都市道路網における料金政策に関する実証的分析
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(2) 第57巻. 1.は. 第3号. じ. め. に. 都 市 道 路 網 に お け る有 料 道 路 の 料 金 政 策 を 検 討 す る場 合,基 本 的 に混 雑 料 金 理 論 か ら検 討 す る こ とが 可 能 で あ る。 この と き,単 一 道 路 に関 す る社 会 的 費 用 の 最 適 化 に関 す る混 雑 料 金 の 理 論 を道 路 ネ ッ トワー ク問 題 と して 展 開 す る。 この 場 合,ネ られ る交 通 量 配 分 法(TrafficAssignment)は. ッ トワー ク解 析 に用 い. 経 済 学 的 に は混 雑 料 金 理 論 と等 価 で あ る. こ とが 示 され る。 本 稿 で は,都 市 道 路 網 に関 す る簡 単 な モ デル を 用 いて,需 要 変 動 型 シ ス テ ム最 適 配 分 に よ りネ ッ トワー ク上 の 混 雑 課 金 が 導 出可 能 で あ る こ とを 示 す 。 また 現 実 の 都 市 道 路 網 の 状 況 を 踏 まえ て,有 料 道 路 の 課 金 に基 づ く次 善 料 金 につ いて も 同様 に検 討 で き る こ と を示 す 。 これ らの 理 論 的 な 検 討 を 踏 まえ て,都 市 高 速 道 路 の 料 金 制 度 に関 して 具 体 的 に検 討 す る。 特 に,対 距 離 料 金 を 前 提 と した各 種 の 料 金 設 定 につ いて,社 会 的 便 益 の 面 か ら妥 当性 を検 討 す る。 各 種 の 対 距 離 料 金 の 設 定 に関 して,都 市 道 路 網 の 総 走 行 時 間 の 短 縮 便 益 を基 本 と して,対 距 離 料 金 設 定 につ いて 比 較 検 討 を 行 う。 有 料 制 の 都 市 高 速 道 路 に対 す る適 切 な 課 金 政 策 は,都 市 道 路 網 全 体 の 社 会 的 便 益 の 向 上 を 与 え る こ とを 示 す 。. 2.ネ. ッ トワ ー ク 課 金 の 問 題. 都 市 道 路 網 の 課 金 に関 して 理 論 的 に検 討 す る。 通 常 の 混 雑 料 金 理 論 の 展 開 で は,単 路 を 基 本 形 式 と して 検 討 す る。 しか しな が らネ ッ トワー ク上 の 課 金 を 検 討 す る場 合 に は,利 用 者 均 衡 問 題 を定 式 化 す る必 要 が あ る。 こ こで は理 論 的 解 析 の 容 易 な モデ ル に よ り検 討 を 行 う(1)一(3)○. 2.1混. 雑料 金 の理 論. こ こ で は,基. 本 的 な 単 一 道 路(リ. ン ク)の. す る 。 基 本 的 概 念 を 検 討 す る た め,図 費 用 曲 線:SMCと 間 費 用)で. 需 要 関 数:Dを. あ る 。 こ こ で,道. 一1の. 交 通 現 象 を モ デ ル 化 した 混 雑 料 金 理 論 を 整 理 よ う に 平 均 交 通 費 用 曲 線:ACと. 社会的限界. 考 え る。 平 均 交 通 費 用 は,交 通 量 に 対 す る所 要 時 間(時. 路 上 の リ ン ク αに 対 す る交 通 量 を κ。,所 要 時 間 を'、 と す る 。. リ ン ク 所 要 時 間 は,交. 通 量 κ、の 増 加 に 伴 い 単 調 増 加 す る か ら,AC(α)ニ'。(κ 。)と示 さ れ る 。. この 関 数 ∫ 。(κ α)は,交. 通 工 学 分 野 で は,リ. 交 通 費 用 は,平. ン ク パ フ ォ ー マ ン ス 関 数 と 呼 ば れ る 。 ま た,総. 均 交 通 費 用 と 交 通 量 の 積 で あ る か ら,7C(α)ニ 一204(694)一. κ。・㌔(κ 。)と表 現 で き る 。 さ ら.
