．論 文
一般論文

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―IBS における実務適用事例より
Issues of Application of Traffic Simulation Systems from Experiences in IBS
高橋勝美＊

森尾淳＊

福本大輔＊

By Katsumi TAKAHASHI, Jun MORIO and Daisuke FUKUMOTO概観する。IBS が交通マイクロシミュレーションモ

１．はじめにデルを活用するようになってから日が浅く、事例も幹線道路の渋滞緩和や地区交通環境の改善のため、交通規制等の交通管理施策の必要性が高まってきて少ないため、主な特徴を整理するに留め、可能なものについては若干の考察を加えることとする。

いる。それらの施策は、単一の交差点や路線に対し次に、適用事例において使用する立場としてモデて影響を及ぼすに留まらず、周辺の交差点や路線なルに関わった経験から、交通マイクロシミュレーどを含めて面的に影響を及ぼすことが想定される。

ションの課題を整理する。

このような施策の効果・影響を的確に分析し、その結果をわかりやすく表現する手法として、交通マイクロシミュレーションが着目されている。

２．IBS における適用事例

また、近年、交通による環境へのインパクトへの

現在、IBS の業務において交通マイクロシミュ関心が高まってきており、交通計画や交通政策と環レーションを適用した事例は８件となっている（表境との関係を適切に分析できる手法が求められるよ−１参照）。IBS における適用事例の特徴は次の通うになってきており、個々の自動車の走行状態が表りである。

現可能な交通マイクロシミュレーションの適用の重ａ）年次

１）

要性が指摘されている 。

１９９９年に最初の適用例が出ており、昨年２００２年

このようなニーズを背景の１つとして、近年交通マイクロシミュレーションの実務への適用が増加しは５件と一挙に適用例が増加している。
ｂ）モデルており、その適用性、有効性が認識されつつある。

IBS では３種類のモデルが適用されている。その社団法人交通工学研究会では、平成１４年度から

中でも AVENUE を適用した例が５件と最も多い。

交通シミュレーション委員会を設置し、交通シミュ２００２年には tiss―NET を適用した例が２件ある。表レーションモデルの適用性を検証し、その結果に基−２は、IBS で使用した経験のあるマイクロシミュ

づく標準化を行うとともに、適用事例を蓄積して適レーションモデルの特徴を示している３）４）５）６）。tiss―用マニュアルの作成を行うなど、実務での適用性向

NET は近年発売された比較的簡単に適用可能なソ２）上と適用推進に向けた活動を展開している 。IBS

フトであり、IBS においてもシステムの構築からオもこの委員会に参画している。

ペレーティング、出力、分析の一連の分析作業を実IBS においては、以上のような動向を踏まえつつ、施策が適用される路線や地区レベルの検討を中心に施できる状況にある。
ｃ）対象地域

交通マイクロシミュレーションモデルを実務に適用

当初は、国道等の幹線道路の特定区間を対象とすする事例が増えており、適用上の問題、課題に関する事例が多かったが、昨年度は駅前広場を中心としる知見が蓄積されつつある。

た地区や、中心市街地を中心とした都心地区など、

本稿では、まず、IBS の実務における適用事例を面的なエリアを対象とする事例が出てきている。

＊交通政策研究室

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３1516IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３無し

