交通安全に一定の効果があるとされる歩車分離式信号。この20年で設置個所は微増し続け、その数は全国で1万基を超えた。車両と交差点を横断する歩行者が交錯することがないため、交差点における歩行者の安全確保に一定の効果を発揮する。
一方、車両の停止時間は相対的に長くなるため、渋滞を誘発することもある。渋滞による時間のロスは社会的にも経済的にも損失であり、環境面でも負に作用する。
渋滞の解消は世界的課題と言え、日本でもさまざまな対策が検討されているが、解消策の一つに自動運転車の普及を挙げることができる。自動運転車の普及が渋滞解消に貢献するのだ。
自動運転がどのように渋滞を解消するのか。渋滞の現状とともに自動運転の渋滞抑制効果について解説していく。
記事の目次
■渋滞の現状
交通事故減少に資する歩車分離式信号
歩車分離式信号は、信号交差点で右左折する車両と交差点を横断する歩行者が交錯することがないよう、歩行者と車両が通行する時間を分離する信号方式だ。
従来の信号は、例えば南北方向と東西方向の信号が交互に代わり、同一方向の車両・歩行者を同時に通過させる。信号のパターンは「南北（車両・歩行者）→東西（車両・歩行者）」を繰り返す。
一方、歩車分離式は車両と歩行者を完全に分離するため、「南北（車両）→東西（車両）→全方向の歩行者」を繰り返す。歩行者が横断する際はすべての方向の車両が停止しているため、安全性は高まる。
警察庁によると、2002年に全国100カ所の交差点でモデル運用した結果、交通人身事故の発生件数が約4割減少し、そのうち人対車両の事故は約7割減少したという。
こうした安全面から徐々に導入が始まり、その数は2023年3月末時点で1万184基に達したという。全国の信号機（約21万基）の約4.9％に相当する数だ。徐々に設置が進んでいるものの、その速度は非常に緩やかだ。
信号待ち時間が長くなり、その分時間を要することに……
安全面への貢献度が高い歩車分離式信号だが、車両、歩行者とも自分が通行できるまで2ターン待たなければならないため、それぞれの待ち時間は基本的に長くなる。場所や時間帯によっては、信号待ちの車列が長くなるのも必然だ。
日本の大都市は世界ランキングの上位ランカー
日本の大都市部は世界的にも有数の渋滞スポットだ。オランダの位置情報企業TomTomが毎年発表している「TomTom Traffic Index」によると、2019年版ではG7の198都市における渋滞ランキングで、東京が2位、大阪10位、名古屋22位、札幌42位、神戸67位と5都市が上位に食い込んでいる。
世界55カ国の387都市を対象とした2023年版では、札幌14位、名古屋25位、東京27位、大阪56位となっている。1位はロンドンで、10キロメートルの移動に平均37分20秒要するという。札幌は26分30秒、名古屋24分20秒、東京23分40秒、大阪21分20秒となっている。
渋滞要因としては、左折車両が直進車両を阻害するケースや右折車の滞留により直進阻害、観光・イベントによる局所的な渋滞、商業施設による渋滞、路上駐車・荷さばきによる渋滞、バスの停車による渋滞などさまざま考えられるが、単純に道路のキャパシティを超える車両が走行していることが何よりの要因となる。人やモノが集中する大都市ほど渋滞が発生しやすいのはこのためだ。
移動ロスは4割に上る
国土交通省によると、2021年における道路ネットワークのパフォーマンスは、高速道路が自由走行速度（上位10％タイル速度）時速99キロに対し実勢速度（平均）が83キロでロス率16％となっており、同様に一般道路は61キロに対し36キロでロス率44％となっている。全道路を合わせたロス率は41％に上る。
つまり、自動車走行においては、渋滞などの非効率要素により41％の時間をロスしているのだ。これは約370万人分の労働時間に相当し、日本のCO2総排出量の約1.3％に相当するという。
日本は都市間連絡速度も低い
日本は都市間連絡速度（都市間の最短距離を最短所要時間で除した数値）も他国と比べ低いようだ。ドイツ時速84キロ、フランス88キロ、イギリス74キロ、韓国77キロに対し、日本は62キロとなる。国土面積や人口に対する高速道路延長が短いことが要因に挙げられる。
規制速度時速80キロ以上の道路延長は、日本7,800キロ（国土面積37.8万平方キロ）、ドイツ3万1,700キロ（同35.8平方キロ）、フランス1万8,500キロ（同55.2平方キロ）となっている。
