研究報告

マイクロシミュレーションの交通計画への活用
Apllications of Traffic Simulation to Transport Planning
絹田裕一＊

矢部中嶋

努＊

福本康博＊

大輔＊＊

高砂子

浩司＊＊＊

和彦＊

高橋勝美＊＊

牧村中村

馬場俊之＊
剛＊＊＊

By Yuichi KINUTA, Tsutomu YABE, Daisuke FUKUMOTO, Koji TAKASAGO, Toshiyuki NAKAMURA,
Yasuhiro NAKAJIMA, Kazuhiko MAKIMURA, Katsumi TAKAHASHI and Tsuyoshi BABA

１．はじめに

２．IBS における適用事例

近年の少子高齢化等の社会情勢の変化は、右肩上IBS における交通マイクロシミュレーションの適がりの社会経済の終焉を示すものであり、これはま用事例を、図−１に示す。従来は、個別の路線、狭た、従来の政策立案過程の根本的な考え方から脱却

域なエリアでの面的な分析に活用される場合がほとする必要性をも示している。

んどであったが、２００５年頃からは、市域や都市圏交通計画においても、右肩上がりの将来を前提と全体を対象とした広域エリアでの分析にも活用されして交通基盤の必要整備量を示すことがニーズでるようになりつつある。これは、パソコン等の処理あった時代から、交通規制等の交通管理施策と一体演算能力の飛躍的向上といった物理的な要因もあげとなりながら、効率的な交通体系を確立するためのられるが、先に述べた実務上のニーズの変化により、政策提案が求められる時代へと変化している。

莫大なデータ処理を必要とする広域エリアの面的なこのような流れの中で、様々な理論上の課題を抱えつつも実務上のニーズに応えてきた集計型の交通分析においても、交通マイクロシミュレーションに対する期待が大きくなっているといえる。

需要推計に対して、個々の自動車の走行状態を再現

表−１には、マイクロシミュレーション適用事例しながら政策評価を行うマイクロシミュレーションのそれぞれの概要を整理した。２００２年の浜松市での重要性が指摘されるようになったのも自然の流れの事例以降、広域エリアを対象とする事例が増加しといえる。また、最近の交通政策立案においては、ており、以前は多くても１００未満のリンクで分析し環境へのインパクトを評価することが重要な課題であり、この点でも交通マイクロシミュレーションは、分析手法として多くの期待を集めている。
IBS においても、近年、交通マイクロシミュレーションを適用する事例が増えている。高橋らが整理した交通マイクロシミュレーションの実務への適用上の課題※１ は、現在においても全て解決した訳ではないが、様々な工夫を凝らしながら実務への適用を図っており、交通マイクロシミュレーションの実務面での有効性についての知見が蓄積されつつある。
本稿では、まず、これまでの IBS での実務における適用事例を整理する。次に、いくつかの適用事例において詳細な解説を行い、交通マイクロシミュレーション適用の有効性を具体的に示す。
図−１ 交通マイクロシミュレーション適用事例＊道路計画研究室

