鉄道会社の収入最大運賃の提案Proposed maximum revenue fares for railway companies東北大学Aチーム Tohoku University Team A Joshua Teguh Santoso  益野日乃美 吉澤尚輝羽生昇平 平尾岳也◆コロナによって鉄道会社の収益は悪化している. COVID-19 has hurt railway company revenues. ◆社会インフラの衰退を防ぐため,鉄道会社の収益維持は必要ではないか. We believe that maintaining the profitability of railway companies is necessary to prevent the decline of social infrastructure. 2018-2022年におけるJR東日本の営業利益（億円） Operating income of JR East companies in 2018-2022 (billion yen) 2政策目標   Policy Goals日標Goal鉄道会社の運賃収入最大化が実現できる運賃を求める. We want to find fares that will maximize fare revenues for the railway company.運賃は，次の観測可能な4指標によって決定する. Fares shall be determined by the following four indicators observable by the railway companies.

2022/9/25
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◆基礎集計では，PPデータの「豊洲」のうち，2019-2021の3年分のデータを使用した. In the basic tabulation, we used three years of data from 2019-2021 among the PP data "Toyosu". ◆モデル推定では，出発地点が東京23区内のデータのみを用いた. In the model estimation, we used only data with starting points in the 23 wards of Tokyo. before extract 4
鉄道利用者は減少し，自転車や乗用車の利用が増加している. Rail ridership has declined, bicycle and car users have increased. 2021
7.92% 4.07% 2019 0% 100%
(人) (headcount) ◆ 200-300円の利用者が最も多い. Users which use 200- 300 yen are the most. ◆ほぼ全ての料金帯において利用者が減少している. Users have decreased in most price ranges.
◆移動距離が2-15 kmの割合は半数以上を占めている. More than half of the respondents traveled 2-15 km.
◆早朝(5-7時)に出発する人の割合が減少している. Decrease in percentage of railway users living early in the morning(5-7a.m.). ◆帰宅ラッシュ時間帯（16-18時）に出発する人の割合が減少している. Decrease in percentage of railway users living during rush hour to go home(4-6p.m.). ◆夜(20-24時)に出発する人の割合が減少している. Decrease in percentage of railway users living night(8p.m. -12a.m.). 2021
18.39% 10.42% 4.91%
15.11%
10.87% 5.80%
6.90% 40%
80% 100% 20-2409
max n(p(d,t,m,c),s,r)×p(d,t,m,c) ◆pは「距離: d,利用開始時間帯: t,利用目的: m,前日のコロナ感染者数: c」の関数で表される運賃である. p is the fare expressed as a function of “distance: d , starting time of use: t , purpose of use: m , and number of COVID-19 infections in the previous day: c". ◆p(d,t,m,c) = α×d + β×t + χ×m + γ×c
max  ∑ i n i (p(d,t,m,c),s,r)×pi (d,t,m,c) ◆nは「運賃: p,利用者の性別: s,所要時間: r,アクセス距離: α,イグレス距離: e」の関数で表される利用者の選択確率である. n is the user choice probabilities expressed as a function of “fare: p , gender of user: s , travel time: r , access distance: a, egress distance: e".
•利用者の選択確率は，鉄道，徒歩，自転車，乗用車，その他のMNLにより求める. User choice probabilities are obtained by MNL, which consists of rail, walking, bicycle, car, and others. • Vrail = EpriceXXrail price + EmaleXXrail male + ErequiredtimeXXrail requiredtime +Eaccess×Xrail access  +  Eegress×Xrail egress  +  ASCrail • Vwalk ＝ Emale×Xwalk male  +  Erequiredtime×Xwalk requiredtime +  ASCwalk • Vbike = Emale×Xbike male  + ⇒×Erequiredtime×Xwalk requiredtime +  ASCbike • Vcar = Emale××car male  + Erequiredtime××car requiredtime + Edistance××car distance + ASC car • Vother = ASCother
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◆所要時間，アクセス距離，イグレス距離については，それぞれの値が小さいほど，効用が大きくなる結果となった. The smaller the values for time required, access distance, and egress distance, respectively, the greater the utility. ◆鉄道料金が安くなると，わずかに効用が大きくなるといえる. It can be said that lower rail fares increase utility only marginally. ◆乗用車の距離が長くなると，わずかに効用が大きくなる結果となった. As the distance traveled by car increased, the utility increased slightly. •長距離ドライブを好む人もいるということを反映しているのかもしれない. This may suggest that some people prefer to drive long distances.
