補⾜資料●費⽤便益分析

本研究では、福⼭市での SMART 技術導⼊の効果を「防災⾯」、「交通⾯」の両⾯から検討し、数理学的に⽰した。
地下バイパスは地上にある信号機(8 箇所)がなく、スムーズに⾛⾏が可能であり、地上と地下とで交通を⼆分化することで渋滞緩和効果が期待される。この区間の渋滞緩和における費⽤便益分析を⾏うにあたっての数値設定や条件を以下に⽰す。
1. 事業費はマレーシアの総⼯費を 1km 当たりの⼯費にトンネル延⻑ 5.1km を乗じたものを利⽤している。約 263 億円と推定される。これは、⽤地費がかからない事やシールド⼯法による費⽤削減を考慮した結果の数値である。
2. ⼯期は 5 年と設定し、事業費全体を⼯期で割ったものを 1 年あたりの事業費とした。
3. 維持管理費は、隣接する松永道路のデータをトンネル延⻑合わせて換算したものを維持管理費として利⽤している。これは、国⼟交通省 平成 30 年度版費⽤便益分析マニュアルより、「既存の路線での実績を参考に設定する」と明記されていることによる。
4. GDP デフレータは、将来的な変化がないとして考慮していない。
5. 基準年は供⽤開始年次と⼀致させて計算している。
6. 将来的な交通量は変化しないものとし、平成 27 年度の交通量調査の値を利⽤している。
7. 時間価値原単位などの計算に必要な諸量は、平成 30 年版費⽤便益分析マニュアルの値を利⽤している。
8. 便益はバイパス延⻑の 2.3km において計算している。
9. 乗⽤⾞とトラックが交通の⼤半を占めていることから、⼤型⾞の便益は普通貨物、⼩型⾞の便益は乗⽤⾞を基準に算出した。
10. 整備後の旅⾏速度は制限速度の 50km/h、台数は 50%になるものとして算出した。台数の変化に関しては、設定の難しさから、単純化するために交差点に差し掛かる交通量の按分において算出した。⾞線数が交通量を間接的に表現していると考え、左折 1 ⾞線、直線 2 ⾞線、右折 1 ⾞線の全 4 ⾞線のうち 2 ⾞線が直進であるので、2/4＝1/2＝50%として考えた。

以上の前提のもと、対象区間において費⽤便益分析を⾏った結果を以下に⽰す。
表-1 算出に利⽤する諸条件

トンネル延 パイパス
⻑(km)延⻑(km)

トンネル
内径(m)

⾞線数

建設費⽔準

事業費
(億円)

マレーシア

9.7

4.0

13.2

41500

福⼭市

5.1

2.3

13.2

45263

松永道路

7.1

維持管理費
(億円/年)

4

費⽤便益分析マニュアルの時間価値原単位と⾛⾏経費原単位を利⽤し、条件の下で算定式より便益を計算。

1.39
1.93

表-2 整備前後の交通状況

昼間 12 時間平均⾃動⾞
類交通量 Qj(台/⽇)
⼩型⾞ ⼤型⾞
Qs
QL

合計Qt

整備前o23356

377127127

整備後w11678

188613564

延⻑l(km)

昼間 12 時間平均旅⾏
速度 V(km/h)
上り⾛⾏台
昼間 12 時間
平均旅⾏時
間 T(分)

交差
点数
Z(個所)

キロX1(千台km/⽇)

下り

上下平均2.3

18.3 23.6

20.95

6.598

62.39

217.02

2.3

5050

2.768

31.20

108.5150

⾛⾏時間短縮便益 BT
BTo=(3771*6.59*67.95)*365+(23356*6.59*39.6)*365=28.41 億円/年
BTw＝(1886*2.76*67.95)*365+(11678**2.76*39.6)*365＝5.95 億円/年
BT＝BTo−BTw=28.41−5.95＝22.46 億円/年
⾛⾏経費減少便益 BR
BRo=

