推奨速度システムが燃料消費量と旅行時間に与える効果
都市交通研究室 加藤 航
指導教員 佐野 可寸志
松本 昌二
土屋 哲

1.研究の背景と目的

この地域は夜間に輸送用のトラックが夜間の道路は主道路以外の交通量が尐多く、信号も多数あるため改善の効果がなく、信号に無駄に止められることが多大きく表れやすいと想定し、この区間をい。特に長距離を走る輸送車両は幾度も対象とした。

その影響を受ける。そこで本研究では貨2-2．道路ネットワークの作成手順

物部門の燃料消費量や旅行時間、CO2 排

Paramics 内におけるネットワークの出量の削減のため夜間の交通流を円滑に作成手順を簡単にまとめると，以下のとすることを目的とし、信号交差点で停止おりである．

しない速度を運転手に伝える推奨速度シ① Paramics 内に対象地域の地図を挿入

ステムとその評価を行う。

する．
② 地図の縮尺と Paramics の縮尺を合わ

2．実際の道路ネットワークへの適用
2-1．対象地域

せる．

対象地域は，図 2 の赤線のように長岡③ 地図の交差点部分，車線数変更部分，～魚沼市井口新田間の国道１７号線とす道路の円曲部分にノードを設置する．

る。

④ ノードとノードを繋ぎ，リンクを作成する．
⑤ リンクの幅員，車線数，車両の設計速度，バス優先レーンの有無などを設定する．
⑥ 対象地域の詳細を航空写真や地図を用いて確認し，内々交通用ゾーンを設定する．
ただし，抜け道に利用される可能性がある箇所や住宅地が密集している箇所のみ，内々交通量用のゾーンを作成した．
⑦ ネットワーク全体を確認し，道路の端

図2となっている部分にゾーンを設定す

シミュレーションの対象地域

る．

1

⑧ 信号を設定する．

ものとする。この際信号２で停止しない

なお，リンク属性や信号の設定においようにするため信号２の青現示で通過すて詳細なデータが整備されていない場合るための推奨速度を信号 1 の交差点を通には，現地調査を行って必要なデータを過時運転手に伝え、停止することなく走取得し，補完する．

行させる。

2-3．現地調査によるデータ取得
3-2.

シミュレーションを実行するために現推奨速度システムのアルゴリズム

地調査を行うことは重要である。この調交差点の個数を i, i 番目の交差点での査により、現況再現の評価指標のデータ

推奨速度を via,vib,通過時刻を ti,交差点まや道路ネットワーク作成に必要なデータでの距離を Li,サイクル長を Ci,青時間をを取得する。

Gi,加速度を加速時 a+,減速時 a－とする。

現地調査の概要と取得データは以下のとシステム導入後の予測される挙動を図３

おりである。に示す。

・日時：2009 年 8 月 5 日 PM10:00~11:00･場所：国道 17 号線（対象地域内）

R

G

○信号現示
ストップウォッチを使用し、信号現示

vibパターン、青時間、黄色時間、全赤時間、via

サイクル長を測定した。
○夜間交通量
対象地域の各交差点にビデオを配置し、撮影による方向別交通量調査を行った。
･日時:2009 年 12 月 5 日 PM10:00~11:00･場所：高梨交差点（対象地域内）

図 3 システム適用後の予測される挙動○加速度車両の挙動を計算するために、交差点①交差点到達時刻でビデオ撮影による加速度調査を行った。

𝑡𝑖𝑏 = (𝐿𝑖 − 𝐿𝑖−1 )/𝑛𝐶𝑖

6 台のカメラを配置し、それぞれの通過時

𝑡𝑖𝑎 = (𝐿𝑖 − 𝐿𝑖−1 )/(𝑛𝐶𝑖 + 𝐺𝑖 )刻から算出した。

3.

②推奨速度を①より算出する
𝑣𝑖𝑎 = (𝐿𝑖 − 𝐿𝑖−1 )/(𝑡𝑖𝑎 − 𝑡𝑖−1 )推奨速度システム

𝑣𝑖𝑏 = (𝐿𝑖 − 𝐿𝑖−1 )/(𝑡𝑖𝑏 − 𝑡𝑖−1 )3-1. 概略

via とvib で実現可能な推奨速度 vi を選択

信号１を車両が通過し、通過速度を維する。

持すると次の信号２で赤現時で停止する

vi ≤ vMAX = 602

③交差点通過時のt ∗i を算出する。
𝑣𝑖 > 𝑣𝑖−1𝑡𝑖∗ =2𝑣𝑖 − 𝑣𝑖−1
𝑣𝑖2 − 𝑣𝑖−1+ (𝐿𝑖 − 𝐿𝑖−1 −)/ 𝑣𝑖 + 𝑡𝑖−1𝑎+2𝑎+𝑣𝑖 < 𝑣𝑖−1𝑡𝑖∗ =3-3.

