名古屋高速道路における流入車両台数予測
2001MT004 新井 将史
2001MT019 長谷川 善太
指導教員：長谷川 利治

1. はじめに高速道路は通行料を支払うかわりに目的地までの時間を一般道と比べて大幅に短縮できる．私たちの最も身近にある高速道路は名古屋高速である．名古屋高速は，首都高速や阪神高速と比べると通行料金が高く，最も高額な都市高速である．通行料金が最も高額では利用人数が減るのではないかという疑問を持ったため，本研究では流入車両台数予測を取り上げることにした．
2. 研究動機
都市高速道路の建設には多額の資金が必要である．名古屋高速道路は道路整備特別措置法に基づき設立団体（愛知県・名古屋市）からの出資金，国，金融機関からの借入金等で建設されている．出資金・借入金は高速道路利用者が支払う通行料金収入などで一定期間内に返済することになっている．また，通行料金は道路の建設費用だけでなく，安全で快適な道路を維持・管理するために必要な費用にもあてられる．現在名古屋高速道路はわが国の都市高速道路において最も高額料金であり，その理由は国が名古屋高速道路公社に高速道路の建設費用に対して利息をつけているためである．このため，流入車両台数が低迷すれば料金収入も減り，借入金の返済は不可能になる．そこで本
研究では，料金収入の前提となる車両台数予測を取り上げることにした．[1]3. 名古屋高速道路
現在名古屋高速道路は１日約23万台の車両が通行し，１年間の交通事故は約 900 件発生している．渋滞発生件数は毎年右肩上がりで，2002 年には 1300 回を記録している．
小牧線を除いては一律 750 円で通行できる．小牧線だけは別料金で 350 円かかる．この理由は，小牧線が名古屋高速と東名や名神高速道路とを連結している重要な役目をしているためである．また，例えば，名古屋西ＪＣＴから小牧ＩＣまで行くときに，東名阪自動]車道経由で行くと 850 円かかり，名古屋高速を使うと 1100 円かかる．そのため都心に用のない人が名古屋高速を利用することを抑えることが出来，名古屋高速の交通渋滞や交通混雑を少なくしているためでもある．また 2005 年2 月に開通する一宮線も小牧線と同じように 350 円で通行できる．

4. シミュレーション
4．1 概説名古屋高速道路公社から 1993～2003 年までのデータを提供していただいたため，過去 10 年間のデータを基にシミュレーションを行う．なお，現在一宮線，清洲線，4 号東海線が建設中であるがこれらの路線が完成したときの車両通行台数も予測する．
4．2 フローダイアグラム
本研究において構築した，フローダイアグラムを掲載する．
利用車両台数~
車両保有台数指数

利用選好台数

利用拒否台数

利用意欲増大乗数

利用意欲減退乗数~
平面街路混雑指数~
車両保有台数~
他路線経併用延長指数

高速道路混雑指数~
高速道路併用延長指数~
料金抵抗指数~GDP前年比~回数券使用率~
高速道路渋滞回数指数~
平面街路渋滞回数~
高速道路渋滞回数~
高速道路併用延長~
料金~
他路線併用延長

図 4．2 フローダイアグラム
4.3 レベル-レイト方程式(1) 利用車両台数（ｔ）＝利用車両台数（ｔ－ｄｔ）＋（利用選考台数－利用拒否台数）＊ｄｔ
レベル方程式．現時点における利用車両台数は，１間隔過去の利用車両台数に１間隔過去から現時点までの期間にシステムに流入するフローとしての利用選好台数と流出するフローとしての利用拒否台数のレイト差を加算することにより決まる．
（2） 初期値 利用車両台数 ＝ 4．4081e ＋ 007
初期値は 1993 年度のデータとした．
（3） 利用選好台数 ＝ （利用車両台数 ＊ 利用意欲増大乗数） ＊ 1．525
レイト方程式．現時点から１間隔未来までに名古屋高速を利用しようとする利用選好台数は，現時点における利用車両台数に，現時点における利用意欲増大乗数を乗じたものである．係数も乗じてある．
（4） 利用拒否台数 ＝ （利用車両台数 ＊ 利用意欲減退乗数） ＊ 1．00
レイト方程式．現時点から 1 間隔未来までに名古屋高速を利用しないでおこうとする利用拒否台数は，現時点における利用車両台数に，現時点における利用意欲減退乗数を乗じたものである．
（5） 利用意欲増大乗数 ＝ 車両保有台数指数 ＊0．80 ＋ 平面街路混雑指数 ＊ 0．50 ＋ （2．00 －高速道路混雑指数） ＊ 0．50 ＋ 高速道路供用延長指数 ＊ 0．65 ＋ 他路線供用延長影響指数 ＊ 0．11＋ 回数券使用率 ＊ 0．68
車両保有台数指数は，保有車両の増加により名古屋高速の利用意欲が増大することを想定して設定した．保有車両台数の増加は安定しているため，係数を低く設定した．
平面街路混雑指数は，平面街路の混雑により名古屋高速の利用意欲が増大することを想定して設定した．利用意
欲減退乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．
高速道路混雑指数は，名古屋高速の混雑が激しくなると値が増加するように設定した．つまり，名古屋高速が混雑しなければ利用意欲が増加するため，2．00 より差をとった．
利用意欲減退乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．
高速道路供用延長指数は，名古屋高速の供用延長により利用意欲が増大することを想定して設定した．利用意欲増大乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．

