自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討
─情報通信網との類似性に着目して─
On the mechanism for unmanned freight transport between shipper-sortershipper analogous to the mechanism of information communication
増田悦夫：流通経済大学 流通情報学部 教授

略歴1977年3月電通大修士修了。同年4月日本電信電話公社（現在NTT）入社。
2002年3月NTT退職。同年4月より現職。日本物流学会・電子情報通信学会などの会員。

［要約］ 少子・高齢化の進行に伴う人手不足が深刻化する事態を背景に、人手介在を減らす自動化の動きが積極的に進められている。貨物輸送の分野においても、自動運転･無人運転を社会実装するための取り組みや拠点作業を自動化する取組みが積極的に進められている。
本稿では、完全自動運転の社会実装が可能な時代における貨物輸送網の実現に関する検討を行った。完全自動運転が社会実装される時代には、全自動の貨物輸送の可能性も否定できないことより、元々人手介在を必要としない情報通信網との類似性を考慮しつつ貨物輸送網の実現について検討を行ない、一案として、自動走行・自動仕分けを基本とする、ＡＴＭ（AsynchronousTransfer Mode、非同期転送モード）ベースの貨物輸送網を提案した。

キーワード

貨物輸送、自動走行、自動仕

分け、自動運転、情報通信、ＡＴＭ

１．はじめに

車間距離の維持や短縮による燃費の向上、事
故や渋滞による経済的損失の削減などの効果も期待できる。運転の自動化については、自動運転バス・タクシーや同トラックの社会実装に向けた各種実験、3次元高精細地図の整

少子・高齢化の進行に伴う人手不足が深刻

備、特にレベル3以上の高度自動運転に対応化する事態を背景に、ロボット、IoT、AIな可能な法律の整備などが進められている。まどを活用し、人手介在を減らす自動化の動き

た、拠点作業の自動化においても、搬送や荷が積極的に進められている。輸送分野におい役を支援する各種ロボットが開発され、実導ても、車両の運転を自動化･無人化する注1）取入が進められつつある。さらに、自動運転車

り組みや拠点作業を自動化する取組みが積極を利用する未来の移動（モビリティ）サービ

的に進められている。輸送の自動化により、スのコンセプトも登場してきている［1］［2］。

人手不足への対応が可能となるだけでなく、

本稿では、完全自動運転の社会実装が可能
59

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─な時代における貨物輸送網について、情報通

輸配送の改善、③ネット通販の増加に伴う宅信網との類似生の観点から基礎的な検討を行

配需要の増加への対応としてのラストマイル

ない、
実現方法の一案を提示する。
第2章では、配送の効率化などが挙げられている。①につ貨物輸送における最近の課題を示し有効なひいては、大型トラックドライバーが2020年にとつの対応策としての自動運転について取組は約10.6万人、2030年には約8.6万人不足する

み状況を示す。第3章では、貨物輸送の分野と予想され（鉄道貨物協会）、また、1運行当に自動運転を導入する際の課題を、①自動運

たりの平均拘束時間が荷待ちありのケースで転自体を社会実装するための課題と②社会実

約13時間半と長くなっている（国土交通省）。

装が可能な時代の貨物輸送網をどのように実② に つ い て も、 営 業 用 ト ラ ッ ク の2011 ～現するかの課題の2つに大別し、本稿では②2015年の積載効率が40％余りと低い状態が続の課題を扱うことを示す。第4章では、自動いている（国土交通省）。③については、2割化が進む貨物輸送網の仕組みが情報通信網の前後を占める再配達率の削減や①のドライ仕組みに似てくる可能性があることを考慮

バー不足への対応などから各種取組みが進めし、両者の類似性について整理する。さらに、られている。

第5章では、情報通信網のノードにおけるス
イッチングを効率的行えるＡＴＭ

2.2対応策としての自動運転（Asynchronous Transfer Mode、 非 同 期 転節2.1に挙げた課題への対応策として、人送モード）方式を取り上げ、その仕組みや特手不足や輸送能力拡大のための（後続無人）

徴を整理するとともに、それを応用した、自隊列走行や自動運転車の導入、規制緩和によ

動運転時代の貨物輸送網の実現イメージを提る輸送効率改善のための貨客混載方式の導案する。第6章では、今後に向けての課題や入、労働環境改善のための中継輸送の導入な展望を述べる。

どが行われつつある。自動運転の社会実装化
は、貨物輸送の最近の課題を改善するための

２．貨物輸送における課題と自動運転

有力な対応策と考えられており、官民が一丸となって取組みを進めている。最新のロード

まず、貨物輸送における最近の課題を示し、マップは、図1のようになっており［4］、トラッ

有効なひとつの対応策としての自動運転につクの自動運転技術の確立、商用化に向けた取いて最近の取組み状況を示す。

組みが進められている。
１）高速道路での隊列走行トラック（レベ2.1

貨物輸送における最近の課題［3］ル2）の実現貨物輸送の分野が直面する課題として、①

2018年度より、後続無人隊列システムの公

トラックドライバーの不足への対応や労働環

道実証試験が開始され、2020年度には高速道

境の改善、②小口・多頻度化に伴う非効率な路（新東名）での後続無人隊列走行技術を確

60

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─
図1

図2

2019年版官民ITS構想・ロードマップと主な改定項目［4］［4］図1 2019年版官⺠ITS構想・ロードマップと主な改定項目[4]自動運転に関する2018年度以降の実証実験（2019年3月時点）

図2 自動運転に関する2018年度以降の実証実験（2019年3月時点）[4]

