．論 文

一般論文

道路投資における費用便益分析のための交通需要予測の方法＊−実務における予測作業の実施可能性を踏まえて−
The Forecasting Method of Travel Demand for the Cost Benefit Analysis in Road Investment−Based on Feasibility of the Forecasting in the Practice−
桐越

信＊＊

毛利

雄一＊＊＊

By Shin KIRIKOSHI and Yuichi MOHRI

１．はじめに（１）本稿の背景と目的分析を実施する場合に交通需要予測の方法そのものが具備すべき要件について指摘しているとも解釈できる。第３章では、この要件について整理する。

今日、各種の公共事業の実施において、費用便益

幹線道路整備のための交通需要予測の一般的方法

分析による事業評価が一般的に行われている。道路として現在確立している４段階推計法（あるいは、事業においても費用便益分析の実施のため、その手３段階推計法）は、検討対象となっている幹線道路

続きと具体的な分析方法が順次検討され、平成１５の車線数や構造規格等を決めるために、もともと将年には「費用便益分析マニュアル」が国土交通省道

来交通量をできるだけ高い精度で予測することを主

路局企画課長、都市・地域整備局街路課長から各事たる目的として開発されてきた方法である。そのた業者に通達されたところである。

めに、アドホックな仮定や一部に大胆な簡略化もな

このような状況のもと、「費用便益分析マニュア

され、論理整合性に欠ける部分を有していることもル」に対して、主として経済学の研究者からすでに事実である。また、４段階推計法をもとにして考えいくつかの問題点について重要な指摘がされている。

ると、予測交通量をもとに算出される費用便益分析

本稿では、それらの指摘事項のうち、とくに経済理のアウトプットである純便益（ B − C ）や費用便益論との整合性の観点から指摘されている事項につい比（ B / C ）は、同じく予測交通量をもとに算出さて、実務上必要不可欠な予測作業の実施可能性の観れる車線数や構造規格などの他の数多くあるアウト

点からの検討も踏まえ、それらの指摘に対する対応

プットのひとつ（one of them）として捉えられるの方向性を示すことを目的としている。

傾向がある。
一方、費用便益分析は、体系的でかつ論理整合的（２）本稿の概要

な経済理論（この場合、標準的ミクロ経済理論）を

本稿は全体が５章より構成されている。第１章でその基礎として有しているものであり、できるだけは、本稿の背景・目的と概要を示す。第２章では、

正確な（標準的ミクロ経済理論に整合的な）費用便

現在実施されている道路事業における費用便益分析

益分析を実施しようとするなら、費用便益分析におの具体的方法に対して、これまでに経済学の研究者

ける便益の計測に必要不可欠な予測交通量そのものから指摘された重要な問題点について整理するととの算出プロセス（すなわち交通需要予測の方法）自もに、その理論的な基礎について確認する。本稿に体に対しても費用便益分析が有している標準的ミク

おいて、採り上げるのは「金本・蓮池・藤原論文」

ロ経済理論に基づく論理整合性と同様の論理整合性と「城所論文」である。「金本・蓮池・藤原論文」とを当然要求するということになる。費用便益分析と「城所論文」はともに、標準的ミクロ経済理論に基の関連において交通需要予測の方法に対して重要な

づき、道路事業における費用便益分析の具体的方法

問題点が指摘される理由はまさにこの点にある。換に対して本質的で重要な問題点を指摘している。両言すれば、主として簡単なマクロ計量モデルから構

論文は、標準的ミクロ経済理論に基づいて費用便益成される４段階推計法による交通需要予測の方法に＊本稿は、『高速道路と自動車』２００
７年５月号所収の桐越・毛利・安部・青木（２００７）を大幅に加筆修正したものである。
＊＊国土交通省中国地方整備局副局長 ＊＊＊道路・経済研究部長

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

5

対して、費用便益分析の観点からいわゆるミクロ経

いが、OD 間の需要が変動的、あるいは競合するルー

済学的基礎付けを要求しているということもできる。

ト間において完全代替が成立しないような場合にはその意味で上記の両論文の指摘は極めて本質的で重バイアスを発生させるというものである。

要な指摘であるということができる。

さらに、金本・蓮池・藤原（２００６）では、実務に

第４章では、第３章で整理した、標準的ミクロ経

おいて一般的に採用されている交通需要予測の方法

済理論を基礎とした場合の交通需要予測の方法が具は、とくにその予測の手順（発生・集中→分布→分

備すべき要件に照らして、現在実務で費用便益分析

担→配分）が標準的ミクロ経済理論を基礎とする費を実施するにあたって一般的に採用されている方法

用便益分析とは整合的でないとしている、というの（４段階推計法）が有する問題点について整理するが筆者の理解である。金本・蓮池・藤原（２００６）のとともに、問題点解消のためにこれまでになされて「付録１」の詳述からも分かるように、標準的ミク

