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仕事の詰まり解消のカギは待ち時間だった 車8台で混雑をスッキリさせた「渋滞学」教授に聞く

連休がやってくるたびに発生する、高速道路の混雑。火災や地震のときに押し寄せる、非常口までの人の流れ。コロナ禍で求められている、「密集、密接、密閉」の回避……。そんな、モノや人の“詰まり”と“流れ”をまとめて取り扱う、「渋滞学」という研究分野があるのをご存知でしょうか。

避けようがないものと思われていた車や人の混雑にも、きちんとした原因があります。原因があるということは、当然、対応策を準備できるということ。

東京大学の西成活裕教授が新しい研究領域として「渋滞学」を旗揚げして以降、「どうにもならないもの」と思われていた渋滞の研究も少しずつ進み、車に限らず、混雑緩和の試みが広がっています。

そんな渋滞学で特に興味深い点が、車や人の混雑だけでなく、ありとあらゆる「モノの詰まりの解消」に学問の視点を生かせることです。物流や電車のダイヤ、「データの転送」まで、驚くほど多くの場面でその知見が役に立てられるのだとか。

「仕事もデータも物流も、『流れ』がある場所であれば、その仕組みは車の渋滞と一緒。モデル化したら意外と共通点はあるんです」という西成教授に、渋滞と、身近な混雑の解消方法を伺いました。

西成 活裕(にしなり・かつひろ)さん
東京大学先端科学技術研究センター教授。絶対に渋滞することのないアリの行列から着想を得て、様々な渋滞を分野横断的に研究する「渋滞学」を提唱。日本テレビ「世界一受けたい授業」をはじめとした、テレビ、ラジオの出演多数。著書に『渋滞学』『無駄学』『誤解学』(いずれも新潮選書)など多数。
趣味は、オペラを歌うこと、および合氣道の稽古。

渋滞は、ドライバーの心がけで防げる?

——「渋滞学」なのですが、車の流れの研究と思いきや、応用範囲がかなり広いことに驚いてしまって。この場でなにを聞けばいいのかよくわからなくなってしまったんです。


西成教授:おお、なるほどなるほど(笑)。なんでも聞いてください。

——「渋滞学」というもの自体が西成先生の命名された研究領域なのですが、そもそもこれがどういった目的の研究なのか、教えていただけますでしょうか。


西成教授:はい。一般的に「渋滞」というと、ほとんどの人が車の混雑のことを想像しますよね。でも、これもう少し大きく捉えて、「モノの流れの詰まり」や「混雑」なのだと考える。そうすると、特定の状況下で起きる現象をもっと多くの出来事に応用して考えられるようになるんです。

たとえば、駅のホームで起きる人の混雑とか、通勤電車のダイヤの乱れとか、ネットワークの不調でメールが届かないとか……。


——車の混雑とメールが届かないこと、それぞれ全く別の問題に思えてしまうのですが、それぞれどういう共通点があるのでしょう?


西成教授:シンプルに言ってしまうと、「本来の容量以上のモノがきた結果、あふれている」状態です。車だったら、2車線の道路が1車線になったら合流地点は混雑します。データの場合は、処理できる容量以上のデータが来るとパケットロスが起きる。オフィスワークでも、会社のキャパシティ以上の仕事が来たら残業が増える。

こういった問題は、シンプルに考えればコップから水が溢れているのと同じなんです。そんなありとあらゆる混雑について、研究分野や領域を越えて課題・解決策を見出そう、というのが渋滞学の目的です。


——そもそも、車の渋滞って研究で解決できるものなのでしょうか? 自然発生的に起きる、「どうしようもないもの」と思っている人が大半だと思うのですが。


西成教授:それにも、きちんと原因があるんですよ。メジャーなのが「前方車両がブレーキを踏んだのを見て、自分もブレーキを踏んだ」状態です。

前の車がブレーキを踏んだのを見て、自分もブレーキを踏む。それを見た後続車両もブレーキを踏む。その後続車両も……と、皆が少しずつスピードを落とした結果、車間距離が詰まり、車が「だま」になって動きが止まってしまうんです。

——その「ブレーキが連鎖する」ことが渋滞の原因となるんですね。


西成教授:その「ドライバーがブレーキを踏みがちな場所」にもいくつかパターンがあります。たとえば、ゆるい上り坂。傾斜がなだらかだと、ドライバーも自分が上り坂を走っていることに気づかず、平地と同じペースでアクセルを踏み続けるので車のスピードが落ちます。後続車がそこに追いついてしまうと、追突してしまわないようにブレーキを踏まざるを得ない。

こういう、上り坂へと差し掛かる場所を「サグ」と呼びます。研究の結果、こういった「渋滞の原因」がわかってきているんですよ。


——では、ドライバー全員がサグに差し掛かってもスピードを緩めなければ、渋滞は起きない……?


