歩・車混合交通における車両挙動の評価に関する シミュレーション分析

高知高専専攻科特別研究論文集，第

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歩・車混合交通における車両挙動の評価に関する  シミュレーション分析

長  崎  友  紀

Simulation analysis about evaluation of the behavior of the vehicles in the traffic that pedestrians and vehicles were mixed

Yuki NAGASAKI

In the Western countries to which the originality and creativity of safe and comfortable pedestrian space are enforced, hard techniques, such as a community road, are conducted as a speed regulation measure in the residential district. However, in our country, the present con- dition is that the community road etc. are limited to some areas. So, in this research, the pos- sibility and the subjects for creating of safe and comfortable pedestrian space by consideration of a vehicles driver were verified. The concrete details of research modeled the driving opera- tion of the vehicles which carries out a safety run and a dangerous run in the traffic that pede- strians and vehicles were mixed. And in order to search for the burden by increase in the driving time of the vehicles per km, the deceleration frequency and acceleration frequency, etc., simulation analysis was conducted by making pedestrian traffic and oncoming car traffic into a parameter.

Key words : The traffic that pedestrians and vehicles were mixed, Behavior of the vehicles, Driving safety and dangerous, Driving time, Estimated equation

１．緒    言

1.1  我が国，及び高知県における道路状況 

  交通事故を防止するためには，速度帯の異なる自動車 や自転車，歩行者の通行帯を分離することが有効である とされている．しかし我が国の道路幅員は狭く，平成

9

5.5m

は全国平均約

51%

36.8%である．車道幅

5.5m

7

9

8m

  道路環境の整備とともに，道路利用者の安全な運転・

通行が望まれる．また，道路利用者の挙動を把握し，道

路利用の促進と交通安全のための誘導や規制をすること も必要である．近年の標準歩道幅員の拡幅を盛り込んだ 道路構造令の改訂や公共交通機関の利用促進施策は，歩 行者重視の傾向を示している．

大型車が道路幅全体を使ってすれ違うことのできない 幅員

5.5m

すべての道路を拡幅することは困難であり，道路網の段 階的構成の構築を目指す一方，車両の運転者は今まで以 上に文明の利器の魅力を抑制し，歩行者等の通行を優先 した（意識した）運転操作が望まれることになる．

本研究では，車両運転者の意識による安全で快適な歩 行者空間の創意工夫の可能性を探ることを目的として，

自動車が歩行者の通行する狭幅員道路を速度規制に従っ て安全走行及び危険走行する交通状況のモデル化を検討 した．過去のアンケート調査結果等を参考に，安全，及 び危険な運転操作を定義し，車両の

1km

1.2  歩車共存計画の事例 

  歩車共存道路は，歩行者空間や公園を組み合わせ，車

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道部分を蛇行させ自動車の速度を抑えることで歩行者と の共存を図る道路である．また，交通への整備効果以外 にも，電線類の地中化や諸設備設置等により景観，防災 の向上を図る．

  歩車共存計画の事例の一つとして「ボンエルフ」があ る．ボンエルフとは，人と車の共存を目的にした道路整 備形態のひとつである．

1970

速度（約

15km/h

な構造になっている．  例えば，車の通路を一車線（一 方通行）にし，乗り越えなければならないハンプ（出っ 張り）を設けるなど，また，車が直進してスピードを出 せないようにカーブを設けている．さらに，路上駐車ス ペースも設けることも車の減速を促す方法としてボンエ ルフのなかに取り入れられている．

ボンエルフの道路は，様々な形で車のスピードが出な いような工夫がなされているため，ドライバーにとって は「走りにくい」という印象もあるようだ．

しかし，ボンエルフが施されている街は人と車の「共 存」が大前提となっているため，ドライバーにはその街 に生活する歩行者への思いやりをもってゆっくり走るこ とが求められている．