立し、さらに2022年度以降には高速道路（東運転トラック（レベル4）について、2025年

京－大阪間）の長距離輸送等における隊列走以降の実現を視野に検討を進めている。
また、行の事業化実現を目指している。

限定地域での無人自動運転移動サービス（レ２）高速道路での完全自動運転トラックの実現

ベル4）の技術を応用する形で、2025年まで

自家用車における自動運転システムの技術に限定地域の無人自動配送サービスの実現を面での進展や、隊列走行トラックの実証実験の成果等を鑑みつつ、高速道路での完全自動目指している。
図2に、2018年度以降に行なわれている、
61

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

自動運転に関する実証実験の状況を示す。

サーで求めた周囲の状況と高精細3次元地図とを照合させて自車位置を推定し走行経路を

３．貨物輸送における自動運転導入
上の課題

確認しながら走行する。
３）さらに、高精細3次元地図を基盤として、貨物輸送の分野に自動運転を導入する際の動的（ダイナミック）に変化する渋滞、
事故、

課題は、
（1）自動運転自体を社会実装するた

路面、通行規制の状況などのリアルタイムなめの課題と（2）社会実装が可能な時代の貨

情報もネットワーク側から送り込む必要があ

物輸送網をどのように実現するかの課題、のる。このため、車両とネットワークとをリア2つに大別できる。

ルタイムに接続するミッションクリティカルな高性能通信方式（5G、即ち、第5世代移動

3.1 自動運転自体の社会実装に向けた課題［5］通信システム）も利用可能とならなければな

この課題の主要なものとしては、①車両のらない。その他、周辺の移動体（車、人など）

開発やそれとつながる道路の整備、②高精細や施設（信号機など）と双方向に通信できる

三次元地図の整備、③車両との通信技術（5G、機能（V2Xと呼ばれる）の実現も求められる。

V2X）の確立、④法整備が挙げられる（表1）。

４）また、高度自動運転（レベル3以上）の

１）自動運転は、車と道路などがつながった

場合、ドライバーによる運転を前提とする現1つのシステムと考えられ、自動運転を可能

行の交通関連法規では対応仕切れないため、とする車両の開発だけでなく、車と連携する

従来の法制度の全面的な見直し

標識や標示、信号機などの道路側の整備も必ない限り公道を走らせることはできない。

注2）

がなされ

要となる。
２）また、自動運転車が走行するためには、

3.2

完全自動運転が社会実装される時代の道路の傾斜や立体交差などの識別が可能な貨物輸送網の実現課題「高精細3次元地図」の利用が不可欠である。

この課題の主要なものとして、①貨物輸送

自動運転車は、GPSで求めた位置情報やセン網における輸送業務の自動化、即ち、仕分け

表1
No

項目

自動運転自体の社会実装に向けた課題
内容

車両の開発お自動運転は車と道路などがつながった 1 つのシステムで、自動運転を可能とする車両の開発だけ
１） よびつながる
でなく、それと連携する標識や標示、信号機などの道路側の整備も必要。
道路の整備
２）

自動運転車は、GPS で求めた位置情報やセンサーで求めた周囲の状況と地図とを照合させて自車
高精細三次元位置を推定し走行経路を確認しながら走行するが、その際、道路の傾斜や立体交差などの識別が地図の整備可能な「高精細 3 次元地図」の利用が不可欠。

高精細 3 次元地図を基盤として、動的（ダイナミック）に変化する渋滞、事故、路面、通行規制
車両との通信の状況などのリアルタイムな情報をネットワーク側から送り込む必要あり。車両とネットワーク
３） 技術（5G、V2X）とをリアルタイムに接続する高性能通信方式（5G）の他、周辺の移動体（車、人など）や施設（信の確立号機など）と通信する機能（V2X と呼ばれる）も確立する必要あり。
４）62

高度自動運転（レベル 3 以上）の場合、ドライバーによる運転を前提とする現行の交通関連法規
関連する法のでは対応仕切れない。従来の法制度の全面的な見直しがなされない限り公道を走らせることはで整備きない。

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

拠点での仕分け処理も含めた業務の自動化の実現、および②自動運転時代の貨物輸送の効率化、特に最適経路のリアルタイム設定、の４．貨物輸送網と情報通信網の類似性
本章では、貨物輸送網と情報通信網につい2つが考えられる。

て、特に（1）運ばれる/伝達される対象の貨１）貨物輸送網における仕分け処理も含めた物と情報について基本的事項を比較対照し、業務の自動化の実現

その上で（2）貨物輸送と情報通信、
さらに（3）

貨物輸送網のノードに当たる仕分け拠点が無人で運用される際の、貨物仕分けの効果的

貨物輸送網と情報通信網について、仕組みにおける基本的な類似性を示す。

な実現が求められる。完全自動運転の社会実装が可能な時代には、
発荷主から着荷主まで、

4.1

貨物と情報

特に人が介在しない全自動の貨物輸送が可能「貨物」と「情報」に関する基本的事項をとなる可能性も否定できない。そうなると、比較対照し、表2に示す。

「貨物輸送」の仕組みが、「情報通信」の仕組

１）定義

みに近くなるのではないかと考えられる。そ「貨物」は陸、海、空などを経由して運ばこで、この課題の対策として、情報通信網とれる物品。一方、「情報」は有線、無線等のの類似性からスイッチング方式の適用方法を

媒体を介して伝えられる物事の内容や事情検討するのが一案と考えられる。

（コンテンツやデータなど）

２）貨物輸送の効率化（即ち、最適経路のリ

２）特徴アルタイム設定）「貨物」は価値(所有権）の移動を伴ったり、災害や事故、需要変動により予想される渋そうでなかったりする。一方、「情報」は、滞を回避し効率的な貨物輸送を実現するため受け手の知識構造を変化させたり･判断を支に、最適経路のリアルタイム設定を効果的に援したり、そうでなかったりする。

