並走する他社路線間を連絡するミクロ交通ネットワークの可能性

2022 年度建設コンサルタンツ協会懸賞論文【テーマ 1】あなたが市長なら、どのような“まちづくり”をしたいですか？
東京海洋大学伊藤維胤

緒言と概要インフラの中でも、公共交通機関の存在は都市を活性化するために重要である。国内には鉄道、地下鉄、路面電車、バス、船舶といった公共交通機関が存在し、旅客輸送を支えている。その中でも、鉄道は輸送人員で全国の 9 割近くを占めており、三大都市圏に限って言えば鉄道の占有率は 52%ほどで、極めて重要な役割を果たしている(国土交通省, 2022)。

本稿では、研究対象を神奈川県横浜駅周辺に設定し、現地の鉄道に関して、Google Mapを用いて現状を分析した。その結果、徒歩で乗り換えた方が、電車を使って乗り換えるより所要時間が短い「代理乗り換え駅」が各所に点在することが分かった。代理乗り換え駅は、網目状に敷設された鉄道ネットワークのポテンシャルを引き下げている。そこで、代理乗り換え駅を自転車でつなぐ、ミクロ交通ネットワークを提案し、詳細に分析した。

現状と課題

神奈川県は、首都圏の一角に位置し、東京湾と相模湾に面している(神奈川県, 2022)。人口は 900 万人ほどで、東京に次いで全国で 2 番目に人口が多い。北部では首都東京に接しており、首都圏のベッドタウンとしての機能を有している。首都圏において、毎朝通勤通学のために鉄道を利用する人は 900 万人程度であるという(田口, 2005)。したがって、神奈川県からもかなりの人口が通勤通学のために鉄道を利用していると考えられる。

神奈川県の鉄道網は比較的発達しており、複数の鉄道会社が網目状の交通ネットワークを形成している。神奈川県に路線を有している会社として、東日本旅客鉄道(JR 東日本)、東海旅客鉄道(JR 東海)、東急電鉄、横浜高速鉄道、京急電鉄、小田急電鉄などがある。JR

東日本は東海道線や横須賀線など 7 本の路線、東急電鉄は東横線や田園都市線など 5 本の路線を有している。京急電鉄や小田急電鉄は単一の路線のみを有している。川崎や横浜といった人口密集地ではこれらの路線が絡み、複雑なネットワークを形成している。

このような鉄道網を移動する場合、現在地の駅と目的地となる駅の鉄道会社が異なり、乗り換えが必要な場合がある。通常、乗り換えを行う場合は、現在地の駅(A 駅)から 2 つの路線で電車が停車する駅(C 駅)を経由し、目的地(B 駅)まで向かうことになる。しかし、
図 1 に示すような場合は、A 駅から C 駅を経由して B 駅まで向かうよりも、A 駅から直図 1 電車を用いた乗り換えに不都合な、代 接 B 駅まで歩いた(代理乗り換え)ほうが、所理乗り換え駅の模式的な位置関係要時間を短縮できる。また、類似した位置関係で、もっと離れた場所から遠くへ移動する場合も、C 駅で乗り換えるより A 駅-B 駅間で乗り換えた方が合理的な場合も考えられる。このような位置関係の 2 駅を代理乗り換え駅と呼ぶことにする。代理乗り換え駅では、十分に発達した交通網の潜在的な利便性を十分に活かせていない。A 駅と B 駅の距離が近い場合は問題ないが、A 駅-B 駅間の距離が電車移動の間に徒歩で移動するには長すぎることも多い。そこで、徒歩移動において地理的な隔離がある 2 駅を対象に、電車やバスよりも小規模な自転車などの交通ネットワークでつなぎ、利便性を高めることを考える。まず、対象とした神奈川県内の路線で、代理乗り換え駅を探索した。

代理乗り換え駅の探索及びスクリーニング

神奈川県内の横浜駅周辺の路線について Google Map を用いて位置関係を確認し、代理乗り換え駅を探索した。スクリーニングにあたり、定性的に議論するため、以下の条件を満たすものを選別した。①2 駅の経営母体が異なること。②歩いて移動するのに近すぎず、遠すぎない位置関係にあること。具体的には、500~1500 m の距離にあるものを中心に選別した。③Map の情報を一見して、ほかの駅を使って容易に乗り換えできないと判断できること。例えば、図 1 において A 駅、B 駅、C 駅があまりにも高度に密集している場合は、簡単に乗り換えることができるため選別の対象としない。具体的には、半径 400~600m 以内に 3 駅が存在している場合を対象外にした。その結果、表 1 に示す 20 組が選別された。

