軌道システムによる輸送の改善

東京大学大学院工学系研究科　曽根　悟　　

◆はじめに

　大学で電気工学を専門とする者の中で，交通システムの研究をしている人が少ないために，筆者のグループでは近年だけでも下記のようにさまざまな問題に取り組んでいる。

1. 高速・高頻度輸送のための列車ダイヤ
2. 列車ダイヤ異常時の運転整理手法
3. 無線使用列車制御システム
4. 電気車の純電気ブレーキ化
5. 新しい都市交通システム
6. 交通システムの評価手法
7. 交通システムの国際評価
8. 列車ダイヤの評価シミュレータ
9. 列車群への電力供給システムのシミュレータ
10. 列車群運行総合評価シミュレータ
11. 鉛直輸送システム
12. 公共交通利用個別支援システムＩＰＡＳＳ

　これらの中から，これから急速に高齢化の進む我が国で特に必要性が高まりそうな，最初と最後に挙げたふたつのテーマを選んで紹介したい。

◆高速・高頻度輸送のための列車ダイヤ

　これまでの成果の中から，有効性の高い三つの手法を紹介してみたい。

　この方法によれば，平均速度が高まること，混雑度の列車ごとの差が小さくなること，郊外側で無駄に空いた列車を走らせることが減らせることなどのために保有車両数をあまり増やさずに大幅な増発が可能になる。

　都心側の列車頻度を高めることができるのは，従来のダイヤでは停車列車の後にまた停車列車が到着する場面や，停車駅の少ない列車が多い列車を追い越しながら速く走るために間隔を空ける必要があったのに対して，このダイヤでは通過列車が束になって走る部分で頻度が稼げるからである。

　都心部に端末がある路線では，束になって到着する列車を収容するだけの着線が無ければならないし，束になって到着する直前には束になって発車させることによって到着線を空にしておく必用がある。このためには地域数 n と同数の線か，その半分の線を持つのが望ましい。n=4 の場合と，n=6 で着発線数が３の場合の例を図２に示す。

　一方，問題点としては，利用者の少ないルートでは何回かの乗換を強いられたり，所要時間が増加すること，増発に伴って開かずの踏切問題が一層深刻化する可能性があること，これまで利用者の少ない駅で，相対的に列車頻度が高かった駅では，駅での待ち客収容能力が不足する可能性があることなどがある。

　選択停車ダイヤの活用：停車駅の少ない列車が各駅停車を追い越しながら走る従来型のダイヤではどうしても高速列車に利用が集中しがちで，そのために高速列車の混雑が激しくなる。これを解消しつつ，高速列車をいっそう高速化できるのがこの手法である。従来の高速列車の代わりに，図３のように停車駅を分担した複数の高速列車群に置き換えるのである。

　また，この手法は地下鉄などの追い越し設備のない路線に応用して，利用客の比較的少ない駅停車を５本中３回などに制限することにより，図４のように列車群全体のスピードを高めることにも応用できる。

　はみ出し停車の活用：輸送力を高めるには，列車の収容力を高めるのがもっとも手っ取り早い。それには増結して列車長を長くすることや，車両を二階建てにして床面積を増すことが有効であるが，首都圏の通勤時のような異常な混雑の場面では二階建て車両は必ずしも有効とは限らない。それは，構造上扉の数が増せないからである。そこで増結することになるが，一部の駅ではプラットホームの延長が困難な場合が多い。これができるまで待つのではなく，積極的にはみ出し停車を利用することで，混雑緩和をしようとするものである(図５)。いわば選択停車ではなく，部分停車である。

◆公共交通利用個別支援システムＩＰＡＳＳ

　それだけではなく，的確な案内が個別・リアルタイムにできることでこれまで採用を見送ってきた合理的ではあるが複雑で案内が困難と考えられてきたダイヤを実現したり，列車ダイヤが乱れたときにも的確な案内ができることを通じて，近年一部の鉄道で失われてしまった利用者からの信頼感を取り戻すこともできるようになる。

　ＩＰＡＳＳができると，乗車前にその時点と地点に応じた最適な(これは個人の好み等により，最も安い，最も速い，着席できる，等さまざまであるがそれに対応した)経路を案内できるし，乗車駅や乗換前にもその都度必要な(必要でない人には何もしない)案内ができる。

　運賃の支払いに関しては，通常は全く手続きが不要で，ＩＰＡＳＳとシステム側との情報交換により，利用経路や設備を特定し，それに応じて指定の口座から後日一括して引き落とすだけである。自宅で電気を使ったり電話を掛けたりするのにいちいち支払いの手続きをしないのと同じである。自分の金での旅行と，会社の金での出張のように財布を使い分ける場合など，特殊な取り扱いのみ事前に登録が必要となろう。

◆各種運賃徴収方式の比較

◆ＩＰＡＳＳ機能の実現法

　案内は個人の固定的な登録情報(速いルートを希望，禁煙席希望，階段歩行を極力しないルートを，など)や可変の情報(その日の行き先等)をもとに，現実の列車ダイヤやその時の状態(次の列車の空席は１号車と２号車のみ，等)と利用者の位置とから生成し、希望の形態(音声で，文字で，等)で伝える。ダイヤや列車の状態は今でも把握していることが多く，一般に利用されていないだけである。ダイヤが乱れた状態ですら，運行司令所などでは近未来のダイヤ予測はできていることが多いから，他線への振り替え輸送なども含めれば，利用者への迷惑は簡単に，桁違いに減らすことができる。この案内の実現のためのソフトウェアの開発にはかなりのマンパワーを要するが，交通事業者の乗務員などには拘束時間ではあっても待ちの時間が長いから，その気になればこの時間は生み出すことができる。

需要分析は，希望条件や詳細な利用実績から，比較的容易に従来とは比較にならない精度で把握できよう。

　もちろん良いことだけではない。

　利用者のプライバシー保護をどうして保証するか，比較的長い時間がかかると考えられる全ての場所と利用者にこのシステムが行き渡るまでの過渡期をどのようにするか，など未解決の問題も多く残っている。　

　地上の輸送問題の一側面だけの紹介になったが，まだまだ情報システム工学的には改善の余地が大きいことを御理解いただけたなら，この小文の目的は果たせたと考えている。

(そね・さとる)