実現する必要がある。対策として、V2Xを利

３）取り扱う主体の呼称用したダイナミックデータの効率的収集と「貨物」を取り扱う主体として、送り側は「発

AIによる分析を用いたCPS/IoTの仕組みの荷主」あるいは「荷送り人」、受け側は「着確立が必要と考えられる。

荷主」あるいは「荷受人」などと呼ばれる。

本稿の第4章以降では、3.1節の課題が成功

一方、「情報」を取り扱う主体として、送り裏に解決し完全自動運転の社会実装が可能な側は「発信者」あるいは「送信者」、受け側時代を想定した上で、3.2節の特に1）の課題

は「着信者」あるいは「受信者」などと呼ばについて検討を行う。

れる。
４）取り扱う主体の属性「貨物」を取り扱う主体の送り側、受け側の属性には、
法人（在庫等を保持する事業者：
63自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─
表2 「貨物」と「情報」の対照表
項目

貨物（注：荷物も含む）

情報（注：データも含む）

１）定義

陸、海、空などを経由して運ばれる 有線、無線等の媒体を介して伝えられる物事の内容や事情
物品（コンテンツやデータなど）

２）特徴

価値（所有権）の移動を伴ったり、 受け手の知識構造を変化させたり ･ 判断を支援したり、そそうでなかったりする。
うでなかったりする。

３）取扱う
主体の呼称

送り側 発荷主、荷送り人など

発信者（端末あるいはシステム）、送信者（端末あるいはシステム）、送り手など

受け側 着荷主、荷受け人など

着信者（端末あるいはシステム）、受信者（端末あるいはシステム）、受け手など送り側 ・法人（在庫等保持の事業者：製造、・法人（サービス ･ コンテンツ等提供事業者：ISP、サイト
４）取扱う
卸売、小売）
運営者など）、
主体の属性 受け側
・個人（生活者：消費者、利用者） ・個人（生活者：ユーザ、契約者）

製造、卸売、小売）、個人（生活者：消費者、した場合、複製できないモノの回復は困難で利用者）などの種類がある。
「情報」を取りある。

扱う主体の送り側、受け側の属性には、法人

２）「情報通信」は送り側から受け側まで情（サービス･コンテンツ等の提供事業者：ISP、報を伝えること。

サイト運営事業者など）、個人（生活者：ユー

情報は宛先が指定された状態で受け側まで

ザ、契約者）などの種類がある。

伝えられる。伝達される情報の経由する場所

５）その他

は、有線、無線、両者の組み合わせのパター「貨物」は、複製が容易なものとそうでなンが存在する。送り側、受け側の属性に応じいものとがある。
「情報」（デジタル情報の場て、サイト運営者相互間、サイト運営者－生合）は、複製すなわちコピーは容易である。

活者間、生活者相互間などの各種の通信パ
ターンが存在する（図5）。紛失あるいは誤っ

4.2

貨物輸送と情報通信との類似性

貨物輸送の仕組みと情報通信の仕組みを
図3に示す。
１）「貨物輸送」は送り側から受け側まで貨物を運ぶこと。

て受信された場合、回復することは原理的には可能である。
4.3

貨物輸送網と情報通信網との類似性

図3 ～図5は、送り側と受け側が1:1の輸送/
伝送パターンを示しているが、一般には、送貨物は宛先が指定された状態で受け側まで

り側、受け側のいずれか一方あるいは両方が運ばれる。運ばれる貨物の経由する場所は、複数である1:N、N:1、N:Nのパターンとなる。

陸上、海上、空中、それらの組み合わせのパ

このような輸送/伝送パターンにおいて、送ターンが存在する。送り側、受け側の属性にり側と受け側の各ペアについての輸送/伝送

応じて、製造業者（在庫拠点）－卸売業者（在を1:1の形で行なうのは非効率のため、途中庫拠点）間、製造業者（在庫拠点）－個人（生に仕分け拠点/スイッチングポイントを配置活者）間、生活者相互間などの各種の輸送パするのが一般的である。例えば、n:mのパターターンが存在する（図4）。紛失あるいは破損ンにおいて、貨物輸送網の場合は、多方面か

64自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─
図3

貨物輸送の仕組みと情報通信の仕組み（a）貨物輸送の仕組み
・陸上、海上、空中、それらの組み合わせ
・陸上、海上、空中、それらの組み合わせ
・途中の仕分け拠点経由ありえる
・途中の仕分け拠点経由ありえる
貨物
貨物

中身
中身

荷造り
荷造り
梱包
梱包

発荷主
発荷主

中身
中身

貨物
貨物

荷解き
荷解き
開梱
開梱

貨物輸送
貨物輸送

着荷主
着荷主

宛先が指定された状態で最後まで移動していく
宛先が指定された状態で最後まで移動していく（ａ）貨物輸送の仕組み（ａ）貨物輸送の仕組み（b）情報通信の仕組み
・有線、無線、両者の組み合わせ
・有線、無線、両者の組み合わせ
・途中のスイッチングノード経由ありえる
・途中のスイッチングノード経由ありえる
ﾊﾟｹｯﾄ
情報（ﾒｯｾｰｼﾞ）
ﾊﾟｹｯﾄ
ﾊﾟｹｯﾄ
情報（ﾒｯｾｰｼﾞ）
ﾊﾟｹｯﾄ