1.3  狭幅員道路1km区間における車両走行シミュレ ーションモデルの概要 

  歩道の設置が困難な狭幅員道路，つまり歩車混合交通

1km

/h）と対面自動車交通量（台/h）

を基にポアソン分布であるとして発生させた．なお本研 究では，歩行者の安全は運転者の安全運転操作によって 確保されるものとして歩行者を背面から追い抜く（追い 越す）ものとした．

  歩行者交通量（人

/h

1km

/h）が大となるほど，歩行者追随回数は大となる．また，

歩行者が追随視距（歩行者の歩行速度まで減速に要する 距離）の範囲内にいない場合，車両は規制速度

V0

２．狭幅員道路における車両走行所要時間の分析シ ミュレーション 

本研究では，路側帯の拡幅と速度規制を目的として，

自動車が，歩行者の通行する狭幅員道路を，速度規制に 従って安全，及び危険走行する交通状況のモデル化をし，

走行所要時間，減速回数などの変化を比較，検討した．

2.1  安全，及び危険な運転操作の定義  2.1.1  安全運転操作の定義 

狭幅員道路を対象とした，車両の安全走行を，過去の アンケート調査結果等を参考に，次のように定義した．

①歩行者を追い抜く（追い越す）場合，自動車の速度は

20km/h（Vb）以下とする．

②追い抜き（追い越し）時の，歩行者との横方向間隔は

1.5m

③安全を確認した場合，自動車はできる限り規制速度

（Vo）に近い速度で走行するものとする．

④自動車の加速度・減速度は道路構造令を参考に，運転 者に不快感を与えない

0.2G（1.96m/s

⑤なお，道路は歩道を設置できない狭幅員道路とする．

2.1.2  危険運転操作の定義 

  同じく，車両の危険走行を次のように定義した．

①歩行者発見時に，車両は減速しないものとする．

②追い抜き（追い越し）時の速度は規制速度のまま，ま たは規制速度まで加速しながら行うものとする．

以下，

2.1.1

お，危険走行時のシミュレーション結果は安全走行時の ものとの比較を目的とする．

2.2  プログラムの流れ図 

プログラムでは，流れ図に沿って反復し，累積走行距離 が

1km

BASIC

2.2.1  安全走行時のプログラム 

安全な運転操作の定義に従った

1km

Fig. 2.1

①『歩行者確認パターン１』（

2.3

②乱数発生後，歩行者が発見されなければ，再び①に戻 り同様に乱数を発生させる．

歩行者が発見されれば，V0から

Vb

③『対向車確認パターン』（

2.4

Vb

⑤に進む．対向車を発見した場合，速度を

Vb

Vp

④『対向車確認パターン』（2.4に示す）より乱数を発生 させ，対向車を発見した場合，再び『対向車確認パター ン』より乱数を発生させる．対向車が発見されない場合，

歩行者を速度

Vpから Vb

⑤速度

V=Vb

2,3』より

V0

1』

2.2.2  危険走行時のプログラム 

  危険な運転操作の定義に従った

1km

①『歩行者確認パターン

4』に従って，乱数を発生させ

②乱数発生後，歩行者が発見されなければ，再び①に戻

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Fig. 2.1 Flowchart of driving safety Fig. 2.2 Flowchart of driving dangerous り同様に乱数を発生させる．歩行者が発見されても，減 速は行わない．

③『対向車確認パターン』（

2.4

V0

⑤に進む．対向車を発見した場合，速度を

V0

Vp

④『対向車確認パターン』（

2.4

速度

Vp

V0

⑤速度

V=V0

4』に進む．

なお，安全走行時，危険走行時ともに，車両の走行距

離が

1000m

操作を

1000

1000

また，本研究で使用したプログラムでは，自動車の前 方の任意の区間において，歩行者が

a

P(X=a)=e

×(TP

/a!) (2-1)