64＊＊交通まちづくり研究室

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７＊＊＊環境・資源研究室

Paramics

モデル

約５km

ノード：２３
リンク：２７有り

ネットワーク規模

経路選択

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

AVENUE

約２．
５km

約０．
５km２無し

ノード：８
リンク：１
４

時差出勤

有り

ノード：２８
リンク：５２

横断歩道設置

信号交差点
滞留長

動画

計画検討

動画

交通ワークショップにおける施策
効果説明会

区間旅行速度

区間旅行速度

信号交差点
滞留長

区間旅行時間

区間旅行時間

施策実施済み交通管理者協議動画

信号待ち回数信号交差点
滞留長

区間旅行速度※２ VTOD（Vehicle Trip Origin Destination）：自動車交通 OD 表

備考

結果の活用
場面

出力指標

AVENUE

浜松市
２００１年

高崎市
AVENUE

２００２年

岡山市
AVENUE

２００２年
AVENUE

２００２年

三鷹市など

浜松市
tiss−NET

２００２年

約２．
５km

無し

ノード：８
リンク：１
４

自転車転換施策

約２km

無し

ノード：１
７
リンク：３
２

道路改良

交差点を中心とした幹線道路の改良による渋滞緩和効果の分析

−

有り

ノード：３
８
リンク：７
１

IC 設置

IC 設 置 が 周 辺地区の交通流動に与える影響の分析

浜松
tiss−NET

２００２年
VISSIM

２００４年

熊谷付近

有り

ノード：１
５
リンク：３
３

区間旅行時間

計画検討

動画

信号交差点
滞留長

区間旅行速度

区間旅行時間

区間旅行時間動画

信号待ち回数信号交差点
滞留長

区間旅行速度

施策完了済み他モデル（SIPA）
道路管理者協議との比較分析

動画

信号待ち回数信号交差点
滞留長

区間旅行速度

施策完了済み交通管理者協議

動画

信号交差点
滞留長

区間旅行時間交差点方向別交通量

走行車両データ（０．
１秒 単 位 で出力）
：速 度、加速度、勾配、車両種類、車両位置

信号交差点
滞留長

区間旅行時間交差点方向別交通量

交差点方向別交
通量の分岐率よりネットワーク
端点の OD 表を推定

有り

ノード：２
リンク：１
４

施策実施済みTDM、ITS 施策による交通円
滑 化、交 差 部
交通管理者協議（HOTSPOT）における環境影響評価の検討

信号交差点
滞留台数

左折交通旅行時間

区間旅行時間広域のVTOD表
から、対象ネットワーク端点及びゾーン中心間
OD 表を推定

有り

ノード：１
６３
リンク：３
８９

連続立体交差化

横断歩道設置
地下道廃止

駅広内の車両動線の改良

約１．
６km
局所的な沿道環境対策・渋滞対策による大気質の予測評価手法の確立

約４km２
横断歩道設置と地下道廃止が周辺道路の交通流動に与える影響の分析

約０．
０
４km２
駅前広場の改良が広場内及び周辺道路の交通流動に与える影響の分析

広 域 の VTOD 交差点方向別交 交差点方向別交 交差点方向別交 交差点方向別交 交差点方向別交 交差点方向別交
表から対象ネッ 通量から OD 表 通量から OD 表 通量から OD 表 通量から OD 表 通量から OD 表 通量から OD 表
トワーク端点及 を推定を推定を推定を推定を推定を推定
びゾーン中心間OD 表を推定

時差出勤

交通需要の設定

高崎市

２０００年

施策実施による 施策実施による ６車線道路 に 横 施策実施による交差点渋滞緩和 交差点の渋滞緩 断歩道を設置し 交差点の渋滞緩効果の分析
和効果の分析
た場合の交通流 和効果の分析
への影響分析

評価対象施策

ねらい

面積・延長

対象地域

１９９９年

年次

豊田市
tiss−NET

２００６年
VISSIM

２００６年

名古屋市

約３００km２

計画検討

動画

区間旅行速度

区間旅行時間交差点方向別交通量

路上工事抑制カレンダーの効果の検証

区間旅行速度

区間旅行時間無し
広 域 の VTOD
表からゾーン中
心間 OD 表を推定

有り

ノード：４５８
リンク：９４４

車線規制

広域のVTOD表
から、対象ネットワーク端点及びゾーン中心間
OD 表を推定

ノード：２２４
リンク：２９１

時差出勤、公共交通優先施策

中心市街地の交 路上工事による通問題に対する 車線規制の交通施策実施効果の への影響分析
分析

約１０km２国道の渋滞交差 国道の渋滞交差 中心市街地及び 国道の渋滞交差 国道の渋滞交差 幹線道路におけ 駅前広場及びそ 中心市街地及び 連続立体化がお 中心市街地及び 名古屋市のほぼ点を中心とする 点を中心とする その周辺を含む 点を中心とする 点を中心とする る IC 設 置 地 点 の周辺道路を含 その周辺を含む こなわれる２交 その周辺を含む 全域（環 状２号区間区間地区区間
区間を中心とする地 む地区
地区
差点の立体交差 地区（国道３０２号）内区部及びその連結側）
側道部分を含む
国道区間