情報（ﾒｯｾｰｼﾞ）
情報（ﾒｯｾｰｼﾞ）

ﾊﾟｹｯﾄ化
ﾊﾟｹｯﾄ化
符号化
符号化

送り手
送り手

図4

情報伝送
情報伝送

復号化
復号化
ｱﾝﾊﾟｯｸ化
ｱﾝﾊﾟｯｸ化

受け手
受け手

宛先が指定された状態で最後まで移動していく
宛先が指定された状態で最後まで移動していく（ｂ）情報通信の仕組み（ｂ）情報通信の仕組み

貨物輸送の各種パターン（B to B、B to C、C to C）

図3 貨物輸送の仕組みと情報通信の仕組み
図3 貨物輸送の仕組みと情報通信の仕組み to B、B to C）（a）サプライチェーンにおける貨物輸送の各種パターン（B通常、価値（所有権）
通常、価値（所有権）の移動を伴うの移動を伴うｻﾌﾟﾗｲﾔｰ
ｻﾌﾟﾗｲﾔｰ（在庫）（在庫）

B to B
B to B

製造業
製造業
（在庫）
（在庫）

B to CB to C

卸売業
卸売業
（在庫）
（在庫）

小売業
小売業
（在庫）
（在庫）

生活者
生活者

通常、価値（所有権）
通常、価値（所有権）の移動を伴うの移動を伴う（ａ）サプライチェーンにおける貨物輸送の各種パターン(B to B、B to C)（ａ）サプライチェーンにおける貨物輸送の各種パターン(Bto B、B toto C)（b）その他の貨物輸送パターン（CC）

Ｃ to CＣ to C

生活者
生活者

価値（所有権）の移動を伴う場
価値（所有権）の移動を伴う場
合、伴わない場合あり
合、伴わない場合あり
生活者
生活者（ｂ）その他の貨物輸送パターン(C to C)（ｂ）その他の貨物輸送パターン(C to C)

図5

情報通信の各種パターン（BtotoB、B
図4 貨物輸送の各種パターン(B to B、BC、C to toC) C、C to C）
図4 貨物輸送の各種パターン(B to B、B to C、C to C)（a）情報通信の各種パターン（B to B、B to C）
受け手の知識を変えたり･判断を⽀援したり、しなかったり受け手の知識を変えたり･判断を⽀援したり、しなかったり

ｻｲﾄ運営者a（ｺﾝﾃﾝﾂ等）
ｻｲﾄ運営者a（ｺﾝﾃﾝﾂ等）

B to B
B to B

ｻｲﾄ運営者b（ｺﾝﾃﾝﾂ等）
ｻｲﾄ運営者b（ｺﾝﾃﾝﾂ等）

B to CB to C

ｻｲﾄ運営者n
ｻｲﾄ運営者c･･･ （ｺﾝﾃﾝﾂ等） ･･･（ｺﾝﾃﾝﾂ等）
ｻｲﾄ運営者n
ｻｲﾄ運営者c･･･（ｺﾝﾃﾝﾂ等） ･･･（ｺﾝﾃﾝﾂ等）

ユーザ
ユーザ

受け手の知識を変えたり･判断を⽀援したり、しなかったり受け手の知識を変えたり･判断を⽀援したり、しなかったり（ａ）サプライチェーンにおける貨物輸送の各種パターン(B to B、B to C)（ａ）サプライチェーンにおける貨物輸送の各種パターン(Bto B、BC)（b）その他の情報通信パターン（Cto toC）

生活者
生活者

Ｃ to CＣ to C

受け手の知識を変えたり･判断を⽀援したり、しなかったり受け手の知識を変えたり･判断を⽀援したり、しなかったり（ｂ）その他の貨物輸送パターン(C to C)（ｂ）その他の貨物輸送パターン(C to C)

生活者
生活者

図5 情報通信の各種パターン(B to B、B to C、C to C)
図5 情報通信の各種パターン(B to B、B to C、C to C)

65自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─
貨物輸送網の仕分け拠点と情報通信網のスイッチングポイント

ｎ
ｎ
発荷主
発荷主

（a）貨物輸送網における仕分け拠点
荷造り
荷解き
仕分け
梱包
開梱
荷造り
荷解き
ｾﾝﾀｰ
仕分け
梱包
開梱
ｾﾝﾀｰ
仕分け
ｍ
拠点
仕分け
ｍ
拠点
荷造り
荷解き
梱包
開梱
荷造り
荷解き
梱包
開梱

･
･
･
･
･

発荷主
発荷主

着荷主
着荷主

･
･
･
･
･

図6

着荷主
着荷主

（ａ）貨物輸送網における仕分け拠点（b）情報通信網におけるスイッチングポイント（ａ）貨物輸送網における仕分け拠点

送り手
送り手

･
･
･
･
･

ｎ
ｎ

ﾊﾟｹｯﾄ化
符号化
ﾊﾟｹｯﾄ化
符号化

ﾊﾟｹｯﾄ化
符号化
ﾊﾟｹｯﾄ化
符号化

交換局
交換局
ｽｲｯﾁﾝｸﾞﾎﾟｲﾝﾄ
ｽｲｯﾁﾝｸﾞ
ﾎﾟｲﾝﾄ

復号化
ｱﾝﾊﾟｯｸ化
復号化
ｱﾝﾊﾟｯｸ化
ｍｍ
復号化
ｱﾝﾊﾟｯｸ化
復号化
ｱﾝﾊﾟｯｸ化

受け手
受け手

･
･
･
･
･

送り手
送り手

受け手
受け手

（ｂ）情報通信網におけるスイッチングポイントら輸送されてくる貨物を一旦受け入れ、宛先
5.1.1 スイッチングの基本的な2方式（ｂ）情報通信網におけるスイッチングポイント
図6 貨物輸送網の仕分け拠点と情報通信網のスイッチングポイント

や届け日時等をチェックして、所定の宛先方
情報通信網におけるスイッチングのやり方
図6 貨物輸送網の仕分け拠点と情報通信網のスイッチングポイント
面別に仕分けして出荷するようなことを行なとして、基本的には、「回線スイッチング」