ここで，前方の任意の区間内の歩行者確認をする場合 を，シチュエーションごとに

4

V0=40km/h：通常走行時の速度． 

Vb=20km/h

速度． 

Vp=4km/h：歩行者程度の速度．歩行者追随走行時の速

また，自動車の加・減速度は

0.2G

道路構造令に示されている「運転者に不快感を与えない 程度の加・減速度」を採用した． 

2.3  歩行者確認パターンとポアソン分布  2.3.1  歩行者確認パターン１ 

Fig. 2.3

1

行者発見パターン

1」のシチュエーションとしては次の

Fig. 2.3 Check on pedestrians (Pattern1)  

V0=40km/h

Vb=20km/h， Vp=4km/h

L

=L0+L1+2×L2 (2-2)

L

m

V0=40km/h

L0m

の区間を

0.2G

Vb=20km/h

る．その後対向車の確認を行い，対向車が存在しなけれ ばそのまま

Vb=20km/h

L1

0.2G

Vp=4km/h

L2m（安

全車間距離）後方を追随走行する．その間ひきつづき対 向車の確認を行い，対向車がなくなり次第，

0.2G

Vb=20km

2.3.2  ポアソン分布 

Fig. 2.4

1

示す．ただし，歩行者の平均時間交通量

Qp

Qp=100

Vp=4km/h

歩行者密度

K

K=Qp/Vp=100/4=25

LK

V0

Vb

L0

Vb

Vp

L1，そして安全車等間隔の 2

2×L2

L0=

{(V0/3.6)2-(Vb/3.6)2}/(2α)={(40/3.6)2-(20/3.6)2}/(2×1.96)

=23.62m (2-4) L1=

{(Vb/3.6)2-(Vp/3.6)2}/(2α)={(20/3.6)2-(4/3.6)2}/(2×1.96)

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=7.56m (2-5) L2=(Vp/3.6)+6=7.11m (2-6) LK=L0+L1+2×L2=23.62+7.56+2×7.11=45.4m (2-7)

次のようになる．

TP=K×(LK/1000)=25×(45.4/1000)=1.135

LK

a

P

P(X=a)=e-TP×(TPa/a!) (2-9)

a=0

P(X=0)=e-TP×(1/0!)=e-TP=e-1.135=0.3214 (2-10)

a=1;P(X=1)=P(0)×TP/1=0.3214×1.135=0.3648 (2-11) a=2;P(X=2)=P(1)×TP/2=0.3648×1.135/2=0.2070 (2-12) a=3;P(X=3)=P(2)×TP/3=0.2070×1.135/3=0.0780 (2-13) a=4;P(X=4)=P(3)×TP/4=0.0780×1.135/4=0.0220 (2-14)

0

1

0

から

0.3214

LK

いものとする．0.3214を超え

0.6862

LK

1

2,3,4

Fig. 2.4 Poisson distribution of check on pedestrians (Pattern1)   

2.4  対向車確認時のポアソン確率

なお，本研究では，対向車の平均時間交通量

Qv

Qv=100台/hとした．

K=Qv/V0=100/40=2.5

となる．対向車確認は，歩行者が前方の歩行者確認区間 にいる場合である． 

そのうち，

V=Vb

Vb

Vp

L1

2×L2

/3.6

TV

TV=(L1+2×L2) /{(Vb-Vp) /3.6}=21.7/{(20-4)/3.6} 

= 4.883sec (2-16)

TV

a

P

P(X=a

×

/a!｝ (2-17)

P(X=0

×(1/0!) 