きた取り組みについて記述する。

ロ経済理論に基づく費用便益分析における便益の計

第５章では、費用便益分析のための交通需要予測

測と理論整合的な交通需要の予測の手順は、現在実の方法について、標準的ミクロ経済理論との整合性

務で一般的に採用されているような発生・集中→分だけでなく、実務において必要不可欠な推計・予測

布→分担→配分という「上から下へ」ではなく、「下作業の実施可能性の観点からも評価し、今後実務にから上へ」（計算手順としては「下から上へ」である

おいて取り組むべきその方向性を示す。

が、より上位の交通量は順次積み上げることで一意

第６章では、全体のまとめと結論を述べる。

に算出されるので理論的にはより上位の交通量も同時に算出されることとなる）であるというのが金２．経済学の研究者からの指摘内容と標準的アプローチ
本稿において採り上げる論文は、金本・蓮池・藤本・蓮池・藤原（２００６）の見解であると解釈できる。
この予測の手順についての問題は、前記の引用部分
における具体的な指摘事項にある「OD 間の交通需要が一定」とも直接的に関係するものである。

原（２００６）と城所（２００５）である。
（１）金本・蓮池・藤原（２００６）の指摘内容（２）城所（２００５）の指摘内容

金本・蓮池・藤原（２００６）が「費用便益分析マニュ

金本・蓮池・藤原（２００６）と同様の指摘が城所

アル」に対して具体的に問題点として指摘している（２００５）においてもなされているが、より本質的で内容を引用すると次のとおりである。

 「OD 間の交通需要が一定であり、競合するルー

重要な指摘がその目的に明確に示されているので、ト間の交通需要が完全に代替的なケースでは、「本稿で行うのは、標準的ミクロ経済モデルをも社会的便益を総交通費用の減少だけで評価できとに、交通投資の便益評価理論を解説し、それをもる。しかし、代替性が不完全な場合には、ODとに現在の費用便益分析のマニュアル類の問題点を間の交通需要が一定であっても、社会的便益の整理することである。その過程で、ミクロ経済学の 「アメリカの１９６０年のマニュアルや日本の国土変化は無視できない。
（p．
」
５
２）

行動モデルとマニュアル類との間にはいくつかの不交通省のマニュアルのように、総交通費用の変がって、本稿は標準的なミクロ経済学を踏まえてマ化で便益を計算する「総交通費用アプローチ」

ニュアル類を再検討し、今後の課題や未解決の点をは完全代替のケースは正しい答えを与えるが、明確化する役割を果たすことも目的としている。」

代替性が不完全な場合にはバイアスが発生す

１２１）（２００５，p．

る。
（p．
」
８
０）

それを引用すると次のとおりである。

整合な点があることも明らかになるであろう。した城所（２００５）では、上記に引用した目的のもと、

金本・蓮池・藤原（２００６）の具体的な指摘は、便標準的ミクロ経済理論を適用して経路交通のレベル

益計測の方法として「費用便益分析マニュアル」がでの定式化によって便益の計測と交通量の算出を同採用している「総交通費用アプローチ」は、OD 間時に行っている。より上位の交通量（リンク、分担、の需要が固定的でかつ競合するルート（経路）間に分布、発生・集中）は、便益の計測と同時に算出さ完全代替が成り立つ場合にはバイアスを発生させなれる経路交通量を順次積み上げることによって求め

6

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

．論 文の利潤最大化を枠組みとする標準的ミクロ経済理論  
（８）



    
（９）

式（８）
、（９）は逆部分均衡需要関数を表わしてお   に つ い て 解 く
り、式（８）、（９）を に従えば至極当然のことである。引用した上記の目と、式（１０）、（１１）が得られる。式（１０）、（１１）は的に照らすと、実務における費用便益分析のための部分均衡需要関数である。

られることになる。実務における一般的な交通需要
予測プロセスの最も下位に位置する経路交通のレベ
ルでの定式化により便益の計測を経路交通量の算出と同時に行うことは、需要者の効用最大化と供給者

交通需要予測の方法に対する城所（２００５）の最も本質的で重要な指摘はこの点にある。

      

ここで路線２から路線（３）標準的アプローチ
益分析を標準的ミクロ経済理論に基づいて行う方法
を本稿では標準的アプローチと呼ぶことにし、この標準的アプローチの理論的な基礎（定式化とその展開）を確認する。
ここでは、ある特定の OD 間に路線１から路線までの路線が存在し、このうち路線１のみを道路投
までの路線については道路投資を行わないとする場合を考える。この場合、需要者が需要しようとする道










は、式
その他の路線２から路線 の交通量

路投資によって拡幅される路線１の交通量  及び

（２）の予算制約条件下で式（１）の効用関数（準線形効用関数）を最大化することによって求められる。
式（１）のは、交通量以外の財・サービスをひとつにまとめたニューメレール財の量を示している。

     

（１１）

  

の供給関数を とし、これを式（１２）とおき、この式（１２）に式（１１）

前述の両論文のように、道路投資に対する費用便資によって拡幅し、その他の路線２から路線

（１０）

（１）
（２）

式（１）
、（２）にラグランジュ未定乗数法を適用す
ると、式（４）〜（７）のようになる。

（３）   
  （４）     （５） 
     （１階条件） 
  
（６）



   
（７）





を代入すると、式（１３）が得られる。

    
（１２）
   
  （が含まれないということ）
  （１３） の 個で、制約式（１３）では、未知数が 
条件が    の  本であり、制約条件が は一意に決まらず式（１４）１本足りないので、のように整理できる。
 