う「仕分け拠点」が設置される（図6（ａ））
。

と「パケットスイッチング」の2つがある。

同様に、情報通信網の場合においても、複数

図7に回線スイッチングおよびパケットスの入力側回線から送られてくる情報パケット

イッチングの概念図を示す。

を一旦受け入れ、その後、取り出して宛先に回線スイッチングは、発着端末間の情報や対応した出力側回線に送り出すようなことをり取りに先だって、各スイッチング局内で該行なう「スイッチングポイント」が配備され当スイッチを閉じることにより、両端末間にる（図6（ｂ））。

電気的に繋がった「情報通信パス」を設定し、その後、当該パスを占有する形で両端末が情５．ATM 網を応用した貨物輸送網の実現

報のやり取りを行う方式である。情報やり取り終了後は、閉じられたスイッチを開放し、本章では、完全無人自動運転の社会実装が両端末によるパスの占有状態を解除する。こ可能な時代（注：2025 ～ 2030年以降と想定）

こで、情報通信パスの設定は、以下のようにを想定し、情報通信網との類似性の観点から、行なわれる。まず、①発端末に近いスイッチ

貨物輸送網の実現方法、即ち、オペレーショ

ング局において、着端末の電話番号などの宛ン方法について検討する。

先情報に基づき、空きの出力回線を捕捉し、続いて、②入出力回線間のスイッチを閉じる。

5.1 情報通信網におけるATM型スイッチング方式
66

さらに、③発端末側のスイッチング局から着情報通信パス(注：発着端末の情報通信パス(注：発着端末のみにより占有される)みにより占有される)ｽｲｯﾁﾝｸﾞ局
ｽｲｯﾁﾝｸﾞ局
発端末
発端末

着端末
着端末

中継回線(注：複数の端末
中継回線(注：複数の端末からのﾊﾟｹｯﾄでｼｪｱされる)からのﾊﾟｹｯﾄでｼｪｱされる)

ｽｲｯﾁﾝｸﾞ局
ｽｲｯﾁﾝｸﾞ局
発端末
発端末

着端末
着端末

パケット
パケット
自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─
パケット
パケット

⼊⼒回線
⼊⼒回線

(宛先付)
(宛先付)

出⼒回線
出⼒回線

ｽｲｯﾁｽｲｯﾁ

図7

ｽｲｯﾁｽｲｯﾁ

回線スイッチング、パケットスイッチングの概念図（a）回線スイッチング（a）回線スイッチング

発端末

ｽｲｯﾁﾝｸﾞ局

⼊⼒回線

(宛先付)
(宛先付)

（b）パケットスイッチング（b）パケットスイッチング

情報通信パス(注：発着端末の
図7 図7回線スイッチング、パケットスイッチングの概念図
回線スイッチング、パケットスイッチングの概念図 中継回線(注：複数の端末
みにより占有される)からのﾊﾟｹｯﾄでｼｪｱされる)

着端末

パケット
(宛先付)

出⼒回線

ｽｲｯﾁ

発端末

ｽｲｯﾁﾝｸﾞ局

着端末
パケット
(宛先付)

ｽｲｯﾁ

（a）回線スイッチング（b）パケットスイッチング

図7 回線スイッチング、パケットスイッチングの概念図
端末側の方向へ、各スイッチング局においてかう出力回線上に送出する方式である。パケッ①、②の処理を繰り返し、最終的に着端末まトスイッチングでは、各パケットに宛先情報

でのパスを設定する。
回線スイッチングでは、が含まれているため、回線スイッチングのよスイッチの開閉処理をプログラム介在なしにうなパス設定は必要なく、発端末からいきな

ハードウェアで処理するため効率のよいパス

りパケットを送出することが可能であり注3）、設定が可能であり、発着両端末はパスを占有

また出力回線も複数の発端末から送出されたして使用できるため、遅れを伴うことを許さパケットで共用（シェア）できるため効率的

ないリアルタイム情報のやり取りに向いていである。また、パケットスイッチングの処理る。課題としては以下のような点が挙げられは、コンピュータプログラムで行なわれるたる。

め、入力してくるパケットが混雑すると処理
情報通信パス上の情報転送速度が固定の遅れが発生する。このため、遅れて到着す的に決まってしまい、端末の多様化に対応しることも許容され、回線をより効率的に利用にくい。

したいような場合に向いた方式である。課題★２

としては以下のようなものが挙げられる。

★１

情報通信パスは発着両端末によって占有されるため、その間、パスの使用状態の如★３

パケットのスイッチング処理は、プロ

何にかかわらず、他の端末が使用できず効率グラム（即ち、ソフトウェア）により集中的的な回線運用ができない。

に行なわれるため、プログラムの処理容量に一方、パケットスイッチングでは、発端末近い、あるいはそれ以上のパケットが入力さから送信すべき情報を、「パケット」（注：それると処理しきれない状況が起こり得る。

のサイズは128 ～ 4kバイトなどの範囲で可変、各パケットには宛先情報が付加されている）

5.1.2

両方式の欠点を同時に解決するATM方式［6］［7］と呼ばれる単位に分割し、回線に送出するよ

前項で挙げた両スイッチング方式の課題

うになっている。パケットスイッチングは、★１～★３を解決し、音声・データ・映像な複数の発端末から送出されたパケットを、ス

ど多様なメディアの情報を総合的に扱える転イッチング局内のメモリに順番に蓄積し、そ送 方 式 と し て、ATM（Asynchronousの後、メモリから順に取り出して、宛先に向Transfer Mode、非同期転送モード）方式が67