交差点方向別交通量から OD 表を推定

区間旅行時間

区間旅行速度有り

広域のVTOD表＊１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

区間旅行時間

区間旅行速度ネットワーク規模

経路選択

交通需要の設定

交通 WS における施策効果説明

計画検討

３

施策実施済み交通管理者協議

動画

区間信号待ち回数

信号交差点滞留長

区間旅行速度

交差点方向別交通量から OD 表を推定

有り

ノード：２
８
リンク：５
２

横断歩道設置

６車線道路に横断歩道を設置した場
合の交通流への影
響分析

中心市街地及びその周辺を含む約０．
５km２

AVENUE

２００１年

浜松市＊１ VTOD（Vehicle Trip Origin Destination）：自動車交通 OD 表
＊２ WS：ワークショップ

備考

結果の活用場面

＊２

動画

ノード：８
リンク：１
４

ノード：２
３
リンク：２
７

評価対象
施策

動画

時差出勤

時差出勤

ねらい

信号交差点滞留長施策実施による交差点の渋滞緩和効
果の分析

施策実施による交差点の渋滞緩和効
果の分析

信号交差点滞留長国道の渋滞交差点を中心とする区間
約２．
５km

国道の渋滞交差点を中心とする区間
約５km

対象地域
面積・延長

出力指標

AVENUE

１９９９年

Paramics

年次

モデル

２０００年

２

高崎市

１浜名湖南岸地域

No.

都市・地域

計画検討

動画

信号交差点滞留長

区間旅行速度

区間旅行時間交差点方向別交通量から OD 表を推
定無し

ノード：８
リンク：１
４

自転車転換施策

施策実施による交差点の渋滞緩和効
果の分析

国道の渋滞交差点を中心とする区間
約２．
５km

AVENUE

２００２年

高崎市

４

他モデル（SIPA）との比較分析
２００
４年 春 事 業 完
了予定

交通管理者協議

動画

区間信号待ち回数

信号交差点滞留長

区間旅行速度

区間旅行時間交差点方向別交通量から OD 表を推定

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

国道の対象交差点を中心とする区間
約２km

AVENUE

２００２年

岡山市

５６２００２年

三鷹市等

道路管理者協議

動画

区間信号待ち回数

区間旅行速度

区間旅行時間交差点方向別交通量から OD 表を推定

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

幹線道路におけるIC 設 置 地 点 を 中心とする地区

AVENUE表−１ IBS におけるマイクロシミュレーション適用事例一覧
７

施策実施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

交差点方向別交通量から OD 表を推定

有り

ノード：１
５
リンク：３
３

駅広内の車両動線の改良

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

駅前広場及びその周辺道路を含む約０．
０４km２

tiss―NET

２００２年

浜松市

８交通管理者協議

動画

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＊１
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
８
９

横断歩道設置
地下道廃止

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

中心市街地及びその周辺を含む約４km２

tiss―NET

２００２年

浜松市

．論 文
表−２ 各シミュレーターの特徴
Paramics

AVENUE

Quadstone 社、
SIAS 社（エジンバラ大学）

熊谷組、東大、都立大、千葉工大、 埼玉大、CTC
東洋大、（株）
アイ・トランスポート・ラボ

１９９２年〜共同開発（Quadstone 社、エジンバラ大学）
現在 開発・販売（SIAS 社、Quadston 社）

１９９２年〜開発開始
１９９
３年〜実務で利用
２００
１年〜市販開始

１９９８年〜実務で利用
２００
１年〜市販開始

システム
進行方式

タイムスキャン方式

タイムスキャン方式

イベントスキャン方式

交通流表現

追従

Q―K

追従

一定時間内に各車両が動く

ハイブリッドブロック密度法による 車両１台１台がコンパートメント
車両移動計算（道路を５m ピッチに切った も の）を動く開発者及び販売者

開発経緯

車両移動の扱い方

tiss―NET

分割配分
動的利用者最適配分（DUO）に近い配分モデル（複数経路を割合的に固定すること （車両個別に経路選択挙動を指定す（経路選択）が可能）
ることが可能）容量制限付き分割配分

入力データ
設定

GUIにより簡便にデータ設定が可能

GUIにより簡便にデータ設定が可能

GIS を用いた簡易データ入力が可能

主な対象範囲＊１

交差点数１００程度
広域ネットワークに対応（最大車両数３２万台）

交差点数８０程度

交差点数３０程度
地区交通計画への適用を想定

その他の特徴・動画の３D 表示が可能
・環境評価が可能
・交通事故、路上工事などの影響評
価が可能
・追従式等のアルゴリズムを任意に変更可能

・各 OD ペアについて経路を指定可
能・交通情報を利用した動的経路変更を扱うことが可能
・オブジェクト指向プログラムで開発されており、機能追加が容易

・路上駐車、駐車待ち行列の影響評
価が可能
・バスダイヤと客の乗降を含むバス運行の表現が可能
・歩行者数による横断歩道の影響を表現可能＊１ 交差点数による対象規模の分類は、参考文献 ３）によるｄ）分析のねらいと評価対象施策