（１４）

式（１４）を式（１０）、（１１）に代入すると式（１５）、    

（１６）が得られる。


 
 


 
 

       
（１５）













          （１６）
 及 び 路 線２式（１５）、（１６）は 路 線１の 交 通 量  を路線１の一般化価格

から路線 の交通量  の関数として表わしたものであり、式（１５）の  は、路線１の一般化価格  の変化が式（１４）に示す路線２から路線 の一般化価格
 

を 変 化 さ せ、そ れ が  
平面上で路線１の部分均衡需要関数
  を シ フ

 
 
 
トさせることを表わしており、一般均衡需要関数と           

呼ばれている。換言すれば式（１５）は道路投資によ



４）で示す
る路線１の一般化価格  の変化が式（１ 
路 線２か ら 路 線 の 一 般 化 価 格 を変化させ、それがはね返って路 線１  

の部分均衡需要関数をシフトさせることにより路線



１の一般化価格  を変化させるということである。

   の逆関数を

路線１の一般均衡需要関数   とすると式（１７）が得られる。

式（４）、
（５）、
（６）
より、式（８）、（９）が得ら れ る。

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７7    （１７）  

の一般化価格 を
式（１４）のように   として路線１の一般

化価格 の関数として表現するのではなく、路線
路線２から路線



 



１の一般化価格  を路線２から路線



の一般化価

８）のように表現すること格  の関数として式（１もできる。
 



 

この 
 （式（１８））と       
（１８） （式（１６））
 
から路線２から路線 の一般均衡需要関数
  が式（１９）のように得られる。この  は、式（１２）の    とは相互に逆関数となっており、路線２から路線 では供給関  そのも
 が一般均衡需要関数 
数   のであることが分かる。
（１９）
  
   
以上の式（１０）〜（１９）をもとに部分均衡需要関数

       

と一般均衡需要関数の関係を図−１に整理する。

'    (% %
（２２）
%  %    （２３）
   
したがって、消費者余剰  は式（２４）のようが得られる。

になる。

'##(%$$  '##$$(
 %


   )$#     '##$$( （２４）        )$#     )$#    '##$$(    



一方、生産者余剰の変化は式（２５）のようになり、 （式（２４））と  （式（２５））を 合 わ せ た は 式（２６）の よ う に な る。こ こ で、#  、$  はそれぞれ路線１の with、without における供給関数である。

 "      *) #    )   

)
)


（２５）
       +
$ $
# #
 


# $
    )  )

#

#



#

  *  #  ) $  +#
$  

! 


#

$

 

（２６）

 , は、結局式（２６）をみると、路線１の拡幅による路線全体（路線１から路線 ）での便益
図−１ 部分均衡需要関数と一般均衡需要関数の関係

便益（＝社会的余剰）の変化

 は、価 格 に 歪）のみで算出されており、
路線２から路線 は便益  の算出については何

路線１における便益（

みのないファースト・ベストの場合には、消費者余ら寄与していないことがわかる。これは、路線１の剰の変化（影響を受けて間接効果が発現する路線２から路線にるので以下でそれぞれを求めることとする。式（１）、

おいて価格に歪みのないファーストベストの状況を（２）より式（２０）が得られるの で想定しているからである。

 ）と生産者余剰（ ）の和であ は 式（２１）の よ う に な る。以 下 に お い て、! 、" 、  はそれぞれグロスの消費者余剰の変化分、支払額の変化分、社会的費用の変化分を示している。

（２０）       ###  $$$%## %&&  ##$$!
" （２１）式（１５）、（１６）と式（８）、（９）より式（２２）、（２３）

8

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

３．標準的アプローチが交通需要予測の方法に要求する事項
前記の標準的アプローチが費用便益分析のための交通需要予測の方法に対して、必然的に要求することとなる基本的事項は、以下の３つに整理できる。
（１）評価モデルと予測モデルの論理の同一性
標準的アプローチでは、経路交通のレベルで定式化することにより、便益の計測と経路交通量の算出

．論 文が同時に行われる。この便益の計測と経路交通量の算出が同時に行われるということは、単に算出手順（３）需要変動型でかつ競合する経路間での完全代替を仮定しない予測の問題ではなく、評価のための便益計測の方法（す標準的アプローチでは、競合する経路間に完全代

なわち評価モデル）と交通量を求める交通需要予測替が成立するとは仮定しておらず、また（２）の「下の方法（すなわち予測モデル）が経済理論的には同から上へ」の予測結果として OD 間の交通需要は必一の論理上に成立しているということである。

ずしも固定的とはならない。

（２）「下から上へ」の予測
前述のように、標準的アプローチによる便益計測のための交通需要の予測では、実務における一般的な交通需要予測プロセスの最も下位に位置する経路
交通のレベルで定式化し、経路交通量を便益の計測

