外国論文紹介

現実的な交通容量からみた AHS の適用性に関する検討

中村英樹

外国論文研究会

名古屋大学大学院工学研究科助教授

NAKAMURA, Hideki

1 ―― はじめに② 次に，①の本線交通容量の交通量が端末に到着した際自動車の自動運転・運転支援システムは，道路交通の安全に，端末でこれを捌くことができるか？ 端末（ターミナル）性，円滑性，快適性の飛躍的な向上のための切り札としてにおいて処理不能であれば，たとえ本線上において容量期待され，ITS の基幹的技術として位置付けられてきた．円の向上があったとしても，実質的なシステムの容量増大に滑性について言えば，当初は例えば，「車頭時間 0.4 秒の隊はつながらない．

列走行の自動運転を行うことにより，3,600/0.4=9,000［台/時］の交通量をさばくことができ，これまでの高速道路 1 車線

③ 端末容量の不足などの何らかの理由によりAHS が滞った
場合に，どのような現象が生じるのか？の交通容量を 2,000［台/時］とすると 4.5 倍の輸送力がある」④ 都市内に端末終点を有する路線に AHS を適用した場合にといった単純計算にばかり目を奪われがちであったが，シスは，大量の交通需要が到着することから端末容量の不足

テム の 具 体 的 検 討 が 進 む に つ れ て ， 高 速 道 路 A H Sは避けられない．このため，都市内に端末を持たない郊（Automated Highway Systems）車線へのオンランプ合流，外部の環状道路への適用が考えられるが，このときオフラオフランプ分流，そして車線変更などの必要な車両挙動の影

ンプや一般道路における容量制約を満足できるのは，ど響，システムのフィージビリティなどに関する現実的な指摘がのようなシナリオの場合か？

なされるようになった．今回紹介する文献は，特に交通容量⑤ ④の条件を満足する AHS の建設費は，これと等価な交通の観点から AHS の現実的適用性に関する検討を行った数少容量を持つ従来の高速道路の建設費に比較して，果たしない文献の 1 つで，J.M.del Castilloら（1997）によるものでて経済的か？

ある．この論文は，分合流の車両挙動を含んだ実質的な交通容量や，混雑による影響，一般道との接続部分などに関3 ―― AHS 性能の技術的検討する AHS の特性について分析し，その現実的な性能を発揮① ランプにおける分合流挙動による容量低下するに相応しい適用地域の示唆を導いている．

a）分流部

なお，最近わが国では，近い将来に実現可能，あるいはすべての AHS 車両が最小車頭時間間隔 h で走行している

すでに実現している各種運転支援システムなど，各実現段階とすると，その区間の交通容量 Q は 1/h で与えられる．しかに応じたより広い範囲のシステムを総称する Advancedしながら，オフランプ部において分流する車両は，安全に流Cruise-Assist Highway Systems の略語としてAHSを用いる

出するために先行車両との車間距離を空ける，すなわち車ようになったが，以下で用いる AHS は従前のいわゆる自動頭時間を長く取って車群を分割する必要があると考えられ運転システムを指すものである．

る．分流部におけるシステムの設計によりこの車頭時間の増分 e の大きさは異なってくるものの，流出比μが増加すれば2 ―― 課題設定
本論文で検討されている課題は以下の通りであり，これらそれに応じて交通容量 Q=1/（h+ μ e）が低下することとなる．
本論文では，この考え方に基づき，1 つの車群が N 台の車に対する本論文の結論を 3.以降に示す．

両から構成される場合の隊列走行のケースについて，流出① 従来の高速道路の交通容量は，ランプでの分合流や車線比μに応じた AHS 車線 1 車線の交通容量算定式を導出して変更などの現象による影響を含んだ結果として示されるいる．これより，流出比が 0.1 〜 0.4 程度において交通容量値であり，AHS の性能を論ずる場合にはこれと同じ土俵の低下が著しいことを示している．現実的と考えられるシナで比較評価を行うことが必要である．このとき期待できるリオとして，車群間距離を 50m，車群内の各車両の車間距AHS 本線交通容量はどの程度となるのか？

離を 1m，車長を 5mとし，30m/s（108km/h）の速度で走行外国論文紹介

Vol.2 No.4 2000 Winter 運輸政策研究047

する場合を想定すると，分流のない場合，すなわち流出比速道路を比較すると，AHS では単位距離あたりの貯留容量

μ =0 の場合には N=5 台で Q ≒ 7,000 台/時，N=15 台で Q ≒は 1/3となり，渋滞時における待ち行列長は非常に膨大なも12,000 台/時となるが，これらはμ =0.3 でそれぞれ 4,500 台/のとなる．

時，9,000 台/時に低下する．

第二に，AHS 車線による交通容量の増大は，衝撃波速度b）合流部の増大を意味する．すなわち，交通容量が 3 倍になれば，停合流部においては，合流挙動時の安全上の余裕を見る必