ｇ）交通需要の設定

交通施策実施による渋滞緩和効果を分析する事例

交通需要の設定方法は、観測交通量データ等を用が多い。歩行者重視の都心交通改善施策の重要性がいて対象地域内の OD 表を推計して入力データとす増していることを背景に横断歩道設置の影響を分析る方法と、地区内流出入交通量と交差点方向別交通する事例も見られる。また、高速道 IC 設置や駅前量を入力データとする方法の２つに大別される。

広場改良などのハード整備の影響分析も見られる。

IBS で適用した事例では、前者の OD 表を推計してｅ）ネットワーク規模用いる方法を適用している。尚、後者の方法は、経特定道路区間や地区レベルの適用例が多いことを路選択があるネットワークを対象とする場合に、永反映して、ノード数８から３０程度の規模が多い。

久に同じ場所を回り続ける車両が発生する可能性が２６３の地区レベルを超え面積が４km 、ノード数が１た比較的広いエリアを対象とした適用例もある。
ｆ）経路選択の取り扱いあることを付記しておきたい。
この OD 表を推計して用いる方法にもいくつかのバリエーションがあるが、IBS ではその内の２つの経路選択を表現している例は５つとなっている。

方法が採用されている。１つは、交差点方向別交通これらは面的に及ぼす影響を評価する事例であり、量から OD 表を推定する方法であり、８事例中、６それらのネットワーク規模は比較的大きい。実務上事例で採用されている。２つ目は、広域の VTOD必須となる現況再現性を確保することは、経路選択表を広域の道路ネットワークに配分し、その際の経の幅が広がれば広がるほど困難となる。この点につ路情報を記憶しておいて、マイクロシミュレーショいての課題は後述する。

ン対象ネットワーク内の OD 表を推計する方法である。この方法は残りの２つの事例で適用されている。

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３

17１つ目の方法は、対象地区内の交差点方向別交通

トワーク関連データは、一般に利用可能な状態で整量が分かっていれば比較的簡単に適用できる方法で備されておらず、それらの多くは現地調査を行ってあり、比較的小規模なネットワークに向いている。

収集している。それらの収集は、当然ながら人手に

２つ目の方法は、PT 調査等で作成した広域の道よるものが多く、調査費用を増加させる原因となり、路ネットワークと VTOD 表があり、現況補正用に交通マイクロシミュレーションの実務での適用を推

主要地点の観測交通量があれば、適用できる方法で進する上で障害になる場合もある。ネットワーク関ある。この方法は、比較的大規模なネットワークを連データのデータベース化とその利用の仕組みの構対象とする場合に向いている。

築が必要である。

これらの２つの方法にはそれぞれ特徴、問題・課

ｂ）交通需要データについて題があることから、それらを踏まえて適切な手法を交通需要データの設定については、２のｇ）で述選択する必要がある。この点については、３．実務

べたとおり２つの方法に大別される。ここではそこ適用上の課題において再度触れる。

で付記した点が問題であるとの認識のもとで、ODｈ）出力指標表を推計して用いる方法を前提にして述べる。

各事例とも必要な評価項目とマイクロシミュレー

また、課題を整理するにあたり、OD 表の推計方

ションモデルのアウトプットの制約を勘案し、実感法として、データの利用可能性や収集、整備の容易にあった指標を採用するよう工夫している。ほとんさを考慮して、３つの方法を考えることにする。すどの事例において、動画、区間旅行時間・速度、滞なわち、留長・台数を採用している。また、信号待ち回数を方法、

交差点方向別交通量データから推計する

ナンバー・プレート調査から推計する方法、採用している事例も見られる。

主要地点の観測交通量データと配分計算結果からｉ）結果の活用場面推計する方法の３つである。２のｇ）で述べたとお

当初は、ワークショップにおける施策説明や計画検討での適用から始まったが、昨年度は、交通管理り、IBS で適用したのはである。各方法の特と徴は、表−３の通りである。