(3) 都市道路網 にお ける料金政策 に関す る実証的分析(秋 山) に,社 会 的 限 界 費 用 は,単 位 交 通 量 の 増 加 に対 す る総 交 通 費 用 の 増 加 分 で あ るた め以 下 の よ う に計 算 され る。. 膨c艦)-4馳)一. 施)+㌔. ・ 響). (1). α. α. これ よ り平 均 費 用 と社 会 的 限 界 費 用 は,第2項. の 値 だ け相 違 して い る。 当 該 道 路 が 無 課. 金 で あ る場 合 に は,平 均 費 用 と交 通 需 要 関 数 の交 点Eに 対 応 す る交 通 量9Eで 均 衡 す る。 こ の と き,ムE*/Eの. 部 分 が社 会 的 損 失 で あ る。 こ の とき,混 雑 料 金 と してE*Fに. 相当す る. 部 分 が 最 適 課 金 額 で あ る。 この と き,利 用 者 に と って は,平 均 交 通 費 用 が 一 律 に増 加 した こ と にな る た め,均 衡 交 通 量 は%→ ∠ コ1GF3の. ゲ に変 化 す る。 な お 当該 リン ク上 の 時 間短 縮 便 益 は,. 面 積 に対 応 して い る(2)(3>。. 9c99E. 図 一1混. 2.2道. 路 ネ ッ トワ ー ク 上 の 混 雑 料 金. つ ぎ に,前. 項 の 単 路 リ ン ク に 関 す る 混 雑 料 金 理 論 を 道 路 網(ネ. に 拡 張 す る 。 こ の た め,利 分(trafficassignment)の 2原 則)に. 雑料金政策の基本的概念. ッ トワ ー ク 上)で. の議論. 用 者 均 衡 を ネ ッ トワ ー ク 上 で 定 量 的 に 算 定 可 能 と した 交 通 量 配 方 法 を 導 入 す る 。 総 走 行 時 間 最 小 化 原 則(ワ. ー ドロ ッ プ の 第. 基 づ く交 通 量 配 分 結 果 が ネ ッ トワ ー ク 上 の 混 雑 料 金 の 算 定 と 等 価 で あ る こ と を. 順 に検 討 す る。. 一205(695)一.
(4) 第57巻 (1)交. 通 量 配 分 の 理 論(利. こ こ で は,交. 数)を. 用 者 均 衡 配 分). 通 量 配 分 理 論 の 要 点 を 整 理 す る た め に簡 単 な モ デル を 用 いて 説 明 す る。 図 一. 2の よ う な2本 にOD交. 第3号. 通 量gが. の リ ン ク で 構 成 さ れ る 道 路 ネ ッ トワ ー ク を 考 え る 。 起 点rか 発 生 し て い る と す る 。 こ こ で,平. 均 費 用 関 数(リ. ら終 点5の. 間. ン クパ フ ォー マ ン ス関. 以 下 の よ う に定 義 す る。. 図 一2簡. 一 般 に 道 路 網 は 多 数 の 道 路 区 間(リ 量 が 与 え られ る 。 こ の 例 で は,リ. 単 な 道 路 ネ ッ トワー ク. ン ク)で. 構 成 され. ン ク 数:2,0Dペ. , 多 数 の起 終 点 ペ ア 間 にOD交. ア数. 通. 1で あ り以 下 の よ うな 交 通 条 件. が 設 定 され る。. '1(κ1)=2+κ1. (2). ち(κ2)=1+2κ2. (3). κ1+κ2=9. (4). こ こ で,式(2),(3)に. 示 さ れ る リ ン ク パ フ ォ ー マ ン ス 関 数'1(κ1p2(κ2)は,各. と 所 要 時 間 の 関 係 を 規 定 し,道 は,交. リン ク交 通 量. 路 構 造 に基 づ いて 設 定 され る。 一 般 にパ フ ォー マ ン ス関 数. 通 量 の 増 加 に伴 い所 要 時 間 が 増 加 す る単 調 増 加 関 数 で あ る。. ま た 式(4)の κ1+κ2=gは,OD交 交 通 量 の 総 和 が 一 定 値gで. 通 量 の 保 存 条 件 で あ る 。 本 例 で は,経. あ る(需. 経 路2の. 要 固 定 型 交 通 量 配 分 と い う)。. つ ぎ に 当 該 道 路 網 で の 利 用 者 均 衡 状 態(userequilibrium)を 者 は 完 全 情 報 を 得 て お り(完. 路1と. 全 情 報),②. 考 え る 。 こ こ で,①. 利用. 利 用 者 は 合 理 的 行 動 を 行 う こ と を 仮 定 す る(合. 一206(696)一.
(5) 都市道路網 にお ける料金政策 に関す る実証的分析(秋 山) 理 的 行 動)。 この仮 定 下 で,経. 路1,経. 路2の 交 通 量 が それ ぞ れ非 負 で あ る(各 経 路 に利. 用 者 が 存 在 す る)と き,以 下 の 関 係 式 が 得 られ る。. '1≦'2,グXl>0か. (5). つ'2≦'1,グx2>0. 数 学 的 に 式(5)の 成 立 す る 場 合 は,∫1(κ1)='2(κ2)で あ る 。 こ の 状 態 は,ワ. ー ドロ ッ プ 第1原. 則(等. 時 間 原 則)に. 基 づ く交 通 状 態 で 利 用 者 均 衡 と 呼. ば れ る 。 こ れ は,「 完 全 情 報 下 で 利 用 者 が 最 適 経 路 を 選 択 す る と き,当 各 経 路 の 所 要 時 間 が 等 し く,そ. 該交通 が利用す る. れ ら は 利 用 さ れ な い 経 路 の 所 要 時 間 よ り小 さ い か,せ. いぜ. い等 しい」 状 態 と表 現 で き る。 た と え ば,本. 例 でOD交. 通 量 を%=8(固. 定 需 要)と. す る と,式(1)∼. 容 易 に 解 が 求 め られ る 。 す な わ ち,'1ニ'2ニ7,(κ1ニ5,κ2ニ3)と 一 般 的 な 大 規 模 道 路 網 に 対 して. ,同. 式(3)を 連 立 して,. な る。. 様 の 解 析 的 な 解 法 は 困 難 で あ る た め,通. 常 は等 価 な. 数 理 計 画 問 題 を定 式 化 す る。 この 目的 関 数 は以 下 の よ う に定 式 化 で き る。. minZ。(κ)一 Σ 」 落(w)4w. (6). α∈4. こ こでAは. リン クの 集 合 で あ る。 上 式 を 具 体 的 に定 式 化 す る と. mi・Z。(・1,・,)一. ∬'1(w)4w+r',(舳. (7). 一2荊+圭 ・1咄1. こ こ で,κ1+κ2ニ8を. 用 い る と,κ1ニ5,κ2ニ3('1ニ'2ニ7)で. 実 用 的 な 道 路 網 の 交 通 量 推 計 で は,上. 最 小 値 が 得 ら れ る 。 した が っ て. 記 の 数 理 計 画 問 題 を 用 い る場 合 が 多 い。. (2)需 要 変 動 型 の 交 通 量 配 分(利 用 者 均 衡 配 分) つ ぎ に,交 通 需 要 の 変 動 を 考 慮 した交 通 現 象 解 析 を 検 討 す る。 こ こで は逆 需 要 関 数 を 交 通 費 用 の 関 数 と して 定 義 す る。 す な わ ち,図 一3の. 一207(697)一. よ う にD-1(g)=10-gと. す る。.