•パラメータの感度があまりよくなかったことから，ほかの変数も考えてみる必要がある. Other variables should be considered as the parameters were not very sensitive. •今回は時間の都合で最大化問題まで到達することができなかったため,これは次回以降の課題となる. This time, due to time constraints, we were not able to reach the maximization problem, so this will be an issue for the next time.
•コロナによって鉄道会社の収益は悪化している。 COVID-19 has hurt railway company revenues. •鉄道会社の収益悪化は、社会インフラの衰退を招くため好ましくない。 Deterioration of railway company revenues is undesirable because it leads to the decline of the social infrastructure. •鉄道会社の運賃収入最大化が実現できる運賃を見つけたい。 We want to find fares that will maximize fare revenues for the railway company. •運賃は鉄道会社が観測可能な以下の4つの指標によって決まるものとする。 Fares shall be determined by the following four indicators observable by the railway companies.

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. .短距離を移動する人の割合が減少若干ではあるが2-15kmの移動をする人の割合が増加2021 7.26%
2020 -
4.51% 5.89%
6.83%
80% 100%
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5-7時から7-9時に利用時間帯がシフトしている.昼過ぎ以降の利用割合に大きな変化はない. 11.32% 4.90% 11.52% 11.90% 7.20% 100% 0-5時
12-16時
5-7時16-18時
• 5-7時と7-9時の時間帯に変動がみられる12.11% 7.94% 4.94% 12.90% 8.36% 4.23%
7.64% 5.32% 80% 100% 0-5時
5-7時
•通勤・通学の目的で利用する人がやや減少.食事及び業務の目的で利用する人が減少.買物の目的で利用する人が増加
•通勤・通学での利用が9割以上を占めている
• 2020年に通勤・通学での利用割合が増加しているが，2021年はやや減少している業務目的の利用は減少している.
•通勤・通学の目的の割合は2019年より、2020及び2021年が増加(フレックスタイムのおかげかな)業務の目的の割合が減少（オンラインによりできるため、移動が不要になったと考えられる） .
•帰宅での利用が減少している（外出が減ったことによるもの？）娯楽での利用は減っている一方，買い物での利用が増加している.
• 5-7時の利用者は200-800円のそれぞれの費用グループに一定数存在する7-9時の利用者は200-300円の区間.を利用している人が多い
• 5-7時の300円以上の利用者が前年に比べて減少している200-300円の5-7時の利用者が. 7-9時にシフトしているように見える
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①早朝(5-7時)に出発する人の割合が減少している. Decrease in percentage of railway users living early in the morning(5-7a.m.). ②帰宅ラッシュ時間帯（16-18時）に出発する人の割合が減少している. Decrease in percentage of railway users living during rush hour to go home(4-6p.m.). ③夜(20-24時)に出発する人の割合が減少している. Decrease in percentage of railway users living night(8p.m. -12a.m.).
背景◆コロナによって鉄道会社の収益は悪化している。 COVID-19 has hurt railway company revenues. JR東日本（緑：営業収益，黒：営業利益） ◆社会インフラの衰退を防ぐため、鉄道会社の収益維持は必要ではないか。 We believe that maintaining the profitability of railway companies is necessary to prevent the decline of social infrastructure.最大化問題の解釈Interpreting of the maximization problem