者協議が多くなっている。ここ１、２年間は、交通いずれの OD 表推計手法を用いるかは、影響する管理者から道路管理者に対して、施策検討において渋滞区間やドライバーの経路変更地点など導入施策マイクロシミュレーションを用いて評価分析するこの影響が及ぶ範囲を想定して対象地区の範囲を設定とを要求する場合も見られるなど、マイクロシミュした上で、各手法の特徴、対象範囲のネットワークレーションに対する交通管理者の関心がこれまで以形状と規模、既存データの活用可能性と必要な実態上に高まってきているというのが筆者らの実感であ調査の費用を勘案して決めることとなる。

る。そのような状況を反映してマイクロシミュレーは、経路選択の無いネットワークでかつ、対象ションの採用事例は今後も増加することが予想され地区が比較的狭く、交通実態調査を実施しても調査る。

費用を抑えられる場合に適している。

は、経路選択が有るネットワークでかつ、対象地区が比較的狭

３．実務適用上の課題

く、交通実態調査を実施しても調査費用を抑えられる場合に適している。

は、経路選択が有るネット

IBS において使用する立場としてモデルに関わっワークでかつ、対象地区が比較的広いため、調査費た経験から得られた交通マイクロシミュレーション用を抑えるために交通実態調査を限定的にしか実施の課題を述べる。

できない場合であり、配分計算を行える環境（PT調査を最近実施したところでデータ整備が済んでい（１）入力データに関する課題る又は容易に整備できる）が整っている場合に適しａ）ネットワーク関連データについてている。

重要な入力データである道路構造データ（車線構このような各方法の特徴を踏まえ、交通需要デー成、右左折レーン長など）や交通規制関連データ（指タに関して次のような実務上の問題、課題が指摘で定方向外進入禁止など）、信号制御関連データ（信きる。

号サイクル長、信号現示パターンなど）などのネッ18

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３

交通需要データ設定のための地点通過交通量や交．論 文表−３ 交通マイクロシミュレーションの OD 表作成方法の比較

OD 表作成に必要なデータ
大規模施設等の主要発集点の取り扱い

OD 表作成方法

実態調査コスト

対象地区・ネットワークの特性、規模

交差点方向別交通量を用いる OD表推計方法

ナンバー・プレート調査データを用いる OD 表推計方法

主要地点観測交通量データと配分計算結果を用いる OD 表推計方法

・交差点方向別交通量（対象道路網の全ての交差点）

・ナンバー・プレート調査データ（対象地区境界の全ての流出入部）

・広域の VTOD 表＊１
・広域の配分ネットワークデータ（PT 調査等で使用＊２）
・主要地点の観測交通量

施設の出入口の流出入方向別交通量を準備

施設の出入口のナンバー・プレー
ト調査データを準備

OD 表の各セントロイドの発集量に含まれていると考えることが可能交差点方向別交通量比率を用いて
地区流入交通量（交差点方向別交通量から）の分割を繰り返して各流出部に達する交通量を算出

地区の各流入、流出部のナンバー・ まず、広域のVTOD表を配分ネッ
プレート調査結果から、OD 表を トワークに配分して配分時の経路推計
情報＊３ を保存しておく。次に、主要地点の観測交通量と保存しておいた経路情報をもとに OD 表を推
計＊４

対象道路網の全ての交差点の方向別交通量が必要となるため、対象地区が広い場合に実態調査費用が大きくなる

対象地区の全ての流出入部を対象としたナンバー・プレート調査が必要となるため、対象地区が広い
場合には実態調査費用が大きくなる

主要な地点の観測交通量があれば良いため、大規模なネットワークでも実態調査費用を抑えることが可能

経路選択の無いネットワークに適している経路選択が有るが、小規模なネットワークに適している経路選択が有り、比較的大規模なネットワークに適している

適用
ネットワークのイメージ図＊１ VTOD 表は、通常、一日単位の交通量の精度を担保するように設計されており、時間帯別に集計して使用することは必ずしも適切でない場合がある＊２ VTOD 表や配分用ネットワークデータが無い場合には、採用が難しい＊３ 配分時の経路情報は、配分理論上、一意性が保証されていない＊４ 例えば、松井寛、藤田素弘、松本幸正（１９９４）、高山純一、飯田恭敬（１９８５）などの方法がある７）