接続されているため，係数を低く設定した．
回数券使用率は，回数券使用率の増加により名古屋高速の利用意欲が増大することを想定して設定した．利用意
欲減退乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．
（6） 利用意欲減退乗数 ＝ （2．00 － 平面街路混雑指数） ＊ 0．52 ＋ 高速道路混雑指数 ＊ 0．50 ＋ （2．
00 － 回数券使用率） ＊ 0．30 ＋ 料金抵抗指数 ＊1．４984 ＋ （2．00 － ＧＤＰ前年比） ＊ 1．714
平面街路混雑指数は，平面街路の混雑により名古屋高速の利用意欲が増大することを想定して設定した．つまり，平面街路の混雑が少ないことにより名古屋高速の路用意欲が減退するため，2．00 より差をとった．利用意欲増大乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．
高速道路混雑指数は，名古屋高速の混雑が激しくなると利用意欲が減退することを想定して設定した．利用意欲増
大乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．
回数券使用率は，使用率の増加により名古屋高速の利用意欲が増大することを想定して設定した．つまり，使用率の増加により名古屋高速の利用意欲が減退するため，2．
00 より差をとった．利用意欲増大乗数にも接続されているため，係数を低く設定した．
料金抵抗指数は，料金設定により名古屋高速の利用意欲が減退することを想定して設定した．利用意欲減退乗数に与える影響が大きいと考えたため，係数を高く設定した．
GDP 前年比は，前年よりプラス成長することにより名古屋速の利用意欲が増大することを想定して設定した．つまり，前年よりマイナス成長であれば名古屋高速の利用意欲が減退するため，2．00 より差をとった．利用意欲減退乗数に与える影響が大きいと考えたため，係数を高く設定した．
(7) 車両保有台数指数＝グラフ（車両保有台数）
車両保有台数を TABLE 関数で示した．この指数は，保有台数の増加率から算出した．指数は，1．00 を基準とした．
（8） 車両保有台数 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）（9） 平面街路混雑指数 ＝ グラフ（平面街路渋滞回数）

他路線供用延長指数は，小牧線開通により名古屋線にも大きな影響を与えたため設定した．利用意欲減退乗数にも（10） 平面街路渋滞回数 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）

（11） 高速道路混雑指数 ＝ 高速道路渋滞回数指数 ＊0．90 ＋ （2．00 － 高速道路供用延長指数） ＊ 0．30
（12） 高速道路渋滞回数指数 ＝ グラフ（高速道路渋滞回数）（13） 高速道路渋滞回数 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）（14） 高速道路供用延長指数 ＝ グラフ（高速道路供用延長）（15） 高速道路供用延長 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）（16） 他路線供用延長指数 ＝ グラフ（他路線供用延長）（17） 他路線供用延長 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）（18） 回数券使用率 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）

4．4．2 考察
まず，1994 年から 1997 年にかけて流入車両台数が増加している．これは，1994 年に楠 JCT，1995 年に丸の内～東片端 JCT，萩野～東新町の供用延長が大きな原因である．
これにより都心環状線が全線開通したのである．その他に，回数券使用率，GDP前年比の増加も影響している．1995年に普通車通行料金が 650 円に改定されたが，それらが原因で流入車両台数は増加している．その後 2 年ほどで都心環状線のインパクトも落ち着き流入車両台数は安定した推移を示している．次に，2001 年頃から流入車両台数が急増している．これは，小牧線の開通が大きな原因である．小牧線は，郊外と都市内を結ぶ初めての路線であり，この開通により名古屋市内から名古屋空港へのアクセスが便利になり流入車両台数の増加に大きな影響を与えたと考えられる．
また，2003 年に大高～名古屋南 JCT，四谷～高針 JCT の供用延長があった．これにより，3 号大高線と伊勢湾岸自動車道がつながり名古屋市内から中部国際空港へのアクセスが便利になり，利用車両台数が今後も増加していくと考えられる．しかし，これも数年後には安定した推移になっていくだろう．