(6) ∪. ζ)⊥u望. 図 一30D交. 通量 に 対 す る 需 要 関 数. この と き,需 要 変 動 型 の 交 通 均 衡 配 分 の 目的 関 数 は以 下 の よ う に定 式 化 され る④(5)。. minZ。(κ)一 Σj落(w)4w-1澄D司@)伽(8) α∈オ. 本 例 の 場 合 は,D-1(g)=10-gで. あ る の で,以. 下 の よ う に具 体 的 な 目的 関数 が定 式 化 で き. る。. ・(κ1,κ2,9)一 ∬'1(W)伽+C'、(W)4W-∬D4(W)伽. 一峠3+嵯(1。9-⊥9・)(9. こ の 問 題 は,κ1,㌔gを. 2). 変 量 と す る 最 小 化 問 題 で あ り,比. 具 体 的 に 計 算 を 実 行 す る と,κ1=3,κ2=2('1='2=5)が に 基 づ く利 用 者 均 衡 状 態 で あ り,総. 交 通 費 用 は,リ. 較 的 容 易 に解 くこ とが で き る。. 得 られ る。 この状 態 が 平 均交 通 費 用 ン ク ご と の 所 要 時 間 の 総 和 と し て,. Σ κノ。(α)ニ25と 算 定 さ れ る 。 α∈オ. (3)ネ. ッ トワー ク上 の 混 雑 料 金 の 算 定. つ ぎ に,混 雑 料 金 理 論 に お け る 限 界 費 用 価 格 に対 応 して,社. 会的総費 用の最小化 問題. (需要 変 動 型 の シス テ ム最 適 配 分)を 考 え る。 需 要 変 動 型 の利 用 者 均 衡 配 分 を参 照 す れ ば, 需 要 関 数 を用 いて 以 下 の よ う に定 式 化 され る(5)。. min・. 、一 Σ 脇(κ. α)-j7D-1(W)伽. qo). α∈4. 一208(698)一.
(7) 都市道路網 にお ける料金政策 に関す る実証的分析(秋 山) 第1項. は社 会 的 総 費 用 を表 わ し,第2項. はOD需. 要 変 動 を表 わす 。 こ の問 題 は,目 的 関. 数 の 符 号 を反 転 す れ ば,つ ぎの 経 済 便 益(社 会 的 純 便 益)の 最 大 化 と等 価 で あ る こ とが わ か る。 す な わ ち,. maXZ。. 。-j7D司@)4W一. Σ 瑞(κ. α). (ll). α∈オ. 本 例 の 場 合,需 要 変 動 型 の シ ス テ ム最 適 配 分 の 目的 関 数 を 具 体 的 に示 す と. ・,(κ1,κ2,9)一. ・1'1(・1)+・,',(・,)一. 一 ・1(2+・1)+・. ∬D4@)伽. 、(1・2・. 、)一 ∬(1・. 一 肋. (12). 一2荊+瓶+2・1-(109-⊥9・ 2). こ の 目 的 関 数 は,κ1,辱gを. 変 量 と す る 最 小 化 問 題 で あ る 。 制 約 条 件:κ1+κ2=gを. 非 線 形 計 画 問 題 を 解 く と,g=3.57,κ1=2.21,κ2ニ1.36が こ の と き の 各 リ ン ク の 所 要 時 間(交 均 衡 価 格(社. 会 的 限 界 費 用)は. 得 ら れ る。. 通 費 用)は,∫1=4.21,∫2=3.71で. あ る。 この と きの. 需 要 関 数 よ り算 定 で き る 。 す な わ ち,図4に. お いて 社 会. 的 限 界 費 用 を 求 め る と,. 〆=D-1(3.57)=10-g=10-3.57=6.43. 戸go傷. ¶L-・ 一 図 一4道. ・一. ・一. ・一. ・一. ・う」. 路区間別混雑料金の算定結果. したが って,社 会 的 限 界 費 用 との 乖 離 分 を 各 リン ク に混 雑 料 金 と して 賦 課 す る。. 1=ρ. み 2ニ ρ. C. 一 ρo=6.43-4.21=2.22 C. 一1ρoニ6.43-3.71ニ2.72. 一209(699)一. 持つ.