浜名湖南岸地域都市・地域

表−１ IBS における交通マイクロシミュレーション適用事例の概要

．活動報告

65

ていたが、最近では、対象リンク数が３００以上にのｂ）ケース設定

ぼる事例もみられるようになってきている。
一方、交通マイクロシミュレーションでは、従来本調査では、横断歩道を設置する交差点の組み合わせによって表−２のケースを設定した。

から、入力データ、特に自動車交通需要を如何に設表−２ 設定ケース定するかが重要な課題となっていた。

設置位置

広域エリアを対象とする事例では、現地調査等の横断歩道設置交差点名

調査ボリュームの観点からも、観測道路交通量デー

ケース１−なし（現況）タに基づいて OD 表を作成するのは非現実的であり、

ケース２１

鍛冶町交差点

PT 調査や道路交通センサスデータの VTOD 表を

ケース３２

市役所前交差点用いて OD 表を推定する方法をとっている。

ケース４

１，２

鍛冶町交差点と市役所前交差点

近年は、シミュレーターの選定にも変化がみられ、IBS では tiss−NET や VISSIM を 用 い た 事 例 が 増ｃ）シミュレーションモデルの選定加している。

横断歩道上の歩行者数に応じて、車両１台１台に与える影響を加味することができる追従モデル、か３．マイクロシミュレーションの適用事例
本章では、図−１、表−１に示したマイクロシミュ

つ複雑なネットワークにも適用することができる経路選択モデルを内包している tiss−NET を選定した。

レーションの適用事例のうち、（１）横断歩道設置のｄ）シミュレーションの実施

影響分析（浜松市）、（２）環境改善施策の評価、（３）（中心市街地における交通施策の影響分析（豊田市）、

）入力データの作成（ゾーン設定と OD 表作成）
対象ネットワーク内におけるゾーンは、平成７年（４）路上工事の影響分析（名古屋市）の事例につい度西遠都市圏パーソントリップ調査の小ゾーンを活て紹介する。

用し、発生集中点は各ゾーン内の駐車場に設定した。
なお、各駐車場の発生集中量は、ゾーンにおける発（１）横断歩道設置の影響分析への適用

生集中量を駐車容量に応じて分割することで設定しａ）検討の目的た。

浜松市の中心市街地において、地下道が歩行者のOD 表については、配分計算から得られた交通量回遊性を阻害していることに対し、歩行ルートの拠及び経路情報をもとに、ネットワーク端点と各駐車点となる交差点に横断歩道を設置することについて、

場の OD 表を暫定的に作成し、年次などを考慮して、その影響や周辺の交通状況の変化を交通シミュレーネットワーク端点の時間帯別観測交通量を用いて補ションによって評価することを目的としている。

正し、朝ピーク時の時間帯別 OD 表を推計した。
（）現況再現性の確認対象ネットワーク上の観測交通量とシミュレー

図−２ 中心市街地における対象交差点位置

66

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

図−３ シミュレーションによる分析結果の一例

．活動報告（２）環境改善施策の評価への適用ａ）検討の目的
局所的な沿道環境対策や渋滞対策による大気質の予測評価手法の確立を目的として、速度・加速度・勾配・車両総重量といった交通挙動の変化を反映した排出量係数（走行特性対応排出係数）の作成を行ってきた（本レポート：走行特性を考慮した排出係数の検討）。本事例では、この走行特性対応排出係数とマイクロシミュレーションを用いて排出量推計を行い、従来から用いられている平均車速モデルとの比較を行った。また、環境改善施策の評価として連続立体交差化の排出低減効果を推計した。
ｂ）排出量推計方法
マイクロシミュレーション VISSIM より、時々図−４ 動画出力の例