（19） 料金抵抗指数 ＝ グラフ（料金）5. 予測（20） 料金 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）

本章では，料金改定と供用延長を考慮して 2003 年から2013 年まで予測する．

（21） ＧＤＰ前年比 ＝ グラフ（ＴＩＭＥ）
4．4 適合性4．4．1 結果シミュレーション結果を以下に示す．

年度

予測値

2003

83,673,000

2004

68,774,175

2005

68,542,807

2006

68,312,218

2007

68,082,404

2008

72,621,188

年度

実測値

モデル

差

誤差（％）

1993

44,081,007

44,081,000

－7.00

0.00％

1994

42,397,490

42,480,207

82,717

0.195％

1995

46,800,891

47,789,611

988,720

2.113％

1996

52,340,988

52,616,675

275,687

0.527％

2009

77,462554
82,626,675

1997

54,758,359

56,971,660

2,213,301

4.042％

2010

1998

54,788,712

55,344,326

555,6141.014％

2011

94,117,880

1999

55,119,179

55,417,876

298,697

0.542％

2012

107,207,210

2000

56,515,408

55,970,429-544,979-0.964％

2013

122,116,923

表 5-1 実行結果

2001

69,643,445

69,137,785-505,660-0.726％

2002

76,928,921

76,708,288-220,633-0.287％

2003 83,673,057 84,394,318
表 4-4-1 流入車両台数再現

721,261

0.862％

実測値とモデルの誤差は、-0．964～4．042%であった．
[5]，[6]

補助変数は，2003 年度と同値として設定し，2013 年度までを予測した．2004年に普通車通行料金が750円に改定され，2005 年2 月に一宮線が開通する．また，2007 年に清洲線，2010 年に東海線が開通すると想定して予測をした．その結果，流入車両台数は順調に増加し，2004 年から通行料金が値上がりしたのが原因で流入車両台数はわずかに減少するが，一宮線が開通することによって結果的に増加していくと考えられる．その後，清洲線，東海線が開通することによってさらに増加していく．しかし，この結果は新規供用延長の増加を再現した影響を受けたため増加率が大きい．新規供用延長による影響は 2 年ほどで安定すると考えると増加は低くなると思われる．また，中部国際空港，万博の影響も出てくるだろう．
さらに， 2010 年に普通車通行料金が 850 円まで値上がりした場合についても予測してみた．

参考文献
[1]

[2]
[3]
[4]

年度

予測値

2003

83,673,000

2004

68,774,175

2005

68,542,807

2006

68,312,218

2007

68,082,404

2008

72,621,188

2009

77,462,554

2010

82,626,675

2011

91,493,694

2012

101,312,271

2013

112,184,521

表 5-2 実行結果
2010 年に料金改定があったと仮定したため先の予測と2010 年までは同じ値を示しているが，その先の流入台数の伸びが悪くなると考えられる．

6. 総括
モデルは，シミュレーションを何回も繰り返すことにより，実測値に近いものをつくることができた．流入車両台数に影響を与える要因として考えられるものは，様々なものがあったので，各要因の重みを大まかに決めた後で細かい設定をしていった．
本研究では，名古屋高速の過去10 年間の流入車両台数のデータを基にシミュレーションを行ってきた．そして，その結果を基に 10 年先の流入車両台数予測をした．しかし，愛知県では中部国際空港や万博の影響が名古屋高速にどのように影響を与えるのかが，初めてのことなので分からない．また，2004 年 10 月から行われた料金割引社会実験（ETC 無線通行者限定）についても同様である．これらの要因が与えた影響によって得られたデータをモデルに組み込むことによって、新たなプロジェクトが与える影響を予測していくことができるだろう．機会があればこれらのシミュレーションを行っていきたい．

[5]
[6]
[7]

名古屋高速道路公社：“名古屋高速道路公社ホームページ”，
http://www．nagoya-expressway．or．jp/index2．html
ＳＴＥＬＬＡ：“STELLA 使用説明書”，(株)バーシティ
ウェーブ(1997)．
ＳＴＥＬＬＡ：“STELLA 活用のための手引”，(株)バーシティウェーブ (1997)．
ＳＴＥＬＬＡ：“STELLA システム思考入門”，（株）バーシティウェーブ (1997)．
総務省統計局，“日本統計年鑑”，1993-2003．
愛知県企画振興部統計課 「愛知県統計年鑑」，1993-2003．
谷口 周児：“卒業論文「大規模都市内高速道路における流入車両台数予測」”，(2000)．