(8) 第57巻. 第3号. ネ ッ トワ ー ク 上 の 最 適 課 金 は リ ン ク ご と に 設 定 さ れ る 。 こ の と き 道 路 網 全 体 の 総 走 行 時 間 は,7C=14.37245と よ っ て,総. 計 上 さ れ る。 し た が っ て,道. 走 行 時 間 は,△7Cニ25-14.37=10.63減. こ の よ う に,単. 路 区 間(リ. ン ク)単. 位 の最 適 課 金 に. 少 し て い る。. 一 道 路 の 混 雑 料 金 理 論 を 道 路 網(ネ. ッ トワ ー ク)に. 適 用 す る 場 合 に は,. 各 道 路 区 間 につ いて 最 適 課 金 額 が 算 定 され る こ とが わ か る。. 3.都. 市道路網 の料金政策 に関 する理論 的検討. 前 章 で の べ た道 路 ネ ッ トワー クで の 混 雑 料 金 は,リ ン ク単 位 の 料 金 賦 課 に対 応 す る。 一 般 道 路 を含 む 都 市 道 路 網 に お いて,す べ て の 道 路 リン クへ の 課 金 を 想 定 す る こ と は,技 術 的 な困 難 が あ る。 わ が 国 の 有 料 道 路 は一 般 的 に高 速 道 路 な どの 高 規 格 の 自動 車 専 用 道 路 に 対 応 して い る。 この 場 合,高 速 道 路 に は利 用 料 金 が 賦 課 され るが,一 般 道 路 の 利 用 は無 料 で あ る。 そ こで,都 市 道 路 網 の な か で 有 料 道 路 を 特 定 して,都 市 道 路 網 の 有 料 制 に関 して 理論 的 に検 討 す る。す な わ ち,現 実 的 な料 金政 策 を考 慮 した次善 料 金(secondbestpricing) の 理 論 的 検 討 に対 応 して い る。 前 章 の 例 を 図5の. よ うに 修 正 して,道. 路 ネ ッ トワ ー ク の う ち,リ. ンク2を 有 料 道 路. (高速 道 路)と 考 え る。 す な わ ち,リ ン ク2で は所 要 時 間 費 用 に加 え て,通 行 料 金!が 交 通 費 用 と して 計 上 され る。 こ こで,時 間 価 値 を μとす る と,リ ン ク2の 交 通 費 用 は一 般 化 時 間 と して,'≦='2+ノ/μ=1+2κ2+∫/μ. と定 義 さ れ る。. この と き,上 記 の リン ク2に 対 す るパ フ ォー マ ン ス関 数 を 用 いて,高 速 道 路 の 通 行 料 金 を設 定 した場 合 の 利 用 者 均 衡 状 態 を 算 定 で き る。 す な わ ち,料 金 項 を 内包 した 各 経 路 の 一・ 般 化 所 要 時 間'1,ぢ に基 づ く利 用 者 均 衡 状 態 が 算 定 され る こ と にな る。. ↓_._厘 図 一5有. 鯉. 空魍._.」. 料 道 路(高 速 道 路)を 含 む ネ ッ トワー ク. 一210(700)一.
(9) 都市道路網 にお ける料金政策 に関す る実証的分析(秋 山) 基 本 的 な 料 金 設 定 の 影 響 を 検 討 す る た め に,ま ずOD交. 通 量 を一 定 値:κ1+κ2ニgニ5と. して 固 定 需 要 型 の 利 用 者 均 衡 配 分 を 行 っ た。 この 場 合 は,無 料 金 の 場 合 に比 べ て リン ク2 (高速 道 路)の 交 通 費 用 が増 加 す るた め,高. 速 道 路 か ら一 般 道 路 に転 換 す る交 通 量 が 発 生. す る。 こ こで,都. 市 高 速 道 路 課 金 に よ る換 算 所 要 時 間 をCニ!/μ(単. 位:時 間)と す る。 高 速. 道 路 課 金 額 の 変 化 に対 す る交 通 流 動 変 化 か ら,都 市 道 路 網 全 体 の 走 行 時 間 の 総 和 と して 総 走 行 時 間 を考 え る。 ま た高 速 道 路 事 業 者 の 収 入 と して,高 速 道 路(リ. ン ク2)で. の料金徴. 収 額 の 変 化 を推 計 した。 これ らの 評 価 指 標 に関 す る算 定 結 果 を 図 一6に 示 す 。. 0. 00.511.522.533.544.55 図 一6総. 本 図 よ り,高. 速 道 路 料 金 額c=o.5の. の 場 合 の 均 衡 交 通 量 は,gニ して,総. 走 行 時 間 と 料 金 収 入(固. 定 需 要 型). 