４．実務における一般的な交通需要予測方法の問題点とこれまでの取り組み（１）実務における一般的な交通需要予測方法の問題
点と同時に算出することが理論整合的（予測モデルと実務における一般的な交通需要予測の方法である評価モデルが同一の論理の上に成り立っているとい

４段階推計法の問題点を費用便益分析の基礎となってうこと）となる。その当然の結果として経路交通よいる標準的ミクロ経済理論に基づく標準的アプロー

り上位に位置するリンク、分担、分布、発生・集中

チに照らして整理すると以下の３つに大別できる。

の交通量は算出された経路交通量を順次積み上げてa）予測の手順と段階間の整合性求めることとなる。その意味では費用便益分析にお経済理論に基づく標準的アプローチでは、前述のいて理論整合的に交通量を算出しようとするなら、ように「下から上へ」向かって交通量を算出するこ「上から下へ」ではなく「下から上へ」にならざるとになる。これは、「上から下へ」向かって交通量を得ないということである。筆者は、これを費用便を予測する実務において一般的な４段階推計法とは益分析のための交通需要予測の方法に対する金本・

そもそも交通量の予測の手順が逆になっていること

蓮池・藤原（２００６）及び城所（２００５）の理論上からを示している。このことの帰結として、「下から上の最も本質的で重要な指摘であると考えている。

へ」積み上げ集計を行うことになる標準的アプロー

経路間の完全代替の仮定に加えて、「総交通費用チでは４段階推計法で一般に存在する段階間の不整アプローチ」＝「消費者余剰アプローチ」の前提条

合は存在しないことになる。例えば、４段階推計法件となる需要固定的な OD 交通量も交通需要の予測

では、分布交通量を求めるために必要となるゾーンの手順が「上から下へ」であるなら必然的にそうな間時間距離を想定される将来道路ネットワークをもらざるを得ないものである。従って、この便益計測とに事前に一次近似として算出するが、このゾーンの問題は交通需要の予測の手順から派生する問題と間時間距離は経路交通量の算出後の経路毎のゾーン

してとらえることもできる。

間時間距離をゾーン間で集計したものとは一般にはまた、標準的ミクロ経済理論と整合的に経路交通一致しない。これは、本来ネットワークフローの関のレベルで経路交通量と同時に便益の計測がされて数であり、経路交通量と同時に算出されるべきもの

いれば、それを積み上げることでどの交通のレベルであるゾーン間時間距離を４段階推計法では「上かでも便益の計測は可能で同じ値になるはずのものでら下へ」という予測の手順の制約により経路交通量ある。より上位の交通のレベルに関する情報だけで算出前に設定せざるを得ないことに起因している。

便益の計測を行おうとするならそれはそれより下位b）各段階のモデルの理論的な根拠付けの交通需要の予測に対して特定の仮定の成立を要求

標準的アプローチでは、交通量の算出が予算制約することとなる。従って、どの交通のレベルで便益条件下での経路交通量の算出における効用最大化とを計測するのかといういわゆる「便益の計測レベル

して定式化されているので、その意味ではその理論の問題」も交通需要の予測の手順から派生する問題

的根拠は、経路交通量はもちろんのこと、順次リンとしてとらえることができる。

ク、交通機関、ゾーン間、ゾーン毎に積み上げ集計することにより得られる配分、分担、分布、発生・集中の各段階の交通量の算出においても明確である。

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

9

一方、４段階推計法における各段階の交通量予測
モデルは、配分交通量の予測を別にすれば、その理論的な根拠付けは必ずしも明確ではない。発生・集中、分布交通量の予測モデルは、基本的には、はじめからゾーンあるいはゾーン間レベルで集計された

（２７）の よ う に な る。式（２７）に お い て、   、

  はそれぞれ路線１、路線２の逆一般均衡需要
 、$  は そ れ ぞ れ 路 線１の
関 数 で あ り、- 

with、without における供給関数である（図−２）。

 )    )   *) #  ) $  +#$

その段階の交通量とその交通量と相関性がある社会

!

)#

#

! 

*   )$  +   

経済変数とから構築される相関モデルであり、標準的ミクロ経済理論に基づく標準的アプローチが有し

#
$

$

 

（２７）

 

ているような理論的根拠（ミクロ経済学的基礎付け）

 について需要が固定的でかつ完全代替が成立を欠いている。

するということは、式（２８）、（２９）が成り立つとい基づく標準的アプローチに比べてその理論的根拠をうことである。この式（２８）、（２９）より式（３０）
、
（３１）
#
$
より  が  から  へ変化すが得られ、  ##$$

ると き は へと変化す から欠いているのは、本来経路交通のレベルで定式化をるので、式（２７）の右辺の第１項＋第２項は式（３２）

行い、それを順次積み上げ集計することによって算のようになる。

実務における４段階推計法での発生・集中、分布、分担交通量の予測モデルが標準的ミクロ経済理論に出すべきより上位の交通量を、「上から下へ」という予測の手順の制約から経路交通量算出前に算出せざるを得ないことに起因している。したがって、この問題も予測の手順と直接的に関係している問題であることが分かる。
４段階推計法による予測では、分布交通量の予測については需要固定型の予測であり、配分交通量の予測については完全代替の成立を前提としている。
このことは、ゾーン間毎の経路交通量の予測では競合する経路間について需要が固定的でかつ完全代替が成立することを制約条件としていることを意味している。
２路線の場合を例に需要が固定的でかつ完全代替

 を求めると以下のようになる。式（１）、（２）によって定式化される
２路線の場合（路線１を道路投資により拡幅し、路線２はそのままとする場合）の便益の差  （需要固定型）
    （完全代替）    

 は式

（２８）
（２９）
（３０）
（３１）

)$#    )$#    )$#    )#  c）配分交通量の予測における強い制約条件が成立する場合の便益の変化

         





$


!
!