代理乗り換え駅を連絡するミクロ交通ネットワークの提案
表 1 選別した代理乗り換え駅と距離
A駅

距離[m]

B駅

高島町

600

戸部

桜木町
新高島
平沼橋
馬車道

日本大通り
弘明寺
南太田
反町

三ツ沢下町
東白楽

京急東神奈
川

大口

石川町(元町・中華街)

650
800
500
550700
550
650
650
900
650
900
900
850

日ノ出町
高島町
戸部

桜木町
関内

弘明寺
吉野町
神奈川
反町

東神奈川
東白楽
子安

元町・中華街

屏風浦

1100

磯子

黒川

900

若葉台

杉田若葉台
稲城

京急新子安

1100
850

1200
1100

新杉田
はるひ野
稲城長沼
大口

提案の概要

表 1 で示した 20 組の代理乗り換え駅は電車だけで乗り換えることが容易ではなく、駅間で500m から 1500m の距離があるため、歩いて乗り換えることも煩わしい。そこで、本稿では、このような代理乗り換え駅を連絡するミクロな交通ネットワークを提案する。具体的には、自転車や電動キックボード、セグウェイといった、電車と比較して小規模な交通手段で駅間をつなぐ。
駅構内や駅の出口からごく近傍に、自転車やキックボードのポートを設置し、乗客がより自由に乗り換えを行うことができるようにする。以下では、実際に収集したデータを用いて効果の検証を行い、具体的な設置の方策について論じる。

ミクロな交通ネットワークの効果の検証

代理乗り換え駅にミクロ交通ネットワークを設置する効果についての検証を行う。代理乗り換え駅では、近くに両線が共有する駅がないた
め、電車のみを用いて乗り換えをする場合は非常に時間がかかる。したがって、通常は徒歩で乗り換えを行うことになるが、提案が実現した場合、自転車やキックボードといったより高速な移動手段で駅間を移動できることになる。実際に効果が出ている場合は、電車のみを用いて乗り換えを行うよりも早く到着できるはずである。よって、効果の検証を所要時間によって行う。本稿では、駅間の移動手段を自転車に限定し、表 1 に示した 20 組の駅に関して、自転車を使って移動した場合の所要時間、歩いて移動した場合の所要時間、電車を使って乗り換えした場合の所要時間を ANOVA で比較する。自転車及び徒歩で移動する場合、距離はすでに明らかになっているので、所要時間の算出のために、自転車巡航速度と歩行速度を計算する。また、電車で乗り換える場合は所要時間を、乗り換え案内アプリケーションを用いて計測した。使用アプリケーションは Yahoo!

乗換案内で、平日の 12：00 に出発するという条件で最短の時間を所要時間とした。

さて、自転車は街路を走る場合、信号の影響を大きく受けることが知られている(山本ほか, 2012)。自転車が信号の影響を受けることなく移動する旅行速度を基準自転車旅行速度という。基準自転車旅行速度と信号サイクル長、信号交差点数などから実質的な自転車旅行速度を算出した山本ら(2012)によると、AB 間の旅行速度𝑉𝑉𝑎𝑎𝑎𝑎 は信号遅れ時間𝑑𝑑𝑎𝑎𝑎𝑎 、基準自転車旅行速度𝑉𝑉、距離𝑙𝑙𝑎𝑎𝑎𝑎 を用いて以下のように表されるという。
𝑉𝑉𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝑙𝑙𝑎𝑎𝑎𝑎 /(𝑙𝑙𝑎𝑎𝑎𝑎 /𝑉𝑉 + 𝑑𝑑𝑎𝑎𝑎𝑎 /3600)

山本らは東京都江東区で実験を行ったが、信号交差点の密度は神奈川県横浜駅周辺と同様であると仮定し、基準自転車旅行速度などのパラメーターは山本らの実験を参考にした。
自転車速度は距離に依存するので、山本らの式と駅間の距離を用いて算出した結果、どの区間でも 10.12 km/h であった。

一方、歩行速度に関しては、先行研究を精査したが信号によって歩行速度が有意に変化するという論文は確認できなかった。本稿で用いる歩行速度は、Ji ら(2005)の結果を参考に、5.040 km/h と推定する。