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─開発された。低速から高速まで様々なメディ

以下のような特徴を持っている。

アの情報を効率良く扱うことが可能である。

１）ユーザ情報をセルに組み立てる点はパ

我が国では1990年代に商用化されている。現ケットスイッチングに似ているが，可変サイ状では、インターネットアクセス回線のひとズでなく固定サイズにすることで、セルのつる ADSL（Asymmetric Digital

ヘッダ部（行先ラベル）を見てソフトウェア

Subscriber Line）や企業向けATM専用線のの介在なしに自律的にスイッチングが可能でデータ転送技術として利用されている。

ある。

で

あ

ATMでは、様々なメディアからの情報を、

２）情報の発生に応じてセル を送出するた

53バイト（ヘッダー部：5バイト、情報部：

め、一定時間中に送出するセル数を変えるこ48バイト）という固定サイズの「セル」に分とで，任意の転送速度に対応できる。

割し，物理回線上で非同期に時分割多重して

３）53バイトという短くかつ固定長のセルで高速転送する。回線スイッチングと同様に、情報を転送することから、きめ細かな品質制

事前にコネクションを設定した上で情報通信御が可能である。

を行う方式である。すなわち、通信する端末

ATM網 に お け る セ ル ベ ー ス の マ ル チ メ

間に事前に仮想回線（ATMコネクション）

ディア情報の転送イメージを図8に示す。図8を設定する。ATMのセルのヘッダ部には、に は、ATMセ ル 内 のVPI、VCIの 具 体 例 を

この仮想回線を識別するための識別子として付記している。ATM網は、一般に、端末を

VPI（Virtual Path Identifier、仮想パス識別

収容する「ATMスイッチ」およびATMス子）、VCI（Virtual Channel Identifier、仮想イッチ間を接続する「ATMクロスコネクト」

回線識別子）が設定される。ATM方式は、から構成される。ATMスイッチ間には、複図8ATM網におけるセルベースのマルチメディア情報の転送イメージ

論理回線イメージ

ATM網
スイッチ

スイッチ

53バイト

68

図8 ATM網におけるセルベースのマルチメディア情報の転送イメージ

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

数のVPリンクを繫いだ「VPコネクション」

子から出て行くように作られている。スイッが固定的に設定される。なお、端末とATMチの各段は、ATMセルのヘッダ部の各ビッ交換機間にもVPコネクションが設定される。

トに対応し、最終段のスイッチの出力端子をATMクロスコネクトは、受信したセルを次出たところでスイッチングが完了する。図9の区間のVPリンクに中継する。ATMクロス

では、セルのヘッダ部が“010”の場合であり、コクトは、VCIには関与せず、VPIだけをみ“010”の出力端子からセルが出て行く。どのてセルを中継する。端末Xから端末Yへの送入力端子から入力されても、同じ出力端子か信要求を受けたATMスイッチは、端末Yをら出て行くように単位スイッチが接続されて収容するATMスイッチとの間に固定的に設いる。自律的に経路選択される方式のスイッ定されているVPコネクション内にVCリンク

チングであるため「セルフ（自己）ルーチンを設定する。VCIの付け替えはATMスイッ

グスイッチ」とも呼ばれる。

チ の み で 行 い、ATMク ロ ス コ ネ ク ト は、
5.2

VCIをそのまま転送する。端末Xと端末Y との間のVCリンクの連結を「VCコネクション」

ATM方式を適用する貨物輸送網の実現

前 節 で 示 し たATM方 式 で は、 複 数 の メと呼ぶ。

ディアから送出される多様な情報を、固定サ

なお、ATMスイッチでは、セルのスイッ

イズのセルに分割し、物理回線上を多様な品

チングが行われるが、このスイッチングはプ質条件を満足させて効率良く伝送でき、しかログラムでなく、2入力・2出力の単位スイッ

もソフトウェアの制御なしに自律的なスイッ

チを何段も縦列に接続した構成のハードウェ

チングが行える点で、その仕組みは、自動走アによって実現される。
代表的なものとして、

行･自動仕分けを基本とする全自動な貨物輸

図9に示すようなバンヤンスイッチが知られ送網の実現との親和性が高いと言える。

ている。単位スイッチは入力ビットが“0”

そこで、ATM型の情報通信網の仕組みをなら上の出力端子から、“1”なら下の出力端ベースとして貨物輸送網を実現し、人手介在図9

ATMスイッチングに利用される自己ルーチングスイッチ（バンヤンスイッチ）の動作例
⼊⼒端⼦

出⼒端⼦

0

000

1
単位スイッチ

100

0

010

1

110
001

ATMセル
ﾍｯﾀﾞ部

情報部

010

1

101

0

011

1

111

1ビット目で動作

2ビット目で動作

3ビット目で動作

図9 ATMスイッチングに利⽤される自⼰ルーチングスイッチ（バンヤンスイッチ）の動作例

69

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─
図10

自動走行・仕分けを基本とするATMベースの貨物輸送網の実現イメージサービス管理・計画プレーン(貨物輸送網/情報通信網の運⽤管理)

輸送経路・容量/伝送経路・容量などの管理・計画輸送経路情報(下り)や運⽤情報(上り)/
伝送経路情報(下り)や運⽤情報(上り)自動⾛⾏⾞

道路(⾞両)/
物理回線(VP,VC)

ユーザプレーン（発着荷主/送受信端末、貨物/情報）
荷主（貨物）/端末（情報）表3
項目

仕分け拠点/
スイッチングPT

仕分け拠点/
スイッチングPT

サービスプレーン(貨物輸送網/情報通信網)

道路(⾞両)/
物理回線(VP,VC)