)$#    )$#    )$#*    +




＝０

（３２）

し た が っ て、式（２７）の

 は 式（３３）と し て 得 *)# #  )$ $  +)$# *  られる。

      
 

（３３）
式（３２）、（３３）より分かることは、需要固定的でかつ完全代替が成り立つときにはグロスの消費者余! は !  !  よりゼロとなり、便益の変化  は社会的費用の変化     のみで算出されるというこ剰の変化とである。これは「費用便益分析マニュアル」における便益の算出方法そのものであり、標準的アプ
ローチに追加的な条件

     を付け加えることによって !    !  となるということである。その意味で消費者余剰アプローチを  !  とする「費用便益

一般解、分析マニュアル」による方法（総交通費用アプロー

,）

図−２ ２路線（代替的）の場合の便益の変化（（C（x）＝SC（x））

10

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

チ）を消費者余剰アプローチの特殊解と位置付けることもできる。

．論 文%./0：ゾ ー ン .間 の 交 通 機 関 / の 経 路 0（２）問題点解消のためのこれまでの取り組み
前項の a）〜c）の問題点は、経路交通量の算出を予算制約下（式（２））において準線形であるとい
うこと以外に特別の条件を持たない効用関数（式（１））の最大化として定式化し、それによって求めを利用する場合の効用の確定項?./0：ガンベル分布に従う効用の誤差項@? ABC?ABCA* BC?+（ガンベル分布の確率密度関数）

因する段階間の不整合の問題も配分交通量の予測に

./0 DABC%./0
ABC%./0
0
1./0 ./021./

おける強い制約条件の問題（需要固定型で競合する

非集計ロジットモデルでは、ゾーンられた経路交通量をリンク、交通機関、ゾーン間、ゾーン毎に積み上げて集計することにより当然解決可能である。なぜなら、これにより予測の手順に起

（３５）
（３６）
（３７）

.間の交通らである。４段階推計法が持っている上記の問題点/ の経路 0を利用する場合 の 効 用 の 確 定 項%./0とゾーン の人口 1が与えられると積み上げにより 1./0（経路交通量），1./（分担交通量）、1.
（分布交通量）、!（発生交通量）が同時に算出さの解消への取り組みがこれまで全く行われて来なれることになる。このことから、非集計ロジットモ

かったわけではなく、１９７
０年代後半からの非集計

デルによる定式化と積み上げでは、４段階推計法に

ロジットモデルの導入により今日では少なくとも理存在する段階間の不整合は存在せず、また効用の誤論上は a）及び b）の問題点はほぼ解消済である。

差項 ./0をその処理のしやすさからガンベル分布に

経路交通量の算出を非集計ロジットモデルを導入従うと仮定し、選択確率 ./0がロジットモデルにして定式化し、順次積み上げることによって上位のなるということを別にすれば ./0， ./， .，  算

交通量を算出することにより予測の手順と段階間の出の理論的な根拠付けも式（３４）による定式化によ整合性の問題は解消される。経路交通量算出におけり明確である。非集計ロジットモデルの導入によりる非集計ロジットモデルによる定式化は、式（３４）.
.間における交間の交通機関 / の交通量（ゾーン .間の交通機関 / の分担交通量）1./ からゾーン 
1./（式通 機 関 / の 経 路 0の 交 通 量 1./0が ./02.
（３
７））として表現される。同様の手続きでゾーン 間の交通機関 / を利用した場合の効用の確定項%./0からゾーン .間において交通機関 / を選択す.
る確率 ./ が得られ、この選択確率 ./ とゾーン .間の分布交通量）からゾー間の交通量 1.（ゾーン /.間の交通機関 の交通量 1./ は ./021./ となン.、.を求め、この .とる。順次同じ手続きで、%!（ゾーン からの発生交通量）からゾーン間の交!と表現し、さらに %、%$ と（ゾー通量 1.を .2
ン から交通行動を起こさない場合の効用の確定項）と か ら  を 求 め、こ の  と 1（ゾ ー ン の1人口）とからゾーン からの発生交通量 ! は 2

今日では少なくとも理論上は a）及び b）の問題点〜（３７）のようになる。選択確率 ./0とゾーンは解消されていると前述した理由は以上のとおりでとなる。

有しているのかという観点と、実務において必ず要経路間での完全代替の成立を前提としていること）もなくなり、さらに各段階の予測モデルの理論的根拠付け（ミクロ経済学的基礎付け）も明確となるか

./0 3456
< 7894: =0>03456%
<7894 ?7894:%7894; ?7894;=0>0;（３４）.間の交通機関 / においてここで、./0：ゾーン 
経路 0を選択する確率
7894;

;

機関

?