場 合 に 総 走 行 時 間 が 最 小 値7c=24.92と. ⑤ κ1ニ3.1Zκ2ニ1.83で. あ る。 無 料 金 時 の 利 用 者 均 衡 状 態 に対. 走 行 時 間 が 若 干 で は あ る が,△7Cニ25-24.92ニO.08減. 交 通 需 要 の 状 況 に お い て も,妥. な る。 こ. 少 し て い る。 こ れ は 一 定 の. 当な 有 料 道 路 の 料 金 徴 収 は都 市 道 路 網 全 体 の 社 会 的 改 善 を. 与 え る こ と を 示 して い る 。 ま た 料 金 収 入 額 は,料 と な る 。 料 金 額 が 一 定 値 以 上 に 増 大 す る と,社. 金 額:Cニ3.0の. 会 的 費 用(総. 場 合 に 最 大 値:7Lニ3.0. 走 行 時 間)が. 増 大 し,ま. た利. 用 者 数 の 減 少 か ら料 金 収 入 も 減 少 す る こ と が わ か る 。 つ ぎ に,同. 様 の 高 速 道 路 の 料 金 設 定 問 題 に 関 して,OD交. 通 量 の 変 動:D-1(g)=10-gを. 含 ん だ 需 要 型 変 動 型 の 利 用 者 均 衡 配 分 を 実 行 す る 。 こ の 場 合 も,有 に 対 して,都. 料道路の料金額の変化. 市 道 路 網 全 体 の 総 走 行 時 間 と 料 金 収 入 の 変 化 を 検 討 した 。 こ れ ら の 各 評 価 値. の 算 定 結 果 を 図 一7に. 示す。 -211(701)一.
(10) 第57巻. 第3号. 三 Ω≡ 一総 走 行 時 間 一■ト 料 金 収 入. 〕0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0. 図 一7総. こ の 場 合 は,有. 走 行 時 間 と 料 金 収 入(需. 料 道 路 料 金 の 増 加 は,OD間. に 都 市 道 路 網 全 体 の 交 通 需 要:gの Cニ3.0の. の 均 衡 交 通 費 用 の 増 加 を 招 くた め,結. 減 少 を 与 え る 。 す な わ ち,本. 場 合 に 総 走 行 時 間 が 最 小 値:7Cニ22.24と. g=44κ1=3.6α. κ2=0.80で. 要 変 動 型). ま た 料 金 収 入 は,料. な る 。 こ の 場 合 に お い て も,料. な る 。 こ の 場 合 の 均 衡 交 通 量 は,. 金 額Cニ2.5の. 金 額 が 一 定 値 以 上 に な る と,総. 入 は 減 少 す る こ と が わ か る 。 ま た い ず れ の 場 合 に お い て も,道 網 全 体)の. 例 で は 有 料 道 路 料 金 額:. あ る 。 無 料 金 時 の 利 用 者 均 衡 状 態 に 対 して,総. 減 少 して い る(g:5.0→4.4)。. 果的. 交通需要量が. 場 合 に 最 大 値7Lニ2.5と 走 行 時 間 が 増 大 し,料 路 シ ス テ ム 全 体(都. 金収. 市道路. 経 済 便 益 の 最 大 値 を 与 え る課 金 額 と料 金 収 入 を 最 大 とす る課 金 額 は相 違 す る こ. とが わ か る。. 4.都. 市高速道路の対距離料金制の検討. 前 章 まで に混 雑 料 金 理 論 の 定 量 的 表 現 と して の 交 通 量 配 分 の 方 法 論 を 概 説 した 。 この 結 果,道 路 シ ス テ ム(都 市 道 路 網)の,有. 料 道 路 の 課 金 に よ って 得 られ る走 行 時 間 短 縮 便 益. を算 定 で き る こ とが わ か っ た。 本 章 で は,現 実 規 模 の 道 路 網 に対 して 利 用 者 均 衡 配 分 を 適 用 し,都 市 高 速 道 路 の 料 金 政 策 につ いて の 定 量 的 評 価 を 行 う。 本 研 究 で は,平 成22年 を 対 象 年 次 と して,対 距 離 料 金 制 の 適 用 可 能 性 につ いて の 基 本 的 な 検 討 を行 な う。 具 体 的 に は,平 成22年 に関 す るOD交. 通 量,道. 路 ネ ッ トワー クな どの. デ ー タ に基 づ い た交 通 均 衡 分 析 を 行 う と と も に,特 に社 会 的 便 益 の 側 面 か ら走 行 時 間 短 縮 便 益 に基 づ い た有 効 性 の 検 討 を 行 な う。 一 般 的 に有 料 道 路 の 料 金 は利 用 者 支 払 が,事 業 者 一212(702)一.