荷主（貨物）/端末（情報）

荷主（貨物）/端末（情報）

自動走行・自動仕分けを基本とする貨物輸送網とATM網との対応関係
図10 自動⾛⾏・仕分けを基本とするATMベースの貨物輸送網の実現イメージ
貨物輸送網

ATM 網

１）サービスの対象（ユーザ）

発着荷主

送受信端末

２）輸送 / 伝送の媒体

道路

物理回線

３）拠点の種類

仕分け拠点、積み替え拠点

ATM スイッチ、クロスコネクト

４）輸送 / 伝送の対象（種々の）貨物( マルチメディア ) 情報

５）対象を輸送 / 伝送する単位

例えば、規格化された輸送容器

ATM セル６）輸送 / 伝送の際に、媒体上で利用できるリソース類

道路を使用する自動走行車あるいは時間 物理回線上の仮想パス (VP）、仮想回線
帯など
(VC)

７）輸送 / 伝送の 拠点間
経路

仕分け拠点間の経路：経路上で使用する ATM スイッチ間の経路 (VP コネクショ
自動走行車あるいは時間帯など
ン )：経路上で使用する VP の連結

荷主相互間 / 荷主相互間の経路：経路上で使用する自 発着端末間の経路（VC コネクション )：端末相互間
動走行車あるいは時間帯など
経路上で使用する VC の連結
８）拠点における仕分け /スイッチング

輸送容器に貼付されたラベルをスキャン 自己ルーチングスイッチにより、プログ
して自律的に仕分け
ラム非介在で自律的にスイッチングを必要としない貨物輸送サービスを提供する

タや網の運用状況に関するデータを定期的にことを考える。図10に自動走行・自動仕分け

収集し、収集データを分析して、計画との食を基本とするATMベースの貨物輸送網の実

い違いの確認、次の計画へのフィードバック

現イメージを示す。この図では、それぞれのを行う。

項目を情報通信網と対応づけて示している。

表3に自動走行・仕分けを基本とする貨物

ユーザプレーン、サービスプレーン、サービ

輸送網とATM網との対応関係を具体的に示ス管理・計画プレーンの3階層で構成していす。この表に示すように、貨物輸送網によるる。破線は、サービス管理・計画のための情

サ ー ビ ス 提 供 に 関 す る 各 項 目 に つ い て、報をやり取りする通信回線を意味している。

ATM網と対応づけることができる。この表荷主に対する輸送サービスは、サービスプ

における項目の5）～ 8）が、ATMの特徴的レーンとユーザプレーンとが連携し、基本的な仕組みに対応する項目である。項目5）にに人手介在なしの形で提供される。なお、輸ついては、ATM網において、ユーザから送送サービスが行われている間は、サービス管出される情報を小分けして保持する固定サイ

理・計画プレーンが、輸送の実績に関するデーズのATMセルは、貨物輸送網では、荷主の70

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

貨物を小分けして入れるコンパクトな輸送容

クリアが必要となる。車両の開発は民間主導器のようなものと考えている。自動走行車用で積極的に行なわれているが、自動走行に必に規格化する必要があるかも知れない。
また、

要なダイナミックマップのベースとなる3次

項目6）について、ATM特有のVPやVCは、

元高精細地図の整備、自動運転に対応した道

同一物理回線を複数のユーザからの情報で時路インフラの整備、関連する法律の整備等を分割共用するための概念であるが、貨物輸送クリアする必要がある。

網においては、同一の道路を複数の荷主の貨

２）ATMベースの貨物輸送網の実現に向けた課題

物の輸送のためにシェアして使用する複数のそれと並行して、図10に示すような、自動自動走行車や複数の時間帯が該当するものと走行・自動仕分けを基本とするATMベース

考えている。項目7）は、6）の延長上の概念の貨物輸送網の課題を検討する必要がある。

である。項目8）において、ATM網におけるこの検討に当たっては、表3に示す貨物輸送

自律的なスイッチングは、貨物輸送網では、網にについての項目5）～ 8）を具体的に詰仕分け拠点において、ATMの自己ルーチン

めて行く必要がある。その場合、貨物輸送網

グスイッチと同様の仕組みを実現し、仕分けが提供する貨物輸送サービスの提供地域や形拠点に入庫した輸送容器に貼付されたラベル態（B-B、B-C、C-Cなど）、貨物の種別や品をスキャンして自律的に仕分けを行なえるも

質条件なども考慮する必要がある。
その上で、のと考えている。以上のようにして、ATM

表3の5）に示すような、自動走行車向けに規の仕組みを応用した、人手介在なしの貨物輸格化された輸送容器の開発、6）に関連 し送網の実現が可能であると考えられる。

ATM網におけるVPやVCの貨物輸送網へのマッピング方法やVPI、VCIに対応する番号

６. 実用化に向けての課題と展望
5.2節で提案した仮想輸送網の内容は、完
全自動運転の社会実装が可能な時代を前提と体系化、8）の仕分け拠点における自律仕分
けの実現などが課題となる。
３）情報通信網にない、貨物輸送特有の形態への対処法

しての概念的なものであり、具体化・実用化

一方、貨物輸送特有の形態への対応も考慮に当たっては多方面からの検討が必要と考えする必要がある。例えば、巡回型の配送は、られる。主に、以下のようなものが考えられ1箇所から1台の車両で出発して複数の宛先へる。

（ドライバーが仕分けをしながら）届けるよ

１）自動運転自体の社会実装に向けた課題

うな形態であり、これは情報通信網にはみら

まずは、3.1節に挙げた、自動運転自体のれない形態であり、情報通信の仕組みをベー

社会実装に向けた課題、特にレベル3以上のスとする貨物輸送サービスにおいて巡回型配

高度自動運転が社会実装されるための車両、送をどのように扱えばよいかについて明確に道路、ダイナミック地図、法整備等の課題のする必要がある。同様に、発荷主への自動走
71自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