刻々と変化する車両別の速度・加速度等のデータを得て、走行特性対応排出係数を用いて排出量を推計

ション交通量との比較により現況再現性を確認したした。

ところ、概ね再現性を確保することができた。また、動画を確認することにより、混雑が指摘されている路線などの表現ができていることを確認した。
（）横断歩道設置の影響分析

各ケースを比較評価する指標は、「通過交通の平均旅行時間」、「対象交差点における左折交通の所要時間」、「方向別滞留台数」などを用いた。また、各ケースの動画を並べて表示することにより、ケース間の交通状況の違いを視覚的に確認した。
ｅ）得られた知見と今後の課題
分析の結果、影響が少ないと判断されたケース２（鍛冶町交差点への横断歩道の導入）については、その後も一般住民が参加するワークショップでスクランブル交差点にした場合などの評価も実施し、意思決定支援ツールとしての有効性を確認することができた。また、警察協議にもシミュレーションが適用され、導入しても問題ないと判断されたため、こ図−５ 走行特性対応排出係数を用いた推計方法のほど整備が完了したところである。
一方、市民の意見には、休日や夕方を対象とした推計結果について、ある交差点を対象として、平シミュレーションを求める要望等もあった。データ

均車速モデルを用いた推計結果と比較した。全区間の制約等の問題があるものの、即時的に対応できる

では NOx で１．
１倍、PM で約１．
０倍とほぼ同様のものについて検討が必要となる。

値であったが、交差点内では NOx、PM ともに約

また、経路選択や車線変更挙動の設定などにより説明しにくい交通状況が発生し、アウトプットに思１．
７倍と差異が大きく、加減速の影響を反映できたと考えている。

わぬ影響を与えることがあるため、指標だけで判断するのではなく、動画を確認しながらパラメータを設定するなど、注意が必要である。

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７67

表−３ 平均車速モデルとの比較
対象区間

推計方法

平均車速モデル全区間
走行特性対応（７５０×２８０m）
／平均車速モデル
交差点内走行特性対応（２０×２０m）
／※

※

NOxPM

１７，０００１，８５０１９，２００１，８５０１．
１１．
０５５０６０９４０１００１．
７１．
７※排出係数は「自動車排出係数の算定根拠（国土技術政策総合研究所資料 No．
１４１）」、交通量は入力データ、速度は出力データを集計したものを適用した。

図−８ 車両挙動と排出量の変化ｃ）環境改善施策の評価
環境改善施策として、実際に行われた連続立体交差化による排出量低減効果を推計した。施策前後のｄ）今後の課題

シミュレーション再現性を交通量、平均旅行速度、本推計では、連続立体交差化が環境改善に寄与す渋滞長で確認したところ概ね良好であった。施策後る結果となったが、時間帯別渋滞長の再現性が芳しの排出量低減効果は、NOx で約２１％、PM で約２８％、くないなど課題もある。交通流の再現性を高めるこ

CO２で約１５％ の低減となった。ま た、施 策 後 のとが排出量の推計精度を高めるが、現状ではシミュネットワークに施策前の交通量を流した場合、NOxレーションの入力データが不足している。よって、で約２６％ の低減となった。これらから、速度向上

現状の使用可能データで何処まで施策検討に耐えらにより約２６％ 減少し、交通量増加・車種構成変更れるのかなど、今後も引き続き検討が必要である。

により約 ５％ 増加したことが判明した。

なお、本事例の連続立体交差化の他に、交差点改良

また、交通流・車両挙動と排出量の時空間的な関係を把握することを目的に、アニメーションによるや信号系統制御、バイパス整備の効果などについても検討を行っている。

推計結果の動的な視覚化をおこなった。
（３）都心交通ビジョンの策定支援（マルチモーダル施策）への適用
ａ）検討の目的
豊田市中心市街地における渋滞問題や環境問題、中心市街地の活性化の問題などに対応するため、同市において検討されている都心交通ビジョン（「都心部マイカー通勤者の時差出勤」や「バス専用レー
図−６ 排出量低減の要因分析