(11) 都市道路網 にお ける料金政策 に関す る実証的分析(秋 山) の 料 金 収 入 とな り社 会 的 に は キ ャ ンセ ル ア ウ トす る。 したが って,社 会 的 便 益 に は道 路 利 用 者 の 時 間 短 縮 便 益(総 走 行 時 間 の 減 少 分)を 用 いて 検 討 す る。 図8の. よ う に京 阪 神 の 一 般 道 路 網 と都 市 高 速 道 路 網 を 併 せ た都 市 道 路 網 を 構 成 す る。. 各 道 路 区 間(リ. ンク)に 関 して,道 路 種 別 に基 づ く リ ンクパ フ ォー マ ン ス関 数 が 設 定 され. て い る。 また本 研 究 で用 い た平 成22年 度 のOD交. 通 量 は,平 成11年 時 点 で の 将 来 推 計 値 で. あ り,将 来 道 路 網 計 画 を 検 討 す る場 合 の 基 本 とな るOD交. 通 量 で あ る。 本 研 究 で は,平 成. 21年 平 日 デ ー タ(阪 神 高 速 道 路 利 用 台 数 ・乗 り継 ぎ交 通 量)を 参 照 して,OD交 正 を行 っ た。 これ らの 都 市 道 路 網 の リン ク接 続 関 係,OD交 マ ンス関 数)な. 通 量,リ. 通量の修. ン ク属 性(パ. フ ォー. どの デ ー タを 基 本 属 性 とす る(6)一 ⑩。. こ こで は,OD交. 通 量 変 動 を 考 慮 しな い需 要 固 定 型 交 通 量 配 分 を 用 い る。 また 都 市 高 速. 道 路 の 特 徴 を考 慮 して,通 常 の 利 用 者 均 衡 配 分 アル ゴ リズ ムを 修 正 す る。 す な わ ち,① ラ ンプ間 の 料 金 設 定 を 含 ん だ 経 路 交 通 費 用 とす る,②OD間. の移動で複数回高速道路を利用. す る乗 り継 ぎ交 通 を 考 慮 す る。 この 修 正 アル ゴ リズ ムを 用 いて,対 距 離 料 金 導 入 時 の 乗 り 継 ぎ交 通 の 増 加 を 含 め た利 用 者 均 衡 状 態 を 算 定 す る こ とが で き る。 な お 修 正 アル ゴ リズ ム の 詳 細 に関 して は,関 連 研 究 に整 理 され て い る(6)(8)(1① 。 都 市 高 速 道 路 と都 市 間 高 速 道 路 は役 割 と交 通 状 況 が 相 違 す る こ とか ら,都 市 高 速 道 路 に お いて は,均 一 料 金 制 が 採 用 され て き た。 近 年 の 都 市 高 速 道 路 網 の 拡 大 と利 用 交 通 の 多 様 化 な どか ら,対 距 離 料 金 制 が 検 討 され て い る。 ま た料 金 自動 徴 収 装 置(ETC)の. 普 及 は,. 料 金 徴 収 面 の 技 術 的 困 難 を 解 消 す る もの で あ り,対 距 離 料 金 制 の 現 実 性 を 高 めて い る。 都 市 高 速 道 路 の 料 金 制 度 と して の 対 距 離 料 金 は,各 ラ ン プ間 に異 な る利 用 料 金 を 設 定 す. リン ク 数:7826 ノー ド数:5264 ゾ ー ン 数:786. 図 一8京. 阪神都市圏の都市道路網 一213(703)一.
(12) 第57巻. 第3号. る こ と に対 応 す る た め,都 市 高 速 道 路 の 料 金 政 策 を 実 現 す る た めの 基 本 とな る。 既 存 の 関 連 研 究 に お いて,具 体 的 な 料 金 設 定 形 式 が 提 案 され て お り,こ こで は代 表 的 な 設 定 につ い て,走 行 時 間 短 縮 便 益 を 指 標 と して 均 一 料 金 制 の 場 合 と比 較 分 析 を 行 う。 この た め,本 研 究 で は以 下 の よ うな 料 金 設 定 を 検 討 す る。 す な わ ち,① 均 一 料 金 制(現 行 の都 市 高 速 道 路),②. 上 下 限 付 き対 距 離 料 金,③. 距 離 料 金 を 想 定 す る。 こ こで,② /km)の. 階段 型 対 距 離 料 金,④. 非線 形関数型対. は対 距 離 料 金 の 基 本 的 な形 式 と して,一 定 料 率(33円. 線 形 関 数 に よ る課 金 を 設 定 して い る。 さ ら に,こ の 基 本 的 な 対 距 離 料 金 の 形 式. (②)に 対 して,⑤ 料 金 水 準 を低 下 させ た料 金 設 定(割. 引料 金)を 検 討 して い る。. ∠ 一一一一 ① 均一料金. 一. ②上 下限付対距離料金 ③ 階段型対距離料金 ④ 非線形関数型対距離料金 ⑤割 引料金(②△100円). 102030 利 用 距 離{km) 図 一9対. 距離料金の設定方法. それ ぞれ の 料 金 設 定 形 式 に基 づ き,都 市 高 速 道 路 料 金 を 決 定 し,需 要 固 定 型 の 利 用 者 均 衡 配 分 を実 行 した。