徒歩、自転車、電車の所要時間に差はない、という帰無仮説 H0 を仮定して行った ANOVAの検定結果を表 2 に示す。P-値が 0.05 以下であり、有意水準 5%で帰無仮説は棄却された。

また、差の信頼区間を用いて 3 つの群の平均値を調べると、3 群とも互いに有意差が生じていることも明らかになった。したがって、自転車を使って移動すると、徒歩または電車移動と比べて所要時間に有意な差が生じることから、自転車を用いたミクロ交通ネットワークは十分に機能するはずである。

表 2 スクリーニングした代理乗り換え駅間の移動に関して、徒歩、自転車、電車の所要時間を ANOVA で分析した。3 群の所要時間の平均値に差はない、という帰無仮説のもと、検定を行った。
変動要因

変動自由度

分散

グループ内

1265.25722.197

グループ間
合計

1304.72569.92652.35

分散比29.388P-値

1.6952E-09

F 境界値
3.1588

考えられる移動手段
自転車

統計的検定でも効果を確認した自転車による移動は、最も現実性がある移動手法である。

自転車は津波に係る避難時の移動手段として有力視されている例もあるように(村上ほか,

2016)、機動性が高く、短い区間での移動に最適である。また、自動車や鉄道といった動力を必要とする移動手段と比べて、コストが低く抑えられるというメリットもある。清水(2014)は、東京、高松、ウィーンの 3 都市を対象にして、走行時空間機会や駐車時空間機会、環境への負荷などを総合的に考慮した外部費用を自動車と自転車で算出し、比較した。
その結果、いずれの都市においても自転車のコストは自動車の 5 分の 1 ほどであることを明らかにした。したがって、自転車によるミクロな交通網の整備は、少ない初期投資で効果的な便益をもたらすことが予想される。
電動キックボード

電動キックボードは、車輪付きの板に電動モーターを取り付けて、立った状態で運転する移動手段である(独立行政法人国民生活センター, 2022)。電動キックボードは道路交通法に定める原動機付自転車に分類されており、ヘルメットの着用や車道左側の通行が義務付けられていたが、事業者から原動機付自転車として扱うことは合理的でない旨の申し入れがあり、経済産業省により規制緩和が行われた(経済産業省, 2022)。緩和後は自転車道の通行が認められ、ヘルメットの着用も任意になった。オーストリアのウィーンではすでに電動キックボードの実用化が進み、法整備も行われている。日本では移動手段として浸透していな

いこともあり、公道をヘルメットや免許なしで通行する電動キックボードに対して、否定的な意見もある。

既存の自転車シェアリングシステムとその限界

昨今、低炭素でスマートな都市交通手段として、自転車シェアリングシス

テムは世界各国で注目を浴びている(神之門ほか, 2018)。自転車シェアリン
グとは、一定の地域内に複数配置されたサイクルポートで、自転車を自由に貸し出し、返却できるサービスで、借りたサイクルポートとは別のサイクルポートに乗り捨てすることも可能である(東京都環境局, 2022)。現在、神奈川
図 2

元町中華街の鉄道駅(赤枠)と、サイクルポート(青い自転車マーク)の位置関係にはいくつかの業者がシェアサイクル事業を展開している。

ハローサイクリングは、東京を中心に全国で利用できるシェアサイクリングサービスで、ボーダレスな交通インフラを実現している。横浜市に 215 カ所、川崎市に 280 カ所、相模原市に 25 カ所と、複数の市町村に多数のサイクルポートを設置している。アプリや Web で会員登録を行ったのち、出発地の近くのサイクルポートを探し、貸し出された電動自転車を利用することができる。ハローサイ

クリングは、携帯電話事業で著名なソフトバンクの傘下である、OpenStreet 株式会社が運営する。自転車には、専用の操作パネルと GPS 通信機能が搭載され、管理サイト上で利用状況やサイクルポートの空きなどを確認でき、料金もリアルタイムで設定することができる。ソフトバンクが有する IoT のノウハウやリソースを十分に活用した事業形態である。

ベイバイクは、横浜を中心に事業展開するシェアサイクリング事業者で、ハローサイクリングと同様、電動自転車をレンタルすることができる。操作パネルにパスコードを入力するか、IC カードをかざすだけで貸し出しが完了する。サイクルポートは東京湾沿岸に偏在しており、横浜駅からみなとみらい、元町中華街にかけて多数のポートを設置している。こちらは NTT ドコモの子会社である、株式会社ドコモ・バイクシェアが運営している。