ン等の公共交通優先施策」等のマルチモーダル施策）について、施策実施の効果・影響を評価することを目的として実施した。
ｂ）シミュレーションモデルの選定
この調査では、交通施策の評価に際し、都心部の駐車場の配置、出入口の影響を評価できること、バスレーン等のバスの優先施策が評価できること、ビジュアル面で高い説明力を有していること、以上３点を満たすモデルとして、tiss−NET を選定した。
ｃ）シミュレーションの実施（

図−７ 交差点付近の交通流と排出量の変化

68

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７）入力データの作成（ゾーン設定と OD 表作成）
シミュレーション用のゾーン設定においては、中．活動報告図−１
０ 分析対象となる政策シナリオの設定例

図−９ 現況再現性（交通量）の確認（上：対象エリア集約断面、下：主要地点）

図−１
１ シミュレーションによる分析結果の一例※ある流入部の所要時間（分析ケース内容は省略）

京都市圏パーソントリップ調査の基本ゾーンを活用き（信頼性）等を行った。

した。

ｄ）得られた知見と今後の課題

OD 表については、配分計算から得られた交通量

この調査では、検討が進められている施策の導入及び経路情報をもとに、主要地点の時間帯別観測交効果について分析を行い、都心部におけるマルチ通量にて補正・推計した。ただし、都心部および隣モーダル施策の段階的な導入シナリオの提案を行う

接ゾーンについては、各ゾーン内の施設や駐車場のことができた。

位置を考慮した上で、町丁目境界をベースとして、今後の施策導入に向けた具体の検討にあたっては、人口指標・商業指標にて按分した。
（）現況再現性の確認

都心部への交通量の増加が見込まれる休日の評価もあわせて行う必要があるため、休日の交通量や駐車シミュレーション交通量と観測交通量との比較

場利用者特性に関するデータの収集・作成が課題と（対象エリア集約断面及び主要地点）により現況再なる。

現 性 を 確 認 し た。ま た、車 両 運 行 管 理 シ ス テ ム（MOCS）の平均所要時間データを用いた比較にお（４）路上工事による交通への影響分析への適用

いても、概ね現況データとシミュレーション結果とａ）目的の整合性を確認した。

車線規制を伴う路上工事では、規制開始地点をボ）施策導入シナリオの影響分析

トルネックとする交通渋滞など多大な社会的影響を検討されている施策代替案について、それぞれ条及ぼす。このため道路管理者は、近年「路上工事抑件設定を行った上で影響分析を行った。分析の一例

制カレンダー」を用いて、交通量が特に増加する時として、代替案の導入により、郊外方向から中心市期の工事を抑制する工事マネジメントを行っている。

街地へ向かう流入断面の平均所要時間やそのばらつ

ここでは、交通マイクロシミュレーションを用いて（IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

69

STEP１

図−１
３ 工事箇所の現況再現性（STEP３）
STEP２

図−１
４ 各ケースの車線規制区間の旅行速度

マイクロシミュレーションによる現況再現性は下
図−１
２ 現況再現性（STEP１，STEP２）

記のステップで実施し、分析に十分な再現性を持つことを確認した。

「路上工事抑制カレンダー」の検証を行う。

STEP１ ：市内各地点での実績交通量との比較ｂ）シミュレーションモデルの選定

STEP２ ：国道３０２号断面での放射方向道路のこの事例においては、シミュレーション結果の将実績交通量との比較

来的な活用を考慮し、 ビジュアル面で高い説明力

STEP３ ：対象工事箇所を含む区間の実績旅行を持つこと、 広域的なネットワークを取り扱うことのできるという２点を満たす VISSIM を選定し時間との比較（）路上工事抑制カレンダーの効果た。本事例で特筆すべきは、名古屋市ほぼ全域を対路上工事抑制カレンダーの検証を行うため、下図象とする広域なネットワークでマイクロシミュレーに示すケースでシミュレーションを実施した。路上ションを実施していることであり、従来の事例では工事抑制カレンダーの効果は、「交通量の特に多いほとんど見られない規模である。これによって、路日の工事を避けることによって回避できる交通への上工事という一箇所でのイベントが広域的な道路交影響」であるため、CASE１と CASE２の差分とし通に与える影響を把握することも可能となる。て表現でき、旅行速度でみて１割〜２割程度の速度ｃ）シミュレーションの実施低下を抑制できることが明らかとなった。