均 一料 金 制 で は利 用 距 離 の 多 少 が交 通 費用 に反 映 され な い の に対 して, 対 距 離 料 金 制 で は料 金 設 定 形 式 か ら利 用 距 離 ご との 交 通 流 動 変 化 を 与 え る。 また 起 終 点 間 の 移 動 に対 して,一 旦 高 速 道 路 か ら一 般 道 路 へ 迂 回 す る乗 り継 ぎ交 通 が 増 加 す る。 各 対 距 離 料 金 設 定 ケ ー ス に対 す る利 用 者 均 衡 状 態 を 総 走 行 時 間 を 基 本 と して 表1に. 整 理 す る。. 今 回 の 設 定 ケー スで は,い ず れ の 対 距 離 料 金 制(ケ ー ス② ∼ ⑤)の 場 合 も,均 一 料 金 制 (算定 基 準:①)に. 対 して 走 行 時 間短 縮 便 益 が 増 加 す る。 こ の とき,都 市 高 速 道 路 網 ・一・. 般 道 路 網 と も に総 走 行 時 間 短 縮 が 観 測 され る。 この 意 味 で 対 距 離 料 金 制 の 導 入 は,均 一 料 金 制 に比 較 して,社 会 的 便 益 の 増 大 を 期 待 で き る もの と考 え られ る。 また 料 金 設 定 形 式 に 関 して,階 段 型 の 料 金 設 定(ケ ー ス③)に 比 べ て,連 続 的 変 化 を 与 え る料 金 設 定(ケ ー ス ② ・④)に. お いて は,乗. り継 ぎ交 通 量 お よ び走 行 時 間 短 縮 便 益 が 大 き く算 定 され る。 また. 基 本 的 に対 距離 料 金 制 の導 入 は,事 業 者 の料 金 収 入 の増 加 を与 え る こ とが 分 か る。 さ らに, 都 市 道 路 網 全体 の走 行 時 間短 縮 便 益 は,基 本 的 な対 距 離 料 金 に対 して割 引料 金(ケ ー ス⑤) -214(704)一.
(13) 都 市 道 路 網 にお け る料 金 政 策 に関 す る実 証 的 分 析(秋 表 一1各. 山). 設 定 ケ ー スの 算 定 結 果 の 整 理 一般道路網. 都市高速道路網. 都市道路網全体. 複数回 利用台数 (台). 総走行時 間 (台 ・時). 総走行時 間 (台 ・時). 総走行時 間 (台 ・時). 走行時 間 短縮便益 (万円). 16.41. 23,689. 369,571. 10,041,600. 10,411,170. (算定基準). 75,205. 14.63. 31,074. 347,286. 10,041,134. 10,388,420. 9,555. 1,052,124. 72,797. 16.21. 22,981. 364,841. 10,025,670. 10,390,510. 8,677. ④非線形関数型対 距離料金. 1,141,880. 72,410. 14.51. 31,319. 348,950. 10,032,910. 10,381,860. 12,310. ⑤ 割 引料 金 (② △100円). 1,206,588. 66,290. 13.98. 37,931. 357,740. 10,017,571. 10β75,310. 15,061. ケ ー ス. 利用台数 (台). 料金収入 (万円). ①均一料金. 1,045,764. 71,974. ②上下限付対距離 料金. 1,129,645. ③階段型対距離料 金. 平均 利用距離 (km). を設 定 す る と増 加 す る。 しか しな が ら,こ の 場 合 事 業 者 の 料 金 収 入 は減 少 す る。 つ ぎ に,道 路 ネ ッ トワー ク に対 す る利 用 者 均 衡 分 析 に お いて は,各 道 路 区 間(リ の 交 通 量 が 推 計 され る。 図 一10に,①. 均 一 料 金 制 の 場 合 に対 す る. ン ク). ②上下限付対距離料金. 制 の 場 合 の リ ンク交 通 量 変 化 分 を 表 示 す る。 た とえ ば,環 状 線 部 分 で は対 距 離 料 金 制 へ の 移 行 に よ り,交 通 量 の 減 少 が 推 計 され る。 これ は,乗. り継 ぎ交 通 量 の 増 加 と短 距 離 利 用 の. 増 加 に起 因 す る もの と考 え られ る。 ま た,相 対 的 に均 一 料 金 制 の 場 合 よ り低 料 金 水 準 とな る大 阪 神 戸 線 方 面 の 路 線 に お いて は,交 通 量 の 増 加 が 推 計 され る。 この よ う に ラ ン プ間 の 対 距 離 料 金 の 設 定 は,広 域 的 な 交 通 量 変 化 を 与 え る こ とか ら,料 金 政 策 は都 市 交 通 運 用 と して 交 通 制 御 との 一 体 的 な 検 討 が 必 要 で あ る と思 わ れ る。. 、 ∼ △5千 台 △5千 台 ∼ △1千 台 △1千 台 ∼1千 台 1千 台 ∼5千 台 5千 台 ∼ 図 一10対. 距 離 料 金 制 導 入 に伴 う交 通 量 変 化 一215(705)一.