紹介した 2 事業者以外にも、ダイチャリやライドサイクルといった事業者が神奈川県に展開している。これらの自転車シェアリングシステムは、会社や学校が最寄駅から遠い場合や、バス・電車を乗り過ごした場合、取引先を効率よく回りたい場合など、小規模な移動に向いていることが分かる。本稿でスクリーニングした代理乗り換え駅の周辺にも、これらのサイクルポートは存在する。しかし、出発地となる駅とサイクルポート、目的地となる駅とサイクルポートが離れている場合がほとんどで、駅とポートの間を余計に往復しなければならないため、徒歩の場合と比べて大幅な所要時間の短縮を見込めないという問題がある。
図 2 は元町中華街周辺の地図とサイクルポートを示した図である。中華街周辺には横浜高速鉄道が運営するみなとみらい線の元町・中華街駅と、JR 東日本が運営する根岸線の石川町(元町・中華街)駅がある。この 2 駅は代理乗り換え駅であり、850 m ほど離れており、鉄道のみを使って乗り換えすると 27 分もかかってしまう。そこで、既存のベイバイクが提供するサイクルポートを使った移動を試みる。ところが、どちらの駅とサイクルポート間でも 100 m ほどの距離があり、実際は倍の距離を余計に往復しなければならない。往復を考慮した所要時間を算出すると、9.52 分ほどかかってしまい、徒歩で移動した所要時間の 13分と比較しても、短縮できるのは高々3 分程度である。ここでは一例として元町中華街の地理関係を図示したが、サイクルポートと駅の間に隔たりがあるのは元町中華街だけではない。ほとんどの駅は、サイクルポートと距離があり、代理乗り換え駅を移動する場合、これが既存のサイクルポートを利用する上での大きな障壁となっている。

駅に隣接したミクロ交通ネットワークの可能性

そこで、本稿では代理乗り換え駅の連絡を前提に、ミクロな交通ネットワークの可能性を模索する。鉄道事業者の中には駐輪場を設置している事業者もいる(国土交通省, 2004)。本稿で分析対象とした鉄道事業者では京王電鉄、小田急電鉄、京浜急行電鉄、JR 東日本、相模鉄道が該当する。ほとんどが地方公共団体への用地提供という形で設置が行われているが、小田急電鉄は自己経営の駐輪場を 72 カ所有している。駐輪場を擁する鉄道駅では、駅から直接サイクルポートへ向かい、自転車に乗ることが可能である。事業者の有する駐輪場と既存のシステムを融合させることで、効率的な代理乗り換えが可能になる。

大都市圏では、鉄道の利用率が比較的高く、人々の消費活動を見込んで、駅構内に商業施設を建設する場合がある。一般に、主要駅改札内に新たなスペースを捻出し、人気ブランドや飲食店を揃えた空間を駅ナカ、改札外にファッションを中心に多数のテナントを揃えた商業施設を駅ビルと呼称する(長岡, 2013)。JR 東日本は駅構内に多店舗が集積した「エキュート」、東京メトロは同様に「エチカ」を展開し、注目を集めている。したがって、公共交通機関の改札内・改札外の空間には、ある程度の空間的なゆとりがあり、未利用のスペースをサイクルポートへと改装することも十分考えられる。

結論と展望

本稿では、神奈川県横浜駅周辺の鉄道に着目し、代理乗り換え駅という便益を損なう地理的な課題を見出した。この課題に対し、駅に隣接したミクロな交通ネットワークの可能性を指摘し、統計的な解析も踏まえて定性的な解決案を提示した。検定の結果、自転車を用いた代理乗り換え駅の連絡は、徒歩または電車での乗り換えよりも所要時間を有意に短縮することが示された。次に、自転車やキックボードといったミクロな交通手段を検討した。最後に既存のシェアサイクリングサービスと鉄道駅の融合を提案し、実現可能性を視野に入れた議論を行った。利用可能なスペースがあるか、実際に運用する際に採算がとれるかという点は、今後検討する必要がある。

参考文献

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国 土 交 通 省 .

https://www.mlit.go.jp/tetudo/tetudo_tk4_000002.html, (2022 年 9 月 29 日参照)
・ 神 奈 川 県 .