日本の高速道路の約4割が暫定2車線であることも影響している。3車線以下の割合は米国、韓国、フランス、ドイツなどが10％未満である一方、日本は実に40％が暫定2車線なのだ。片側1車線では渋滞が発生しやすくなるのは言うまでもなく、事故発生時は通行止めを余儀なくされる。
韓国は1980年代まで暫定2車線区間が全体の6割を占めていたが、1992年に全廃方針を決定し、2015年末にはほぼすべての高速道路を4車線化したという。
環境負荷も大きい渋滞
渋滞による影響は時間のロスだけではない。CO2排出量の増加も指摘されており、故に欧州を中心に渋滞対策が注目を浴びている。日本のCO2排出量のうち、自動車からの排出が約15％を占めるという。このうち、渋滞などの非効率な運転による排出量は1割ほどと想定されている。
環境問題が声高に叫ばれる中、渋滞対策の重要性は今後ますます大きなものへと変わっていくものと思われる。
■日本の道路施策
道路データプラットフォーム構築で効果的な対策を実施
これまでの道路計画においては、5年に1度の交通量調査をもとに将来の交通量を予測し、道路の車線数などの規格を決定している。ただし、一車線あたりの交通容量は全国一律で設定されており、道路ごとに求められるサービスレベルや局所的な時間変動特性、実質交通容量低下は考慮されていないという。
交通量の偏りや渋滞頻発箇所など偏在する道路ネットワークの課題に向け、今後は以下などの施策に取り組んでいく方針だ。
- ①道路のパフォーマンス向上
- ②道路のサービスレベル分析
- ③地域づくりと連携した渋滞によるロス削減運動
①では、求められるサービスレベルに応じて道路のパフォーマンスを向上するため、必要な事業手法や制度の検討などを進めていく。具体的には、部分改良の機動的・面的実施といった事業手法の検討や、ピーク時間交通量に対応した交通容量に関する基準類の改定、動的料金の導入などについて検討している。
②では、道路管理者のデジタルディバイドに対し、各道路管理者が道路のサービスレベルを把握・分析できる手段を提供する。道路データプラットフォームを構築・活用し、サービスレベル分析アプリなどの提供やデータオープン化を推進していく方針だ。
③では、自治体と連携した面的な渋滞対策や公共交通とのモード間連携など、地域一体となった運動や取り組みを展開していく。
道路データプラットフォームの構築に関しては、道路システム「xROAD」の一環として道路関連データを一元的に集約・提供する道路データプラットフォームを構築している。
道路のサービスレベルや交通量（常時観測）データ、ETC2.0データ、道路施設点検データ、3次元点群（MMS）データ、道路基盤地図・道路台帳附図などの関連データを順次オープン化し、民間開発やオープンイノベーションを推進していく構えだ。
【参考】国の道路施策については「「自動運転専用道」構想も！国の2040年計画で浮上」も参照。
「自動運転専用道」構想も！国の2040年計画で浮上 https://t.co/OOdbPDlIXE @jidountenlab #自動運転 #国土交通省
— 自動運転ラボ (@jidountenlab) September 7, 2022
■自動運転による渋滞抑制効果
自動運転が渋滞発生メカニズムを解消
継続的な対策が求められる渋滞だが、自動運転技術がその解消に資する可能性がある。理由は大きく2つあり、それぞれが渋滞発生の主要因の減少に貢献する。
1つは、渋滞発生メカニズムへの貢献だ。渋滞発生の大きな要因として挙げられるのは、走行車両の加減速のムラだ。よく例示されるのが高速道路における緩い勾配だ。走行中の車両が緩い上り坂に差し掛かった際、ドライバーがそれに気づかないと車両はゆっくりと減速する。上り坂に気づいていたとしても、アクセルを踏み増すタイミングが遅れたり、減速を気にせず走行し続けたりする。
ブレーキランプが点灯することなく減速するため、後続車両の反応は遅れる。そのうちブレーキを踏む後続車両が現れ、それを見た後続車両もブレーキを踏みこむ。この連鎖が続くと後続車両の走行速度は後ろに行けば行くほど遅くなり、ついには渋滞が発生する――というものだ。
自車両の適時速度確認や適正な車間距離の確保などが求められるところだが、すべてのドライバーが注意深く安全に走行するわけではない。ドライバーが人間である限り、避けられない事象とも言える。
しかし、自動運転車であればこうしたメカニズムは発生しづらいものとなる。自動運転車は前方のカーブや勾配情報などを事前に入手し、その道路状況に合わせた走行を行う。速度を一定に保つのも得意だ。