行車による集荷の仕方、あるいは着荷主へ届転が検討されていることや現時点の取組み状

けた後、別な荷主のところへ立ち寄って帰り況を示した。続く第3章では、貨物輸送に自荷を乗せて配送するような形態をどのように動運転を導入するに当たっての課題として、扱えばよいかについても整理が必要となる。

①自動運転自体の社会実装に向けた課題と②以上のように、提案した貨物輸送網の無条

完全自動運転が社会実装される時代の貨物輸件での実現には相当の時間を要するものと考送網の実現に関する課題の2つを挙げ、特にえられる。自動走行の空間、時間を限定する②において、情報通信網との類似性の観点か

レベル4の自動運転の実装時期は遠くないとら貨物輸送網の効率的な運用を可能とする方思われるが、完全無人運転のレベル5の社会法の実現について検討することとした。情報実装の時期は見えない。今回の貨物輸送網の通信網との類似性の観点からの検討に当た実現に当たっては、限定条件を付けた上でのり、第4章では、貨物輸送網と情報通信網とトライヤルを繰り返しつつ、ステップを踏んの類似性というテーマの下で、まず「貨物」で進めていく必要があろう。

と「情報」との対応づけを行い、貨物輸送と情報通信の類似性について整理を行なった。

7．おわりにその上で、仕分けポイントやスイッチングポ
イントなども含めた貨物輸送網と情報通信網

以上、本稿では、完全自動運転の社会実装との類似性について整理した。続く第5章でが可能な時代における貨物輸送網の実現方法

は、情報通信網におけるスイッチング方式とについて検討した。完全自動運転が社会実装

して基本的な「回線スイッチング」と「パケッされる時代には、発荷主から着荷主までの範

トスイッチング」を取り上げ、それぞれの特囲に人が介在しない全自動の貨物輸送の可能徴や課題を示し、その後で、両者の課題を同性も否定できないことより、今回、人手介在時に解決し得るＡＴＭと呼ばれる方式についを元々必要としない情報通信網との類似性をて、 仕 組 み や 特 徴 を 整 理 し た。 そ し て、考慮しつつ貨物輸送網の実現方法を検討しATM通信網と貨物輸送網との親和性を考慮た。その結果、複数のメディアからの多様なし、自動走行・自動仕分けを基本とするＡＴ

情報を効率よく転送でき、かつソフトウェア

Ｍ型スイッチング方式を適用する貨物輸送網の介在なしに自律的なスイッチングを行えるの実現イメージを示した。最後に、第6章にＡＴＭ通信方式との親和性から、それと貨物

おいて今後に向けての課題や展望を述べた。

輸送とを対応づけつつ、自動走行・自動仕分

近い将来、車やそれによる移動サービスはけを基本とするＡＴＭベースの貨物輸送網の大きな変革が予想される。自動運転の導入の実現方法を提案した。

広がりと相俟って、色々なものを運ぶ移動

まず、第2章では、貨物輸送における最近サービスが登場してくるものと思われる。先の課題を示し、対応策のひとつとして自動運を読みにくい時代であるが、今回、提案した、

72

自動運転時代の貨物輸送網の実現に関する検討─情報通信網との類似性に着目して─

貨物輸送網の実現イメージについては、具体化に向けた種々の検討をさらに進めていくことが必要である。

注1）人手によるハンドル、アクセル、ブレーキ等の 操 作 を シ ス テ ム に 任 せ る こ と、 す な わ ち、GPSやカメラ・センサーからの情報等に基づき、AIで判断し、コンピュータで制御して自動走行
させることである。
注2）以下のようなものについて検討されている：
自動運転車の安全確保（道路運送車両法等）、
交通ルール（道路交通法等）、責任関係（自動車損害賠償保障法、民法、製造物責任法、自動車運転死傷処罰法等）、運送事業に関する法制度との関係、路車協調等のインフラや消費者への説明など
注3）パケットスイッチングにおいても、回線スイッ
チングと同じように、前もって、宛先端末までの仮想パスを設定し、その上で仮想的に接続された発着端末間でパケット送受信を行なう「仮想回線（VC：Virtual Circuit）方式」も存在する。
な お、 い き な り パ ケ ッ ト を 送 出 す る 方 式 は、
「データグラム方式」と呼ばれる。
参考文献・サイト［1］日産とDeNAが「Easy Ride」で目指す未来、日産自動車、2018/02/22 に公開、
ht tps : //www. y ou t u b e. com/wat ch ? t ime _continue=87&v=9q4cInoT99M［2］トヨタ自動車、モビリティサービス専用EV“e-Palette Concept”をCESで発表、2018年01月
09日、トヨタ自動車、
https://global.toyota/jp/newsroom/
corporate/20508200.html?padid=tjptop_mkacts_e-palette［3］増田悦夫：スマート・デジタルロジスティクスの実際－情報システムはこれからの物流をいかに 支 援 す る か －、 情 報 管 理、Vol.60、No.11、
2018年2月．
［4］官民ITS構想・ロードマップ2019＜概要版＞、
内閣官房IT総合戦略室、2019年6月7日、https://cio.go.jp/sites/default/files/uploads/
documents/its_roadmap_2019_point.pdf［5］増田悦夫：高度道路交通システムの変革に向けた動きとロジスティクスへのインパクト，流通経 済 大 学 流 通 情 報 学 部 紀 要、Vol. 23、No.1、2018年10月．
［6］小峯隆宏：非同期転送モード（ATM）の概要と 技 術 動 向、 通 信 総 合 研 究 所 季 報 vol.36、No.180、1990-09．
［7］栗林伸一：ATMシステム、
電子情報通信学会「知識ベース」、5 群－4 編－3 章、3-2、2010年、電子情報通信学会、
http://www.ieice-hbkb.org/files/05/05gun_
04hen_03.pdf#page=973