“ 神 奈 川 県 の 概 要 ”.

神 奈 川 県 .

https://www.pref.kanagawa.jp/docs/ie2/cnt/f530001/, (2022 年 9 月 29 日参照)
・ 東 京 都 環 境 局 .

“ 自 転 車 シ ェ ア リ ン グ ” .

(2022).

東 京 環 境 局 .

https://www.kankyo.metro.tokyo.lg.jp/vehicle/management/bycicle_sharing/index.html,(2022 年 9 月 30 日参照)

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経 済 産 業 省 .

(2022).

https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/mono/seikatsuseihin/mobility/index.ht
ml, (2022 年 9 月 30 日参照)

・ 国 土 交 通 省 . “ 鉄 道 事 業 者 に よ る 駐 輪 場 設 置 状 況 ” . 国 土 交 通 省 . (2022).

https://www.mlit.go.jp/tetudo/toshitetu/03_08.html, (2022 年 9 月 30 日参照)

付録

付表 1 ANOVA に用いた各代理乗り換え駅間の所要時間推定値
A駅

距離[m]

B駅

桜木町

650

日ノ出町

新高島

800

高島町

高島町
平沼橋
馬車道

日大通り
弘明寺
南太田
反町

三ツ沢下町
東白楽

京急東神奈川大口

石川町(元町・600
500
550700550650
650
900
650
900
900

戸部
戸部

桜木町
関内

弘明寺
吉野町
神奈川
反町

東神奈川
東白楽
子安

850

元町・中華街

屏風浦

1100

磯子

黒川

900

若葉台

中華街)
杉田

若葉台
稲城

京急新子安

1100
850

1200
1100

新杉田
はるひ野
稲城長沼
大口

自転車
3.85
3.56
4.74
2.96
3.26
4.15
3.26
3.85
3.85
5.34
3.85
5.34
5.34
5.04
6.52
6.52
5.34
5.04
7.11
6.52

所要時間[分]
徒歩

電車

10.12
13.10
13.10
10.71
10.12
14.29
13.10

27.00
13.00
43.00
14.00
12.00
20.00
20.00

7.74
7.14
9.52
5.95
6.55
8.33
6.55
7.74
7.74
10.71
7.74
10.71
10.71

10.00
13.0014.00
13.00
15.00
18.00
8.00
16.00
10.00
18.00
14.00
10.00
15.00

差の信頼区間𝑄𝑄に関しては、以下の式を用いて検定を行った。
���������� ����𝑋𝑋𝐴𝐴 − 𝑋𝑋𝐵𝐵 − 𝑡𝑡(α/2; 𝑣𝑣𝐸𝐸 )�(1/𝑣𝑣𝐴𝐴 + 1/𝑣𝑣𝐵𝐵 )𝑆𝑆𝑆𝑆 < 𝑄𝑄 < 𝑋𝑋𝐴𝐴 − 𝑋𝑋𝐵𝐵 + 𝑡𝑡(𝛼𝛼/2; 𝑣𝑣𝐸𝐸 )�(1/𝑣𝑣𝐴𝐴 + 1/𝑣𝑣𝐵𝐵 )𝑆𝑆𝑆𝑆

ただし、𝑋𝑋�は平均、𝑡𝑡(α; 𝑣𝑣𝐸𝐸 )は自由度𝑣𝑣𝐸𝐸 の t 分布における上側 100α%点、𝑣𝑣𝐴𝐴 = 𝑛𝑛𝐴𝐴 − 1はＡの自由度、𝑣𝑣𝐵𝐵 = 𝑛𝑛𝐵𝐵 − 1はＢの自由度、𝑣𝑣𝐸𝐸 = 𝑛𝑛𝐴𝐴 + 𝑛𝑛𝐵𝐵 − 2とする。また、𝑆𝑆𝑆𝑆 = (𝑣𝑣𝐴𝐴 𝑠𝑠𝐴𝐴2 + 𝑣𝑣𝐵𝐵 𝑠𝑠𝐵𝐵2 )/𝑣𝑣𝐸𝐸とする。信頼区間が 0 をまたがない場合は、Ａ群Ｂ群間に有意差があるとした。

付表 2 差の信頼区間に関する検定結果比較した 2 群
自転車-徒歩
徒歩-電車
電車-徒歩

上端-3.52
-2.83

14.98

差の信頼区間下端-6.10-10.31
7.77