差点方向別交通量については、１日単位ではなく、順を踏めば良いかについて情報提供することが必要

時間帯別か、できればそれよりも細かい時間区分でである。通常、配分計算は道路管理者が実施してお用意する必要がある。そのような時間区分の細かなり、それ以外の主体が実施する場合には、配分計算データは一般に利用できる状態で整備されていないを行うことのできる環境にあることすら思いつかな場合が多いため、新たに収集する場合が多く、調査い場合もある。関係する機関、主体間で相互に情報費用を増加させる。配分計算を行える環境に無い場提供しあい、データや分析手法の特長、限界等につ合には、多くの地点で交通量を新たに観測するか、いて共通の認識をつくっていくことが必要ではないマイクロシミュレーションの適用を断念するしか道だろうか。

はなくなる。各行政機関が管理している既存データの方法については、次の問題が指摘できる。すなどを利用できる仕組みをつくり、実態調査のコスなわち、配分で用いる VTOD 表の精度の問題や、トを抑制できるようにすることが重要である。

配分計算に基づく一意性が保証されない経路情報を今後は、関係する機関、主体が手軽に配分計算を用いることの精度上の問題、対象地区の規模や対象行える環境を整備することも考える必要があろう。

道路網の細かさとのバランスからみてゾーンが粗い

そのためには、まずは配分計算を行える環境が有る

場合には OD 交通量を少なめに推計する可能性があ事、それを実施するためにはどのような手続き、手るという問題の３点である。尚、最後の問題点は、

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３

19PT 調査を実施した都市圏であれば、ゾーンが比較以上、モデルに関する問題、課題をいくつか述べ的細かく設定されているため緩和されると考えられた。これらを踏まえた課題として、各シミュレーる。それらの問題を踏まえた方法論の検討と整理もションモデルの特徴を整理した上で、どのような対重要である。

象（地区特性、ネットワーク特性・規模、地区の広がり、施策の特性など）に、どのようなモデルを適（２）モデルに関する課題
モデルに関する課題については、使用者の立場からモデルに対する要望、要請として整理する。

用するのが適切かを整理する必要がある。その際、各モデルの限界、次に述べる出力データの使い方を含めて整理することが重要である。

１つは、経路選択行動の表現についてである。交通状況の動的な変化に対応して最短経路も変化するような仕組みになっていても、交通量を最短経路だけに流すと、実際のドライバーの行動を再現しにく（３）出力データに関する課題
１つは、計算結果の使用方法に関する課題である。
シミュレーションの計算では、乱数を用いて車両のい場合がある。この傾向は、対象地区の規模や経路挙動を決定する仕組みとなっているが、１つの計算選択行動の表現方法に起因する部分が大きいと考え結果は、ある乱数のもとでの結果であり、それが平られ、その工夫が必要となる。

均的な交通状況を表現しているとは限らない。筆者

その工夫としては、OD 間の経路を１つまたは複らの経験においても、ある乱数表を用いた１つ計算数に固定することや、幹線道路と細街路の選択に関結果が仮説から見て特異な結果になった場合がある。

係するパラメータを容易に設定できることなどが考

通常、各シミュレーションは複数の乱数表を活用可えられる。ただし、観測交通量や旅行速度を参考に能になっている。それらを用いて複数の結果を出力しながら現況再現性を確保するための設定を行ったし、それらをもとに期待値を算出して用いることがとしても、施策を実施した場合の交通流の変化、挙重要である。これはシミュレーション開発者にとっ動が必ずしも実務者の仮説、実感に合わない場合もては当然のことになっていると思われるが、このこ多い。つまり、現況再現性を確保するために設定しとを使用者に浸透させることも重要である。