車間距離も適正にとるため、前方車両の微減速にもブレーキを踏むことなく対応できる。V2V（車車間通信）機能が備わっていれば、加減速情報などをリアルタイムで入手し、前走車と同じ挙動をとることができる。
仮に道路上のすべての走行車両が自動運転車であれば、この渋滞発生メカニズムはほぼ起こらないことになる。走行車両の一部が自動運転車の場合は、その自動運転車が緩衝材となり、渋滞を和らげる効果に期待ができそうだ。
【参考】自動運転のメリットについては「自動運転の目的・メリット」も参照。
自動運転の目的・メリット（2023年最新版） https://t.co/F0HpSUK4bf @jidountenlab #自動運転 #目的
— 自動運転ラボ (@jidountenlab) July 10, 2023
効率的な移動実現で道路キャパシティを確保
2つ目は、自動運転技術の普及による走行車両の減少だ。現在、バスやタクシーといった移動サービスを軸に自動運転開発・実用化が始まっているが、技術が高度化し本格的な普及・量産期を迎えれば、公共交通を取り巻く環境が一変する。
移動サービスのコストとして多くを占める人件費が必要なくなり、かつ量産化によって車両本体にかかるイニシャルコストが下がれば、サービス導入が容易になる。採算ラインが大きく下がるため、撤退が続く路線バスは復活し、場合によっては運賃も低下する。乗り合いのオンデマンド系サービスなども充実すれば、利便性は大きく増すだろう。
こうしたサービスが普及すれば、低コストで比較的自由な移動が可能になる。すると、都市部を中心に自家用車離れが進み、道路上を走行する台数が減少して道路のキャパシティに余裕が生まれる。その結果、渋滞が緩和されるのだ。
V2Iサービスも渋滞解消に一定の効果？
このほか、自動運転の主要技術でもあるV2I（路車間通信）や走行ルート生成技術も貢献する。通信技術によりあらかじめ前方交差点の赤信号や渋滞個所などを把握することで、自動運転車は滑らかに減速を開始したり、効率的に移動可能な別ルートを選択したりできる。
こうした技術は手動運転車も同様だ。V2Iサービスが一般の手動運転車にも普及すれば、ドライバーは早めに前方の交通状況を把握し、カーナビも早めに別のルートを提案することができる。
【参考】渋滞解消については「あなたの渋滞イライラ、コネクテッドカーが解消 そのわけは？」も参照。
あなたの渋滞イライラ、コネクテッドカーが解消 そのわけは？ https://t.co/9sDJZgYkYX @jidountenlab #イライラ #渋滞 #コネクテッドカー
— 自動運転ラボ (@jidountenlab) December 3, 2019
自動運転が渋滞を悪化させるという意見も
一方で、自動運転技術が渋滞を加速させるとする論文なども散見される。その多くは、気軽な移動が可能となるため、これまで運転を控えていた高齢者などもモビリティを積極活用することになり、結果として道路キャパシティがひっ迫する――というものだ。
確かに、自家用車から離れても、代わりに自動運転タクシーを利用するのであれば道路のキャパシティは変わらない。キャパシティ減少には、乗り合いサービスのような効率的なモビリティの普及が前提となる。
また、法定速度を厳守し慎重な運転を貫くことで実勢速度が低下することも指摘されている。流れがスムーズな高速道路や郊外の道路では、走行する車両の平均速度が法定速度＋10～20キロに達するケースは珍しくない。そこに制限速度を順守する自動運転車が紛れ込むと、全体の流れが遅くなる。
安全面を考慮すれば正しい行為で非を問われるものではないが、実際の走行環境との間に乖離が生じるのも事実だろう。
【参考】自動運転の負の効果については「英国の道路渋滞、自動運転車の普及で85％悪化！？」も参照。
英国の道路渋滞、自動運転車の普及で85％悪化！？ https://t.co/PDnQrEccy5 @jidountenlab #自動運転 #渋滞
— 自動運転ラボ (@jidountenlab) January 19, 2023
■【まとめ】乗り合い自動運転サービスの普及などに注目
現実的に自動運転が渋滞抑制効果を発揮するのはまだまだ先の話で、実際にどれほどの効果が生まれるかは未知数でもある。
近々では、V2I技術・サービスの普及が渋滞解消にどのような効果をもたらすか、また、都市部における乗り合いの自動運転サービスの普及が道路キャパシティにどのような影響をもたらすかなどに注目したい。
【参考】関連記事としては「自動運転、信号に革新は必要？警察庁、トヨタらにヒアリング」も参照。