2𝑣𝑖 − 𝑣𝑖−1
𝑣𝑖2 − 𝑣𝑖−1
+ (𝐿𝑖 − 𝐿𝑖−1 −)/ 𝑣𝑖 + 𝑡𝑖−1𝑎−(2𝑎−)

OD 交通量の推定

長岡から小出までは 52 の信号交差点が存在している。当然多くの車が 17 号線に合流してくるため、その挙動の計算を行う
前にＯＤの設定を行う。本研究ではParamics に付属している estimator とい

図 4.1 システムの有無による旅行時間うプログラムを使用し推定 OD の算出を行の相関(一部)った。

4. 推奨速度システムの評価

4-2.

燃料消費量でによる評価計算結果を用いてシステムの効果を確計算結果より燃料消費量での評価を行認する。効果の評価指標は旅行時間と燃う。燃料消費量は車両の状態によって変料消費量である。

化しているので定速走行時、加速時、ア4-1. 旅行時間による評価

イドリング時の 3 つに分けて計算を行う。

車両を走行距離別に分け、距離別でシ定速走行時の燃料消費量 F を算出する式

ステムの旅行時間に対する効果を検証する。小出→長岡間、長岡→小出間の二種は以下のとおりである。

類とそれぞれの進行方向に合流してくる

𝑄𝑣 = 𝑓𝑡 × 𝑡

車両の計 4 種類の計算を行った。平均削

𝑓𝑡 = 0.008𝑣 + 0.39

減時間のまとめを表 4.1 に、システムのft : 一定速度状態での単位時間あたりの燃料消費量有無による評価指標の相関のグラフの一(cc/s)部を図 4.1 に示す。グラフの横軸はシスv: 速度(km/h)

テム適用前の旅行時間、縦軸は適用後の次に加速時の計算においては走行中の旅行時間である。

車速の変動を評価する指標として加速エ

表 4.1 システム導入後旅行時間削減

ネルギー当量（AEE[m2/s2])という概念を導入する。これは速度増加時に車両が獲得するエネルギーに相当する変量であり、増速時の到達速度の２乗値から増速時の初速の２乗値を引いたものとなる。この3

２乗値の差の総和を AEE と定義する。式ラフの一部を図 4.3 に示す。グラフの横に表すと以下の様になる。

軸はシステム適用前の燃料消費量、縦軸は適用後の燃料消費量である。45 度の線

K

AEE =
k=1より下に点がある場合はシステム導入に2δk (vk2 − vk−1)より燃料消費量が改善されたということになる。

ここで k は計測周期、Ｋは旅行時間Ｔを

表 4.3 システム導入後燃料消費量削減

計測周期で割った値、vk は各周期の瞬間速度、δk は加速時δk = 1でそれ以外は０のダミー変数である。このＡＥＥを用いた加速時の燃料消費量Ｑは以下の様になる。
Q a = 0.3T + 0.028D + 0.056AEE
T:走行時間(s) D:走行距離(m)次にアイドリング時の燃料消費量を考える。アイドリング中の燃料消費量は環境省より以下表 4.2 のように発表されている。
表 4.2 車種別アイドリング中排出量

図 4.3 システムの有無による燃料消費量の相関（一部）5.まとめと今後の課題

よってその消費量Q I [cc]は以下の様に

本研究では車両の適正速度を推奨するなり、ことで信号での待ち時間や停止状態から乗用車Q I = 0.233Tの加速を可能な限りなくし、燃料消費量

大型トラック Q I = 0.5Tや旅行時間の削減を目標としシミュレー

T:時間(s)ションした。単純に停止や加速をなくし合計燃料消費量Q T [cc]は以下の様に表わできる限り等速で走ることができれば旅される。

行時間や燃料に効果が起きる。

QT = Qv + Qa + QI

旅行時間、燃料消費量、ともに 5%~20%

平均削減時間のまとめを表 4.3 に、シの削減ができていた。

ステムの有無による評価指標の相関のグ
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