=e

=e

=0.87316 (2-18)

2×L2

0.2G

Vb

Vb

TV

  Fig. 2.5 Time for passing pedestrians 

Fig. 2.5

の関係を示す．ここに，LA：車の走行距離Ｌ，LB：歩 行者の歩行距離，L1：速度

Vp

Vb

Vb

（0.2G(m/s²

)）しながら追い越しを開始し，速度 Vb

t1sec，加速

t2sec

L1=(Vp/3.6)t1+0.5αt1

L2=(Vb/3.6)t2

LA=L1+L2

LA-LB=2L2

となる．この場合，

Fig. 2.5

t1=｛(Vb/3.6)-(Vp/3.6)｝ /(02G)

=

/1.96=2.268sec (2-19) L1=t1×｛(Vb/3.6)+(Vp/3.6)｝/2

=2.268×

/2=7.56m<2L2=14.22m (2-20)

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であるので，

t2=(2L2-L1)/(Vb/3.6)=(14.22-7.56)/(20/3.6)

=1.199sec (2-21) TV=t1+t2=2.268+1.199=3.467sec (2-22)

a=0

P(X=0)=e

=e

=0.9082

(2-23)

危険走行時の比較検討 

  安全走行時，危険走行時におけるシミュレーション結 果を定量的に比較し，次の各項目について考察を述べる．

3.1  平均走行所要時間 

  対向車交通量，歩行者交通量を次表のようにそれぞれ 変化させたときの，安全，及び危険走行時における規制 速度別走行所要時間一覧を

Table 3.1

Table 3.1 Variation of driving time by Simulation

Safety Danger Safety Danger Safety Danger

0 90 90 120 120 180 180

20 124.2 90 143.4 120 180 180

70 141.4 90 158.9 120 180 180

100 145.9 90 162.7 120 180 180

0 90 90 120 120 180 180

20 127.8 96.6 147.4 124.6 184.6 184.6

70 147.4 100.5 166.1 128.8 188.7 188.7

100 152.7 101.4 170.9 129.8 190 190

0 90 90 120 120 180 180

20 132.5 103.5 153 130.7 190.8 190.8

70 154.8 110.3 175.4 138.4 200.1 200.1

100 161.2 111.7 181.3 140.3 202.4 202.4

0 90 90 120 120 180 180

20 138.5 110.1 159.6 137.1 198.2 198.2

70 164.2 119.7 186.4 148.9 213.4 213.4

100 171.6 122.2 193.6 151.7 217.3 217.3

Oncoming cars

（Number of oncomung

cars/h）

Pedestrians

（Number of Pedestrians/

h）

Average of driving time(sec)

V0=40km/h V0=30km/h V0=20km/h

0

100

200

300

歩行者交通量0人

/h

24

3.2  速度変化 

  以下のシミュレーション結果については，規制速度を

40km/h，

100

人/h（交通密度

25

/km）とし，対向車の平均時間交通

Quiet Road Areas

100台/h

Fig. 3.1， Fig. 3.2

危険走行時は，負荷となる減速回数及び，加速回数が

大幅に減少していることがわかる．以上のことは，危険 走行時には歩行者を発見した時点では減速を行わない，

というのが主な原因であると考えられる．

Fig. 3.1 Velocity variation of driving safety  

  Fig. 3.2 Velocity variation of driving dangerous 

3.3  交通量と走行所要時間 

Fig. 3.3，Fig. 3.4

行所要時間の負荷，対向車交通量をパラメータとしてそ れぞれ安全走行時，危険走行時についての変化を示した ものである．これらの図より，歩行者交通量の走行所要 時間の負荷への影響はともに安全走行時の方が大きくな っていることがわかる．また，対向車交通量の走行所要 時間の負荷への影響も同様のことが言える．

Fig. 3.3 Variation of driving time by traffic density (Driving safety)

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3

Fig. 3.4 Variation of driving time by traffic density (Driving dangerous)  

3.4  追い越し視距 

  追い越し視距は，安全な追い越しを行うために最低限 必要な，追い越し開始地点から進行方向への空間的安全 確認距離である．この間に対向車が存在する場合は追い 越しを始めてはならないものとする． 