1 1 1 !

ある。前項の問題点のうち c）の配分交通量の予測における強い制約条件については、実務における一般的方法が需要固定と競合する経路間での完全代替を前提としていることに比べると非集計ロジットモ
デルによる定式化と一連の積み上げでは、ゾーン毎の人口がとりあえず外生的に与えられるという制約条件はあるものの需要固定と完全代替は前提とはされていないことが分かる。

５．実務における費用便益分析のための交通需要予測の方法
実務における費用便益分析のための交通需要予測の方法を検討するにあたっては、その交通需要予測の方法が標準的ミクロ経済理論とどの程度整合性を求される予測作業の実施可能性があるのかという観点の２つの観点からの検討が必要である。

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

11

（１）標準的ミクロ経済理論との整合性

標準的アプローチ、非集計ロジットモデルによる方法及び実務における一般的な方法である４

一定程度備えている。標準的アプローチでは、需要段階推計法と標準的ミクロ経済理論との整合性につ

非集計ロジットモデルによる方法は、ゾーン毎のいては以下のように整理できる。

関数が特定化されていないのでそのままでは予測作業への手がかりがつかめない。
人口が外生的に得られるならば、前述のように需要

２．
（３）で記述した標準的アプローチは、標準的ミ関数が扱い易い関数形になっているので予測作業のクロ経済理論をそのまま道路投資に適用したもので実施可能性は、一見あるように思える。ここで、４あるので当然標準的ミクロ経済理論と整合的である。

段階推計法の問題点を解決するために開発されてき実務における一般的な方法である４段階推計法は、

た非集計ロジットモデルがこれまでの実務における４．
（１）からも明らかであるが、基本的にはミクロ経交通需要の予測作業にどのような影響を与えたのか

済学的基礎を持たない相関関係をベースとする簡単についてみることとする。誤解を恐れずに結論を述

なマクロ計量モデルであり、標準的ミクロ経済理論

べるなら、幹線道路ネットワークの整備計画立案にとは整合的でない。

あたっての交通需要予測においては、一部を除いて非集計ロジットモデルによる方法は、４（．２）で説ほとんど活用されなかったと言える。その主たる理明したとおり、標準的アプローチの制約条件（式由は、利用者が利用可能な経路をどのような確率で（２））に人口の制約条件（ゾーン毎の人口が外生的選択するのかを表わす式（３６）に示すモデルを構築に与えられていること）を追加したうえで、式（１）するためのパラメータの推定において、そのためのに示す準線形の効用関数を一般型とするような特定データ収集が困難であるためにできないということの効用関数を最大化することと同じであることが城である。式（３４）、（３５）に示す非集計ロジットモデ

所（２
０
０
３）
、城所（２
００
５）において詳しく整理されルによる定式化は、「月がとっても青いから遠まわている。標準的アプローチの定式化において最大化

りして帰ろう」というようなことまでをそのモデル

する効用関数（式（１））を特定化することにより、の中に組み入れることを要求しており、これは所要需要関数が扱い易いものになるということであり、

時間、料金、距離のような自動車交通における幹線

換言すれば扱い易い需要関数を得るために、定式化

道路ネットワーク上の経路選択において基本的でかにおいて特定の効用関数を設定しているということ

つ容易に収集可能なデータ以外のデータについてもでもある。したがって、非集計ロジットモデルによ

容易に収集できることを要求することと同じである。

る方法は標準的アプローチの特殊ケースのひとつと非集計ロジットモデルによる定式化が部分的に活用位置付けることができる。同様のことは、需要関数

されたのは幹線道路ネットワークの経路交通量の予を直線で近似し、いわゆる「台形公式」で便益を計

測（配分交通量の予測）においてではなく交通機関

測する場合にも言える。この場合には、直線となる

選択における分担交通量の予測である。これは、自ような需要関数を得るために、式（１）の定式化に

動車交通における幹線道路ネットワーク上の経路選

おいて特定の効用関数を設定しているということで択に比べ、交通機関選択では所要時間、料金、距離ある（Ottaviano et al（２００２））
。

などの基本的なデータに加え、交通機関の選択に影響を及ぼすと思われる乗り換え回数、疲労度等のデー（２）予測作業の実施可能性

タについても収集が比較的容易であることによる。

実務における費用便益分析では交通需要の予測作

非集計ロジットモデルによる定式化と積み上げは、業が必ず発生し、その実施可能性が必要不可欠とな主として簡単なマクロ計量モデルから構成され各モる。そこで、 ４段階推計法、 標準的アプローチ

デルの理論的根拠付けが明確でない４段階推計法に及び 非集計ロジットモデルによる方法についてそ

よる交通需要予測の方法に対して、論理整合性の点の予測作業の実施可能性について検討すると以下のからミクロ的経済的基礎付けを求めたものといえる。

ようになる。

しかし、幹線道路ネットワークの整備計画の立案に







４段階推計法はもともと将来交通量をできるだけおける交通需要予測の主たる目的が幹線道路の車線高い精度で予測することを目的として開発されてき数や構造規格等を決めるための将来の交通量そのもた方法でもあることから、予測作業の実施可能性をのの予測にあった以上、ミクロ的経済的基礎付けを

