを推定する上で負荷がかかるため，後述する潜在的利用者数の多い上位 50 通り，100 通りを抽出して推定を行った．
説明変数は，潜在的利用者数（仮想バスルートを設定した場合にバスに乗車すると推計した人数）(1)2019 年 10 月 27 日から 11 月 15 日にかけて宮古市の復興住宅の住民を対象にアンケート調査を実施した．訪問配布・訪問回収とし，回収世帯数は180 世帯で回収枚数は 231 枚であった．
アンケート調査の基礎集計から移動選択肢を徒歩，自転車，鉄道，バス，自動車の 5 手段とし，説明変数は所要時間，費用，待ち時間，バス停までのアクセス距離と，属性別の機関分担率の結果から数個のダミー変数（病院ダミーなど）を加えて作成した．このうち待ち時間は運行間隔の 1/2，バ
ス停アクセス距離は被験者の自宅から実際に選択したバス停までの距離を表す．バスの潜在的利用者数𝑄𝑏𝑢𝑠 ，バスの選択確率式，効用式を（2）（3）（4）に示し，求めた潜在的利用者数を事業者評価関数の式（1）に外生する．
𝑄𝑏𝑢𝑠 = 𝑄 × 𝑃𝑏𝑢𝑠

(2)

𝑃𝑏𝑢𝑠 =𝑒 𝑉𝑏𝑢𝑠
𝑉𝑒 𝑉𝑏𝑢𝑠 +𝑒 𝑉𝑤𝑎𝑙𝑘 +𝑒 𝑏𝑖𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 +𝑒 𝑉𝑟𝑎𝑖𝑙 +𝑒 𝑉𝑐𝑎𝑟

(3)

2015年 事業者評価関数

𝑉𝑏𝑢𝑠 ＝ − 0.285𝑇𝑏𝑢𝑠 − 0.018𝐶𝑏𝑢𝑠 − 0.013𝑤𝑏𝑢𝑠 +0.129ln∑4𝑛=1 𝑒 −0.086𝑎𝑐𝑐𝑛 +・・・+const

S1S2

(4)

S3

鍬ケ崎地区を経由

T：所要時間（分）C：費用（円）W：待ち時間（分）𝑎𝑐𝑐𝑛 :バス停 n へのアクセス距離（㎞）３

復興過程におけるバスルート抽出
G3

事業者評価関数を用いて ZDD で列挙した起終G1G2点間の候補経路の中から，宮古市内の 3 路線を対象に最適 NW 及び次善解 NW を抽出した．復興過程に応じたバス NW 抽出を行うため，2013 年から2019 年の 2 年おきにバス NW 抽出を行った．2015

2019年 事業者評価関数

S1

横森トンネル年と 2019 年の 3 路線の実ルートと事業者評価関数によって抽出された評価値 1 位ルートを図 1 に宮古駅近内トンネル

S3

宮古病院

G1
G2

宮古駅

S2

示す．
2015 年の S1 から G1（宮古駅）を結ぶ路線（赤実線）では両者が殆ど重複しているが，評価値 1 位
G3

ルートが復興事業の進展が著しい沿岸部の鍬ケ崎地区を経由するルートが推計された．2019 年になると，宮古市北部に黒森トンネルが 2017 年に開通
し，評価値 1 位ルートは黒森トンネルを経由，ま2019年 利用者評価関数

S1

た始点 S3（宮古病院）から G3 を結ぶバス路線（青実線）も 2019 年に開通した近内トンネルを経由する結果となった．一方で 2019 年の利用者評価関数

S2

S3

鍬ケ崎地区を経由で抽出した評価値 1 位ルートは S1 から G1 を結ぶ路線で鍬ケ崎地区を経由するルートが推計され残りの 2 路線は実ルートと重複する結果となった．
４

G3

事業者評価値と利用者評価値の関係

G1
G2

利用者的観点から候補経路の 1 人当たりの利用

宮古駅者評価値を算出し，事業者評価関数から算出され実ルート（S1→G1）

た評価値との相関を考察する．1 人当たりの利用者評価値を式（5）に示し，2019 年時点での両者の相関を図 2 に示す．事業者評価値が高くなるにつ

NW評価値１位（S2→G2）

実ルート（S3→G3）

NW評価値１位（S3→G3）

図 1 複数のバスルート抽出

れて利用者評価値も概ね高くなるが，事業者評価値の上位を占める一部のルートで利用者評価値がNW評価値1位（S1→G1）

実ルート（S2→G2）

事業者評価値-10-8-6-40

低いルートが散見される（図 3 の赤丸青丸）．理由
として近内トンネルを経由しており，利用者が集-0.005 利
用者-0.01 評
価値中する市の中心部を経由していない点が挙げられる．

𝑆𝑖𝑗 = ∑𝑖𝑗 𝑄𝑖𝑗 𝑉𝑖𝑗 ⁄∑𝑖𝑗 𝑄𝑖𝑗（5）-0.015

𝑆𝑖𝑗 ：1 人当たりの利用者評価値，𝑄𝑖𝑗 ：潜在的利用者数（人）
𝑉𝑖𝑗 ：利用者評価値

５-0.02

おわりにZDD とバス事業者・利用者の評価関数により被災地の土地利用の変化と復興過程に応じ逐次バスルートを抽出する方法を開発した．

-2 高評価 0

事業者評価値1位（S1→G1）

利用者評価値1位（S1→G1）

事業者評価値1位（S2→G2）

利用者評価値１位（S2→G2）

事業者評価値1位（S3→G3）

利用者評価値１位（S3→G3）

図2

候補ルートの事業者・利用者評価値分布