また，追越し視距が長いほど，特に道路への出入りの 多い住居系地域においては突発的な事象に出会う危険性 が高くなる．  

  Fig. 3.5 Visual distance for overtake of driving safety 

Fig. 3.5

2.3

す歩行者確認パターン

1

Fig. 3.5

L1+L2×2

Vb

（L1+L2×2）/（Vb/3.6）となる．

また，この間対向車が走行する距離は，V0 で走行し ているので，

L3=

/ ×V0 (3-1)

車両が追い越しをかけている間，つまりセンターライ ンに寄っている，あるいはセンターラインからはみ出し ている間は，衝突の危険性があるため追い越し区間内に 対向車が侵入してはならない．従って追い越し開始時に は，予想される追い越し完了地点と対向車との間に

L3

  安全走行時の追い越し視距

L4

V0=30km/h

L4=

+

/

×

=

+

/ ×

=54.45m (3-2) V0=40km/h

L4=

+

/

×

=

+

/ ×

=65.34m (3-3)

次に，Fig. 3.6に危険走行時の追い越し視距を示す．

Fig. 3.6 Visual distance for overtake of driving dangerous

追い越し視距における定義は安全走行時と同様とする．

危険走行時での追い越し区間距離は，Fig. 3.6におい て，L0+L2×2となる．この間車両は

V0

また，対向車の速度も

V0

L3

L3=L0+L2×2 (3-4)

L4’

V0=30km/h

L4’=（L0+L2×2）+L3=（L0+L2×2）×2 =（17.40+7.11×2）×2

=63.24m (3-5)

V0=40km/h

L4’=

L0+L2

2

+L3=

L0+L2

2

2 =（31.18+7.11×2）×2

=90.80m (3-6)

V0

40km/h，Vb

20km/h

越し視距は

65.34m

40km/h

90.80m

り，安全走行時の約

1.4

V0

30km/h

ぞれ

54.45m，63.24m

1.2

V0

20km/h

４．走行所要時間の影響要素の分析  4.1  走行所要時間の推定式の作成 

  ここでは，シミュレーションによって得られた，安全 走行，危険走行それぞれ

48000

  なお，走行所要時間に影響を及ぼす要素（変数）は，

規制速度

V0，歩行者時間交通量 Qb

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Qv

一般式 ： S = aV0＋bQb＋cQv＋d (3-7)   変数 ： S  ；走行所要時間（

s）

V0

km/h）

Qb

/h）

Qv

/h）

a, b, c, d

  検討方法としては，Fig. 4.1に示すように

Excel

Fig. 4.1 Multiple regression analysis by Excel

以下のような推定式が得られた．なお，

Ss

Sd

Ss=-2.88044V0+0.436897Qb+0.062743Qv+215.5704 (3-8)

Sd=-4.49133V0+0.153182Qb+0.069318Qv+257.1512 (3-9)

Ss

Sd

Ss;215.5704<Sd;257.1512

Ss;-2.88044<Sd;-4.49133

Ss;0.436897>Sd;0.153182

Ss;0.062743<Sd;0.069318

4.2  シミュレーション結果と推定値の比較検討 

  推定式によって得られた推定走行所要時間の一覧を

Table 4.1

のと比較してみると，多少の誤差はあるもののおおよそ 近い値が得られた．

Table 4.1 Variation of driving time (Estimated equation)

Safety Danger Safety Danger Safety Danger

0 100.4 77.5 129.2 122.4 158 167.3

20 109.1 80.6 137.9 125.5 166.7 170.4

70 130.9 88.2 159.7 133.1 188.5 178

100 144 92.8 172.8 137.7 201.7 182.6

0 106.6 84.4 135.4 129.3 164.2 174.3

20 115.4 87.5 144.2 132.4 173 177.3

70 137.6 95.2 166.6 140.1 194.8 185

100 150.3 99.7 179.1 144.7 207.9 189.6

0 112.9 91.4 141.7 136.3 170.5 181.2

20 121.6 94.4 150.4 139.3 179.2 184.3

70 143.5 102.1 172.3 147 201.1 191.9

100 156.6 106.7 185.4 151.6 214.2 196.5

0 119.2 98.3 148 143.2 176.8 188.1

20 127.9 101.4 156.7 146.3 185.5 191.2

70 149.8 109 178.6 153.9 207.4 198.8

100 162.9 113.6 191.7 158.5 220.5 203.4

0

100

200

300 Oncoming

cars

（Number of oncomung

cars/h）

Pedestrians

（Number of Pedestrians/

h）

Average of driving time(sec)