12

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

．論 文

有する理論的により優れた方法であったとしてもモり、もうひとつは今後その取り組みを目差すべき方

デル構築のためのデータの収集が容易でないとすれ法である。現段階でも対応可能な方法とは表−１のばその方法が実務において十分活用されなかったと［してもやむを得ないことであった。これまでの実績

き方法とは表−１の［ ］に修正を加えた方法であから言えば、非集計ロジットモデルによる方法は交る。表−１の［通機関分担においては予測作業の実施可能性を有し「上から下へ」であるということは OD 交通量の予ているが、幹線道路ネットワークの配分交通量にお測が需要固定的であるということでもあるので、こいては予測作業の実施可能性は極めて低い状況にあの方法はいわゆる「総交通費用アプローチ」そのもると言える。換言すれば道路ネットワークの配分交のを意味し、標準的アプローチに照らすと特殊な状通量の予測に対して確率的利用者均衡配分を通用す

況下における方法ということになる。この方法は以ることは極めて困難であるということでもある。

前に金本（２００４）の指摘に対して、筆者が桐越・安］の方法であり、今後その取り組みを目差すべ］の方法において、予測の手順が部・毛利（２００５）において表−２に基づき、予測作（３）実務において取り組むべき方向

業の実施可能性を踏まえると現段階では実務においこれまでの検討をもとに、交通需要予測の方法を、

その予測の手順が「下から上へ」か「上から下へ」か、経路交通の予測において完全代替の成立を前ては[A]の方法にならざるを得ないとした方法であ提としているのか否かによって分類すると表−１の成されている場合に、道路ネットワーク全体をひとように整理できる。予測の手順が「上から下へ」でつのネットワークとして考え、料金を所要時間に換あるか「下から上へ」であるかは、前節でも記述し算し完全代替の成立を前提に Wardrop の第一原則

たように、 予測の段階間に整合性があるのか否か、

各段階のモデルに理論的根拠付けがあるのか否か、
OD 交通量の予測が需要固定的か需要変動的か、に従って交通量を算出すると有料道路ネットワーク

さらには 便益の計測のレベルをどのレベルにする

料道路との選択が実際には所要時間と料金だけで行のかという問題にも直接関係する。

われているわけではないことを示している。これにる。しかし、この方法では、道路ネットワークが一
般道路ネットワークと有料道路ネットワークから構における交通量の再現性が必ずしも良くないことが一般的に知られている。このことは、一般道路と有ここで、表−１と前節での検討を踏まえ、今後実対して工夫を凝らす必要があり、本稿では以下の方務において取り組むべき方向として、２つの方法を法を提案する。それは、道路ネットワーク全体を構提案する。ひとつは現段階でも対応可能な方法であ成する一般道路ネットワークと有料道路ネットワー
クをそれぞれ別の交通機関として捉え、転換率曲線

表−１ 交通需要予測の方法の分類（１）
経路交通の
予測
予測の手順

完全代替の
成立を前提

完全代替の成立を前提としない「上から下へ」［ ］（４段階推計法）［ ］［ ］「下から上へ」［ ］
非集計ロジットモデル 標準的アプローチ 

によってはじめに有料道路ネットワークによって分担する交通を分離したうえで一般道路ネットワーク、
有料道路ネットワークのそれぞれについて完全代替を前提として Wardrop の第一原則を適用して、確定的利用者均衡配分法により配分交通量を求め、その際算出させる一般化費用を一般道路ネットワークと有料道路ネットワークの選択（すなわち有料道路
ネットワークが分担する交通量の算出）にフィード表−２ 交通需要予測の方法の分類（２）

バックさせ上記の手続きを繰り返すという方法であ

経路交通の完全代替の成立を
予測 完全代替の成立を前提
前提としない（Wardrop の第一原則
OD（Wardrop の第一原則の実現を予定）交通量のの実現を予定しない）
予測

る。この方法は転換率曲線と Wardrop の第一原則

需要固定型

［A］

［B］

需要変動型

［C］

［D］

を組み合わせた方法であるが、一般道路ネットワー
クと有料道路ネットワークが分担する交通量が一般化費用の大小によって all or nothing にではなく、転換率曲線により一般化費用に応じた比率によって算出されるので、一般道路ネットワークと有料道路
ネットワークの間では完全代替の成立を前提としな

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

13

い方法ということになる。この方法では、転換率曲れた指摘について紹介するとともに、その指摘が実線と配分交通量を同時に求めることとしているので、務において一般的な交通需要予測の方法に対して有いわば転換率内生化モデルであるが、分担・配分統する本質的で重要な意味について整理し、指摘に対合モデルと見ることもできる。

して実務において今後どのように取り組むべきかに

今後その取り組みを目差すべき表−１の［ ］についてその方向を提案した。標準的ミクロ経済理論

修正を加えた方法というのは、現段階でも対応可能

を基礎とする費用便益分析が交通需要予測の方法にな方法と同じように、まず一般道路ネットワークと要求する事項は、有料道路ネットワークをそれぞれ別の交通機関と考評価モデルと予測モデルの論理の同一性、「下から上へ」の予測、需要変動型