（ｄ）得られた知見と今後の課題

）分析対象工事

平成１９年１２月に実施された国道１号鳴尾交番北

本業務では、「路上工事抑制カレンダー」の検証交差点（名古屋市南区）での路上工事（１／２車線を行うことにより、甚大な渋滞の発生しそうな日を規制）を対象として分析を行った。

予め回避することの効果を定量的に示した。

）現況再現性の確認（70

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

また、これまでの交通マイクロシミュレーション

．活動報告の課題の一つとして、シミュレーション結果の一般ある。市域全体をシミュレーションすることにより、性が低く他地域への転用可能性が低いことがあげら各所で行われる路上工事の影響について、簡単に分れるが、名古屋市全域という広域エリアをシミュ析するためのツールとして活用することができる。

レーションすることにより、今後は異なる路上工事

このように、交通マイクロシミュレーションを実を分析する場合でも、毎回、一からシミュレーショ

務に適用することで多くの成果が得られることが明ンを実施するような労力やコストをかけずに、簡単らかとなっているが、技術的な課題も存在している。

なチューニングを施すことにより分析可能となる。

特に大きな課題はインプットデータに関するものであり、下記のような点について今後解決策を講じて４．おわりにいくことが望ましい。

中心市街地に関する分析を行う場合には、交通

本稿では、２章で IBS における交通マイクロシ量が増加する休日についても分析する必要があ

ミュレーションの適用事例の概要を整理するとともり、精度の高い休日 OD 表の推計方法の検討がに、３章では、最近の適用事例について具体的な内環境影響評価等の詳細な車両挙動が直接的に関容を紹介した。

必要となる。

３−（１）の浜松市の事例や、３−（３）の豊田市の事わる指標について分析する場合には、高い現況例は、地区交通計画における施策実施の交通へのイ再現性が求められており、インプットデータもンパクトを複数シナリオで評価するものである。複より精度の高いデータが必要である。

数のシナリオを同一条件下で比較・評価し、さらにこれらの技術的な課題があるとはいえ、交通マイその施策の効果を動画で表現することで、計画立案クロシミュレーションに対する期待は今後も高まっ段階だけでなく交通管理者や周辺住民との協議の場ていくと考えられる。道路等の社会基盤の整備量でにおいても、施策の効果を分かりやすく説明するこはなく、既存ストックの効率的・効果的な活用が問とが可能である。浜松市の事例では、実際にシミュわれる時代になった今、ハード施策、ソフト施策をレーション結果についての交通管理者との協議を経組み合わせた効果を分かりやすく示すことのできるて施策の実施がなされている。

ツールとして、実務上の要請は更に高まっていくでまた、３−（２）は、近年の社会的な重要課題でああろう。IBS としては、これからも実務での活用をる環境への影響評価に適用した事例である。マイク

通して、シミュレーション技術の向上に寄与するこ

ロシミュレーションでは、車一台一台がそれぞれのとが重要であると考えている。

車両挙動を持って走行しているため個々の車両の排出量を算定することが可能であり、従来のマクロな参考文献

算出方法に比べて、環境汚染物質の排出量を精度良

１）高橋・森尾・福本：交通マイクロシミュレーショ

く算定することができる。
３−（４）は、名古屋市ほぼ全域を含む広域エリア

ンの実務への適用上の課題，IBS Annual Report
研究活動報告２００３，pp．
１
５−２３，２００に交通マイクロシミュレーションを適用した事例でIBS Annual Report 研究活動報告 ２００７71