⾛⾏台
個所
X2(千台個所/⽇)(3771*2.3*42.06)*365+(23356*2.3*22.68)*365＝5.78 億円/年

BRw＝(1886*2.3*32.86)*365+(11678*2.3*20.12)*365＝2.49 億円/年
BR＝BRo−BRw＝5.78−2.49＝3.29 億円/年
年間総事故減少便益 BA
BAo＝1100*62.39+310*217.02＝１.36 億円/年
BAw＝1100*31.20+310*108.51＝0.68 億円/年
BA＝BAo−BAw＝1.36−0.68＝0.68 億円/年
防災効果の算定には、年平均被害軽減期待額の考えをもとに算出を⾏なった。
⻄⽇本豪⾬災害において⼿城川流域では、床上浸⽔ 36 棟、床下浸⽔ 35 棟、浸⽔⾯積 250ha、福⼭市全体では床上浸⽔ 1301 棟、床下浸⽔ 893 棟、浸⽔⾯積 2000ha、被害額 160 億円であった。浸⽔⾯積⽐ 0.125 より、⼿城川流域での被害額は 20 億円と推定。通常の家屋では、浸⽔深 50cm 以上で床上浸⽔、50cm 未満で床下浸⽔と定義されている。ここで、⼿城川流域では床上浸⽔と床下浸⽔の棟数がほぼ等しいので、平均して⻄⽇本豪⾬災害時の⼿城川流域での浸⽔深は 50cm と考えられる。浸⽔深 0.5m で浸⽔⾯積 250ha(=2500000m3)
なので、浸⽔体積は 125 万 m3 であった。これに対して S M A R T トンネルの貯⽔量は、70万 m３なので(70/125)×20 億円より、軽減額は 11.2 億円であり、流量規模 1/100(年最⼤⽇降⽔量 190mm)に対しては被害額を 0.56 倍まで軽減できている。これは半分以上軽減できていることになる。そこで、流量規模に対して、計算の単純化のために年最⼤⽇降⽔量と浸⽔⾯積・浸⽔深さは⽐例関係にあるとすると、発⽣する浸⽔体積は表-3 のようになった。
表-3 より、1/2〜1/10 の発⽣確率でもたらされる被害においては被害額を全額軽減でき、1/30 では事業実施前から 0.8750 倍、1/50 では 0.6240 倍軽減できる試算となった。
⽔害統計から得られた内⽔被害額は、福⼭市全体の被害額なので、各発⽣確率の被害額は1/100 確率と同様に浸⽔⾯積⽐ 0.125 を乗じて算出。
従って、年平均被害軽減期待額は表-4 のようになった。
年最⼤⽇降⽔量(mm) N:データ数
⾮超過確率
平成12年