え、この交通機関の選択を、前節での予測作業の実でかつ完全代替を前提としない予測の３つに整理で施可能性についての検討を踏まえて非集計ロジット

きるが、このうち最も本質的で重要であるのは、「下モデルによって定式化し、より上位の分布、発生・から上へ」の予測である。本稿では、指摘に対して集中の交通量については一般道路ネットワークと有今後実務においてどのように取り組むべきかを検討

料道路ネットワークが分担する交通量をそれぞれ積するにあたっては、標準的ミクロ経済理論との整合み上げて算出し、一方配分交通量については一般道

性だけでなく、実務において必要不可欠な予測作業

路ネットワーク、有料道路ネットワークごとに完全の実施可能性の観点からの評価も必要であることを代替の成立を前提に、Wardrop の第一原則を適用

示し、予測作業の実施可能性を詳しく検討したうえ

して確定的利用者均衡配分法により求め、その際算で現段階でも対応可能な方法と今後その取り組みを出される一般化費用を一般道路ネットワークと有料

目差すべき方法の２つの方法を提案した。

道路ネットワークの選択にフィードバックさせて上記の手続きを繰り返すという方法である。この方法

謝辞

は、前節での検討から、非集計ロジットモデルの予本稿を書くにあたり、横沢香奈江さん（東京都建測作業の実施可能性が配分交通量の算出においては設局）から有益かつ貴重なご示唆、ご助言をいただ

困難であるとしても交通機関の選択（すなわち分担

きました。ここに記して感謝の意を表します。

交通量の算出）においては可能であることを踏まえ、分担交通量より上位については「下から上へ」予測

注１）これらの方法の実務への適用についての具体的することとした方法である。この方法では、配分交な検討は、毛 利・桐 越・安 部（２００６）を 参 照 の通量の算出に完全代替の成立を前提としていることこと。

を別にすると、標準的アプローチが要求する段階間の整合性や各段階（除配分）のモデルの理論的根拠

参考文献

付けを有しており、OD 交通量についても需要固定

１）金本良嗣：消費者余剰アプローチによる政策評価，型とはなっていないことから標準的アプローチの要

RIETI Discussion Paper Series０
４−J−０
４
２，２
０
０
４

件を現段階でも対応可能な方法よりは備えている方

２）金本良嗣・蓮池勝人・藤原徹：政策評価ミクロモ法である。
本稿において、費用便益分析がその基礎とする標
準的ミクロ経済理論との整合性及び予測作業の実施可能性を踏まえて、今後実務において取り組むべき方法として提案するのは以上２つの方法である注１）。

デル，第２章消費者余剰アプローチによる政策評
価，東洋経済新報社，２００６３）城所幸弘：交通プロジェクトの便益評価−体系と課 題−，運 輸 政 策 研 究，Vol．
６，No．
２，pp．
１
４〜
２
７，２
０
０
３
４）城所幸弘：交通投資の費用便益分析，フィナンシャ
ル・レビュー，平成１７年第３号（通巻第７７号），

６．おわりに

pp．
１
２
０〜１
４
８，２
０
０
５
５）桐越信・安部勝也・毛利雄一：道路整備における

本稿は、現在実施されている道路事業における費便益計測方法と交通需要予測方法の関係−「消費用便益分析のための交通需要予測の方法に対して、者余剰アプローチ」の適用可能性−，高速道路と費用便益分析がその基礎とする標準的ミクロ経済理

自動車，Vol．
４
８，No．
７，pp．
２
４〜３
６，２
０
０
５

論との整合性の観点から、経済学の研究者からなさ

14

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

．論 文

６）桐越信・毛利雄一：道路整備と費用負担に関する

い費用便益分析−理論と適用−，第５回費用便益

基礎的研究，第３章道路投資における費用便益分分析のための交通需要予測の方法，交通工学，

析と交通需要予測方法の関係―「金本論文」・「城

vol．
４
２，No．
４，pp．
１
０
９〜１
２
２，２
０
０
７

所論文」を踏まえた対応―，道経研シリーズ，A
−１
２
８，２
０
０
６
７）桐越信・毛利雄一・安部勝也・青木優：道路投資における費用便益分析のための交通需要予測の方

９）毛利雄一・桐越信・安部勝也：実務における消費者余剰アプローチの適用を目指した便益計画方法，
土木計画学研究・論文集，vol．
２
３，No．
３，pp．
６
６
７
〜６
７
４，２
０
０
６

法−実務における予測作業の実施可能性を踏まえ

１０）Ottaviano, G., T. Tabuchi and J. −F. Thisse : Ag-て−，高 速 道 路 と 自 動 車，vol．
５
０，No．
５，pp．
１
８

glomeration and trade revisited,International Eco-

〜２
６，２
０
０
７

nomic Review, vol.43, pp.409〜436,２００２８）桐越信・澤田和宏・毛利雄一：道路投資のやさし

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００７

15