た条件が施策感度に影響を与えてしまう可能性があ

２つ目の課題は、出力指標に関する課題である。

る。そのため、入力データ等の条件設定を共通にしマイクロシミュレーションの利点として静的な配分て、各モデルの施策感度を確認することも必要であモデルでは得られない渋滞状況に関する指標を算出ると考えられる。

できることが挙げられる。結果を見る一般市民や交２つ目として、特に追従モデルにおける車線選択通管理者の立場で考えてもこの指標への期待は大き行動の表現についての課題が挙げられる。例えば、

い。しかし、この渋滞状況に関する指標は、各モデ左折・直進レーンと直進レーンから構成される交差ルで定義がまちまちであったり、手軽に算出できる点の場合に、左折方向が詰まって左折車が左折・直ようになっていないなど、使用者にとって操作性が進レーンに滞留しているにも関わらず、直進車もそ必ずしも良くないのが実態である。実務の意思決定の列に加わったまま滞留し続けてしまうなど、現実を支援するシステムとして活用を推進するには、計のドライバーの挙動をうまく表現しきれない場合が算結果を吟味する道路管理者や交通管理者、一般市ある。これが影響して交差点の滞留長が伸びすぎ、民にとってわかりやすい指標を手軽に算出できるよ対象地区全体の道路が詰まってしまう場合もあった。

うにすることが重要である。同時に、計算結果の精３つ目に、対象とする道路が細かい場合に対応し度を踏まえ、どの程度の集計単位ならば活用できるて車両の挙動を考慮、表現できるような工夫も今後といった、指標の精度と使い方についても早急に整は必要になると思われる。駅前広場や中心市街地の理し、計算結果の誤った解釈、使い方が浸透しない地区内交通を対象とする場合には、広場内の滞留スようにすることが、マイクロシミュレーションの信ペースや区画街路など細かな設定も要求される可能頼性を確保するために重要である。

性がある。このような場合には、車両が路上に一時的に滞留する動きを考慮して結果に反映させることも必要になってくると考えられる。

20

IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３

．論 文
４．おわりに献することが重要と考えられる。

本論は、交通マイクロシミュレーションについて参考文献

IBS においてもその適用事例が近年増加傾向にある

１）北村隆一：「交通需要予測の課題：次世代手法の構ことを踏まえ、IBS の実務における適用事例の特徴築にむけて」土木学会論文集，No．
５
３０／を整理するとともに、使用者の立場としての筆者ら

pp．
１
７−３０，１
９９６．
１の経験をもとに、交通マイクロシミュレーションモ
デルの実務適用上の課題を整理した。
交通マイクロシミュレーションに対する実務上の要請は、近年高まっている。人口減少の局面を間近

２）社団法人交通工学研究会：交通シミュレーション
クリアリングハウス

http : //www.jste.or.jp/sim/index.html
３）土木計画学ワンデイセミナーシリーズ２
３：ITS−
効率的な道路利用に向けて（２），２００
１．
１に控えて、右肩上がりの社会経済を前提に出来ない

４）Quadstone 社 Paramics HP

状況の中で、効果、効率を考えた重点的な投資と既ics−online.com/index 2.htm

存ストックの有効活用が重要となっている。踏み切

５）社会システム研究所 Paramics HP

りの削減や交差点改良、交通運用方策などの重要性−３０，http : //www.paramhttp : //salad.

visualand.co.jp/paramics/も増してきている。交通マイクロシミュレーション６）社団法人交通工学研究会：やさしい交通シミュ

は、これらの施策の効果を市民や行政担当者にわかレーション第３章「交通流のミクロシミュレーショりやすく分析できるツールとして今後適用場面が増加すると考えられる。IBS においては、これらの動向を踏まえ、実務での適用を進めながら、技術的なン」，２０００．
６７）土木学会：交通ネットワークの均衡分析−最新の理論と解法−第１２章「ネットワーク上の観測フ
ローからの OD 推定」，１９９８．
３

課題を明確にし、シミュレーション技術の向上に貢IBS Annual Report 研究活動報告 ２００３21