47.0

平成19年

48.0

4.545%
9.091%

平成27年

51.0

13.636%

平成14年

54.5

18.182%

平成15年

55.5

22.727%

令和元年

56.0

27.273%

平成26年

60.0

31.818%

平成22年

65.5

36.364%

平成24年

69.0

40.909%

令和２年

71.5

45.455%

平成18年

78.0

50.000%

平成28年

78.0

54.545%

平成16年

84.0

59.091%

平成23年

84.0

63.636%

平成13年

84.5

68.182%

平成25年

89.5

72.727%平成29年

99.577.273%

平成21年

104.0

81.818%

平成20年

106.5

86.364%

平成17年

137.5

90.909%

平成30年

187.0

95.455%

表-3 年最⼤⽇降⽔量と⾮超過確率の関係

図-1 図的解法による確率⽔⽂量の推定

表-4 発⽣確率に対する諸量表-5 年平均被害軽減期待額
被害額
流量規模

超過確率

⾮超過確率

事業実施前① 事業実施後②

軽減額

換算軽減額

③=(①ー②)④=③

1/2

0.50000.500077894707789477789471/3

0.33330.666789473708947378947371/5

0.20000.80001115789

01115789

11157891/10

0.10000.9000136842101368421

13684211/30

0.03330.96671600000

1400000

2000002000001/500.0200

0.98001894737

11822227125157125151/100

0.01000.99002000000

1120000

880000880000

区間平均
被害額⑤

年平均
区間確率⑥

被害額④×
⑤

年平均被害額の累計=年平
均被害軽減期待額

836842.105

0.16671395021395021005263.16

0.13331340022735031242105.26

0.1000124211397714784210.526

0.066752307

450021456257.31

0.01336068

456089796257.31

0.01007963

464051

単位：千円

ここまでの過程で得られた費⽤と便益を整備期間 5 年、供⽤開始後 50 年として現在価値化した。その結果、費⽤便益分析は以下のような結果となった。
費⽤便益分析のまとめ

したがって、本事業における B/C は 2.12、B-C は 367 億円という結果になり、⼀定の導⼊効果があると考えることができる。
●世界での応⽤−開発途上国の課題点を以下に記す。
経済⾯

⽣活・防災⾯・国⺠の収⼊が少ない

・改善されたインフラ設備がない

・過酷な労働環境

・安全な⽔を得ることが困難

・⼦どもの労働・栄養不⾜の成⼈・⼦どもがいる
・飢餓の撲滅・質の⾼い教育を受けられない

途上国ではインフラ⾯での整備が遅れている状況である。また貧困や労働環境は深刻な状況となり、強制的な労働でつぶされる⼦供が多くいるのが現状である。国⺠の収⼊が少ない上、改善されたインフラ整備が無く安全な⽔を得ることすら困難になっている。そのような状況下での SMART tunnel の導⼊における改善策を以下に記す。
SMART tunnel 導⼊における改善・政府が SMART tunnel（インフラ整備）を公共投資により整備することで建設業を中⼼に経済活動の活性化をはかる。
・建設⼯事費⽤かけることで質の⾼いインフラ整備⾏い、建設業界の労働者を増加し、収⼊・国⺠所得、消費が増加し経済が循環し活性化する。
・SMART tunnel の内部空間に上下⽔道を敷設し、付近に浄⽔設備を設けるなどをして、汚染⽔の再利⽤や迅速に安全な⽔を各世帯に届けることができる。また、⾬⽔貯留槽の⽔を再利⽤できる。地下バイパスとして機能しインフラ設備を SMART に収めることができる。
途上国の経済発展に不可⽋なものは質の⾼いインフラ整備であると考えられる。SMARTtunnel 導⼊により経済⾯、⽣活・防災⾯での改善が⾒込める。
−先進国の課題点を以下に記す。
経済⾯

⽣活・防災⾯・経済的に途上国が⾃⽴するための⽀援(貧困国をなくす SDGs の取り組み)・交通渋滞・事故の多発
・交通の利便性・汚染物質排出による⼤気汚染・公共の緊急避難場所の数に限りがある

先進国は途上国よりも経済⾯では優れているので途上国に対して社会インフラ整備など経済的に途上国が⾃⽴するための⽀援を⾏い、貧困国をなくしていく取り組みを⾏う必要。
また、交通量の増加に伴う交通渋滞・事故の多発が⾒られ排気・汚染物質排出による⼤気汚染から地球温暖化への懸念が挙げられる。そのような状況下での SMART tunnel 導⼊における改善策を以下に記す。
SMART tunnel 導⼊における改善

・SMART tunnel 導⼊により地下バイパスと地上バイパスの分散による渋滞緩和。
・⽬的地までの迅速な交通経路として利⽤でき、緊急⾞両の早急な到着を図る。
・改善された空調設備とアンモニア接触還元法による温室効果ガス排出削減。
(途上国でも⾏い SDGs に取り組むことができる。)※SMART tunnel でのバリアフリー

Tunnel 内の緊急時、避難経路の細かな指⽰、壁両サイドの⼿すりの設置、緊急案内放送などバリアフリーの⾯の提案