V0=40km/h V0=30km/h V0=20km/h

４．結    言

一般に交通事故を防止するためには，速度差の大きい 自動車や自転車，歩行者の通行帯を分離するべきとされ ている．本研究ではこの速度差に視点を置き，歩・車混 合交通の地域において，歩行者追い越し時には減速すべ きとし，この運転操作を望ましい安全運転と定義した．

しかしこの視点は，交通挙動のある瞬間における点の 視点である．連続した線の視点で車両の挙動を考察する ために，歩・車混合交通における狭幅員道路

1km

歩行者の平均時間交通量を，任意に仮定した

100

（交通密度

25

デンマークの交通抑制区域の事例である交通機能を第

1

Quiet Road Areas

交通量

200台/h〜300台/h

100台/h

の，各

1000

①規制速度

30km/h

1000

②規制速度

30km/h

③規制速度

30km/h

1000

加速回数が増加している．

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④規制速度

30km/h

⑤規制速度

30km/h

速度

30km/h

った．しかし，歩行者追い越し時の速度

20km/h

⑥走行所要時間の推定式から以下のことがわかる．規制 速度を大きく設定するほど，危険走行による走行所要時 間の減少傾向が大きい．歩行者交通量が多くなるほど，

安全走行時の走行所要時間の増加傾向が大きい．そして 対向車交通量の影響については，歩行者追い越し時の車 両の挙動としているため，本研究のシミュレーションで は安全，あるいは危険走行による違い及びその程度が少 なくなっている．

⑦また，追い越し視距については，減速する安全走行時 の追い越し視距と比較して，減速しない危険走行時の追 い越し視距が

V0=30km/h

1.2

V0=40km/h

1.4

以上のことより，快適な歩行者空間を実現させ，かつ 車両運転者の負荷量を減じるために，歩・車混合交通に おける狭幅員道路では，安全運転で定義したような歩行 者を安全に追い抜くことのできる規制速度とすることが 望ましい．道路交通法第二条で，車両等が直ちに停止す ることが出来るような速度で進行することを徐行と定義 し，その速度は

10km/h

15km/h

20km/h

  安全で快適な歩行者空間の創意工夫が進んだ欧米諸国 では，速度帯の異なる自家用車や歩行者の混在する住居 系地域においてコミュニティ道路などのハード的手法が 速度規制策として実施されている．コミュニティ道路な どが一部の地域に限定されている我が国においては，

歩・車混合交通の安全で快適な歩行者空間を実現させる ために，規制速度と歩行者速度に大きな違いがある場合 でも，車両運転者は安全走行時の負荷を十分に認識しな がら歩行者と運転者の両者の視点で安全な運転操作を心 掛けなければならない．

謝    辞

本研究のために，夏期休暇，冬期休暇，普段の週末を も返上し，また，夜遅くまでお付き合いただいた日もあ り，これまで指導して下さった竹内光生先生には大変感 謝しております．本当にありがとうございました．

参考文献

1)

コミュニティ・ゾーン形成マニュアル，1996

2)

22

議論文集，狭幅員道路における交通対策の一手法  一般論文(A)，1997

3)

31

住区内狭幅員道路における錯綜危険度と交通安全意 識に関する研究，1996

4)

9

5)

6)

歩行者追い抜き時の走行シミュレーション，2001

7)

る計画数学，1998

8) http://www.udit.co.jp/www71.htm

9) http://www.cvg.ynu.ac.jp/G4/observation/fig/0406_

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