止衝撃波は 3 倍の速度で上流に延伸する．これは短時間に要があること，合流前に合流車の速度を本線車と同じレベ上流のオンランプを次々と塞ぐこととなり，そのしわ寄せがルまでにするほど十分な加速車線長が取りにくいと考えられ広い範囲の一般街路に及ぶこととなる．

ることなどから，合流する本線車両間の車間を最小車頭間隔よりも大きくする必要があると指摘している．この合流するギャップに必要な車間距離を 20m とし，流入比が上流のオフ

4 ―― AHS の適用可能なシナリオとその経済性④ 適用可能なシナリオ

ランプにおける流出比μに等しいと仮定すると，交通容量はここでは，AHS の適用を想定する地域内で，交通特性がa）の結果からさらに2〜3割の低下をもたらすと試算している．

均質であるという仮定に基づくマクロな計算により，適用可

このようにランプ部の下流ではかなりの容量低下が見込まれ能なシナリオを絞り込むことを試みている．すなわち，地域るものの，N=10 台，μ =0.2 の場合で，AHS 車線の交通容量の平均トリップ長と，既往の研究により導かれている最小ラは依然として 1 車線あたり6,000 台/時という従来の高速道路ンプ間隔（5km）から，1 つの AHS ランプにおける流出交通2 車線分の交通容量よりも大きな値となることを示している．

量を求め，これがその地域の道路密度から想定される街路② AHSと一般道路とのインターフェース容量を上回らないようなケースを検討している．結果として，本線上において①の条件を満足するような車頭間隔でのAHS の適用可能なシナリオは，平均トリップ長が 10km 程度走行を実現し，本線上で車両が滞りなく走行することができで，かつ道路密度がある程度確保される都市郊外部の環状たとしても，オフランプで流出する車両を捌くことができるか高速道路に限定され，都市内における混雑緩和策としてはどうかが問題となる．たとえば，本線交通量 6,000 台/時で流AHS は機能しないとの結論を導いている．

出比を 0.3とすると，ランプ交通量は 1,800 台/時となる．ラン⑤ 建設費から見た AHS のフィージビリティ

プ部では自動運転からドライバーによるマニュアル運転に切

最後に，④の条件を満足する片側 1 車線の AHS 専用道路り替えられるので，従来のランプ容量を超える交通量を処と，これに等価な交通容量を持つ片側 3 車線の高速道路と理することはできないはずである．1,800 台/時という値は一の間で，建設費の比較を行っている．AHS 専用ランプの建般的な従来ランプ容量の 2 〜 3 倍であるため，流出ランプ交設費を固定費用の項と流出交通量に比例する項から成ると通量をさらにいくつかのサブランプに分散してそれぞれ別の仮定し，平均トリップ長とそれに応じて決まるランプ間隔を一般道路に取り付けることが必要となる．このとき，一般道変化させて比較したところ，平均トリップ長が 8km 以上で両路の交通容量が制約条件となる．

者の建設費は互角，24km 以上で AHS が従来の高速道路 1③ 混雑時の車両貯留能力と衝撃波車線分のコストを節約できるとの試算が示されている．

本論文では，これまでほとんど触れられることのなかった，AHS 車線の渋滞時の影響について指摘している．何らかの

5 ―― おわりに理由により下流にボトルネックが生じ，停止に至った場合の本論文は，いくつかの大胆な仮定に基づくラフな試算に過AHS の渋滞密度は，一般の高速道路の渋滞密度とほぼ同じぎない部分があることも否めないが，少なくとも容量の観点140 台/km 程度になると考えられる．これより，AHS におけからだけでも多くのチェックポイントがあることを具体的に示る渋滞待ち行列の貯留容量は従来の高速道路とほぼ等しく，し，システムの適用性評価を行っている点が評価できる．そ一見その影響も変わりないように見えるが，これは誤りであの方法論は，各種の運転支援システムの導入を検討する際る．理由は以下の通りである．に参考とすべき点も多い．要素技術としては可能であって第一に，従来の高速道路のうち 1 車線を AHS 車線に改築する場合には，専用合流車線や長い距離の遷移車線などのも，システムとしての成立性の判断には包括的な検討が必要であることを如実に物語っていると言えよう．

ためにさらに1車線分のスペースを必要とすると考えられ，結局従来の 2 車線分を転換することになる．このため実質的に参考文献

貯留容量は改築前よりも減少する．また，新築の 1 車線のViability

AHS 専用道路と，同様の交通容量を持つ 3 車線の従来の高Transportation Research Record 1588, Transportation Research Board.

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048 運輸政策研究 Vol.2 No.4 2000 WinterJ.M. del Castillo, D.J. Lovell, C.F. Daganzo (1997): Technical and EconomicofAutomatedHighway

Systems-Preliminary

Analysis,

http://www.jterc.or.jp/kenkyusyo/product/tpsr/bn/no07.html
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