(14) 第57巻. 5.お. 第3号. わ. り. に. 本 稿 で は,簡 単 な モ デル を 用 いて,混 雑 料 金 理 論 と利 用 者 均 衡 配 分 の 関 係 性 を 示 した 。 特 に単一 道 路 に お け る混雑 料 金 の議 論 が道 路 ネ ッ トワ ー ク に適 用 可能 で あ る こ とを示 した。 この と き道 路 ネ ッ トワー クで の 最 適 料 金 設 定 は,OD交. 通 需 要 に応 じて,道 路 区 間(リ. ン. ク)ご と に課 金 を 行 う こ と に対 応 す る。 しか しな が ら,都 市 道 路 網 に対 して 一 般 道 路 網 の 各 区 間 で 有 料 制 を 実 行 す る こ と は現 実 的 で はな い。 特 に京 阪 神 都 市 圏 にお いて は,一 般 道 路 網 に対 して 都 市 高 速 道 路 な どの 有 料 の 自動 車 専 用 道 路 が 幹 線 道 路 網 を 形 成 して い る。 し たが って,都 市 高 速 道 路 の 料 金 政 策 につ いて は,都 市 道 路 網 全 体 の 走 行 時 間 短 縮 便 益 の 検 討 が 重 要 で あ る。 本 稿 で は特 に都 市 高 速 道 路 の 対 距 離 料 金 制 につ いて,具 体 的 な 料 金 設 定 方 法 と広 域 的 な 交 通 流 動 変 化 との 関 係 性 が 大 き い こ とが 示 され た。 す で に,有 料 道 路 にお け るETCの. 普 及 が 進 展 して お り,料 金 徴 収 技 術 面 の 問 題 が 解 決 して きた 。 この よ うな こ. とか ら,今 後,都 市 高 速 道 路 の 料 金 政 策 と交 通 管 理 に関 す る一 体 的 運 用 が 大 い に期 待 され る。. 最 後 に本 研 究 を 遂 行 す る に あ た り,資 料 収 集 お よ び研 究 議 論 に関 して,阪 神 高 速 道 路 株 式 会 社,㈱ 地 域 未 来 研 究 所 の 御 協 力 を 得 た。 ま た交 通 量 配 分 アル ゴ リズ ムの 作 成 と運 用 に 関 して,徳. 島大 学 奥 嶋 政 嗣 准 教 授,関 西 大 学 井 ノ ロ弘 昭 助 教 の 御 協 力 を 得 た 。 こ こ に記 し. 感 謝 の 意 を表 す る次 第 で あ る。. 参. (1)椎. 谷 拓 也,秋. 山 孝 正:都. 考. 文. 献. 市 高 速 道 路 の 時 間 帯 別 乗 り 継 ぎ 制 に 関 す る モ デ ル 分 析,第21回. 交通工学. 研 究 発 表 会 論 文 報 告 集,pp.45-48,2001. (2)秋. 山 孝 正,奥 2003年. (3)奥. 嶋 政 嗣:交. 研 究 年 報(通. 嶋 政 嗣,秋. 通 均 衡 分 析 に よ る 都 市 高 速 道 路 の 料 金 体 系 に 関 す る 考 察,交. 通 学 研 究/. 巻47号),pp.169-178,2004.. 山 孝 正:交. 通 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 用 い た 都 市 高 速 道 路 乗 り 継 ぎ 制 の 有 効 性 分 析,第. 24回 交 通 工 学 研 究 発 表 会 論 文 報 告 集,pp.189-192,2004. (4)TakamasaAkiyama,Se-ilMun,MasashiOkushima:Second-BestCongestionPricinginUrban Space:CordonPricingandItsAlternatives,TheReviewofNetworkEconomics,Vol.3, Issue4,pp401-414,2004. (5)山. 田 浩 之 編:交. (6)山. 田 崇,奥. 通混雑の経済分析. 嶋 政 嗣,秋. 山 孝 正:都. ロ ー ド ・ プ ラ イ シ ン グ 研 究,勤. 草 書 房,2001.. 市 高 速 道 路 に お け る 距 離 比 例 料 金 に つ い て の 基 礎 的 分 析,第25. 回 交 通 工 学 研 究 発 表 会 論 文 報 告 集,pp。253-256,2005.. 一216(706)一.
(15) 都 市 道 路 網 にお け る料 金 政 策 に関 す る実 証 的 分 析(秋 (7)奥 嶋 政 嗣,秋 /2005年. 山). 山孝 正:交 通 均 衡 分 析 を 用 いた 都 市 高 速 道 路 の 対 距 離 料 金 制 度 の 検 討,交 通 学 研 究. 研 究 年 報(通 巻49号),pp.81-90,2006.. (8)文 世 一,秋. 山孝 正,奥 嶋 政 嗣:道 路 ネ ッ トワー ク にお け る次 善 の 混 雑 料 金 一 都 市 高 速 道 路 の 役 割. に着 目 して 一,応 用 地 域 学 研 究,第12号,pp.15-25,2007. (9)奥 嶋 政 嗣,秋. 山孝 正:対 距 離 料 金 制 度 下 の 時 間 帯 別 料 金 設 定 に関 す る基 礎 的 分 析,第28回. 交通工. 学 研 究 発 表 会 論 文 報 告 集,pp.253-256,2008. ⑩. 秋 山 孝 正,井. ノ ロ弘 昭,奥 嶋 政 嗣:都 市 高 速 道 路 の ゾー ン別 対 距 離 料 金 の 適 用 可 能 性 に関 す る検. 討/交 通 学 研 究/2010年. 研 究 年 報(通 巻54号),pp.245-254,2011..
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図
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