西成教授:乱暴にいえばそうなります。スピードを落とさないようにするのももちろんですし、前の車のブレーキランプが光っても、あらかじめ十分な車間距離を取っておいて、自分はブレーキを踏まずに走り続けられるようにする。そうすれば渋滞は起きません。

もちろん、日本の交通事情的に「道路面積に対して車が多すぎる」という問題はあるので、それだけですべての渋滞は解消できませんが……。

——どうしようもないと思っていた渋滞なのに、「心がけ次第でなんとかなる」ということは、シンプルに驚きです。


西成教授:この車間距離、つまり車と車の“バッファ”をとって運転すれば渋滞を解消できるというのは、実証実験を行って得られた結論ですよ。サグで渋滞が発生したのを確認後、その後方から十分に車間距離をとった8台の車で渋滞に入っていくんです。そして、渋滞の中でも車間距離を確保しながら、一定のスピードで走り続ける……という実験を、渋滞の名所として知られる小仏トンネルで行いました。

数台の車が連なって走ることで、渋滞を吸収する、という考え方ですね。こうすることで、さらに後ろからやって来る後続車の渋滞を緩和しました。

▲2009年の実験を記録した映像。この方法を西成教授は「渋滞吸収運転」と呼んでおり、吸収車の通過後は後続車の速度が回復したそう

——8台が、数百台、数千台の車の動きを変えてしまう……。


西成教授:大事なのは、連なって走る8台がとにかく前の車両と車間距離を空けて、ブレーキを踏まないように走ることです。

そうすれば、前の車がブレーキを踏んでもこちらはブレーキを踏まずに対処できる。これはもはや、「ブレーキのバトンを後続車につなげたら負け」というゲームですよね。渋滞は、ゆっくりでも一定のスピードで車が走り続けることができれば、いつかは解消します。

——後続車のことを考えると少しでも前に詰めたほうがいいと思ってしまいますが、それを強い気持ちで我慢して、「車間距離を取り、一定のスピードで走り続ける」ことだけを意識する。


西成教授:そうです。8台の前は3台で実験をやったんですが、そのときはトラックの運転手さんが間に割り込んできてしまって。これは失敗でした。

——理屈ではうまく行っても、やはり現場では想定不可能なことが起きるんですね。

現場の問題点は「待ち時間」から洗い出す

——渋滞の仕組みやその解消方法を教えていただいたのですが、この考え方を人の混雑やオフィスワークに応用する、というのはどういうことなのでしょう?


西成教授:最近、特に相談が多いのは物流の現場からですね。今はコロナ禍の需要もあって、現場ではトラックもドライバーも圧倒的に足りていない状況です。そこで、限られたリソースの中でどう回すか、皆さんとにかく悩んでらっしゃる。

物流センターへ足を運んでみると、「荷物が数日間、倉庫に置きっぱなしになっている」とか「センターの駐車場に、配達待ちのトラックが何十台も停車している」状況に気付くんです。

——「荷物はあるのに、待機しているドライバーさんに渡せない」状況なんですね。


西成教授:しかし、荷物の流れをよく見ると、物流センターに運び込まれるときに原因があることがわかりました。ある物流センターでは、午前中に搬入用のトラックが何十台もやってきて、これから配達する荷物をまとめて置いていくんですよ。

その結果、物流センターが一定時間内に処理しきれる以上のモノがいっぺんに届いてしまい、配達用のトラックに荷物を渡すのが遅くなってしまう。この間、配達用トラックのドライバーは、物流センターの表に車を停めて待つことしかできません。

——物流センターが、一時的にキャパオーバーになっている……?


西成教授:そこで、運び込みのトラックが物流センターに到着する時間をうまくスケジューリングして、キャパに合わせた運用にしよう、と提案しました。たとえばある時間帯は「2時間に2台」などとするだけで、物流センター側の余裕が生まれるんですよ。

——なるほど。「混雑を生み出している原因と、その改善策を考える」視点を応用しているんですね。


西成教授:そうです。他にもオフィスワークだったら、「各部署の承認を取らないといけない稟議書が、どこかで止まっている」ケースがあるじゃないですか。そこでフローをチェックしてみると、いつも書類を受け取ってからハンコを押すまでに時間がかかっている部長がいることがわかるんです。

この場合、渋滞のボトルネックは「書類の承認が遅い部長」。そこで、「毎日の業務中に稟議書を確認する時間を設ける」というようなルールを設ければ、フローが改善するようになります。

——そういった、現場の問題点はどのように見つけるんでしょう?


西成教授:まずは、業務フローを可視化します。ガントチャートを作って、手順を整理するんです。



西成教授:一番見るべきところは、「待ち時間」。どのタイミングで待ちが発生しているのかや、それぞれのタスクにかかっている時間を洗い出せば、一発でボトルネックがわかると思います。ビジネスの進捗管理で使っている人も多いと思いますが、ガントチャートは本当に効きますよ。

あとは、動いているモノになりきって考えること

——モノになりきる?


西成教授:渋滞にはまった車の視点で考えるように、物流現場だったら荷物、オフィスだったらメールボックスの中で眠っている稟議書の気持ちになります。そうすると、「同じ場所で3日もいるなぁ」みたいな、流れが悪いところが見つけられるようになりますよ。

「非常口前に障害物があるほうが、避難スピードが早くなる」不思議

——では、渋滞学において「人の動き」はどのように扱うのでしょう? 荷物や稟議書と違って意思があるので、動きを読むのは難しいかな、と思ったのですが。


西成教授:そう、それが渋滞学の本丸にあたる部分なんですよ。

渋滞学のモデルの中でモノの動きを考えるために、まず必要になるのが「ルール化」です。実験や仮説検証を行うにあたって、モノや車、人の動きをモデル化して、まずはパソコン上で動かしてみることからスタートするんですが、個々の動きのルールを設定しないことにはシミュレーションもできませんから。

▲西成先生が三井ダイレクト損害保険と共同で行った、渋滞の模擬実験。「人や車の詰まり」と考えると複雑だが、理論モデルに落とし込むと仕組みがわかりやすくなる。「モデル化のいいところは、抽象度を高めた結果、他の分野との共通点を見出しやすくなるところ」(西成教授)とのこと


西成教授:人であっても「満員電車内における動き」だったらモデルに落とし込みやすいんです。渋滞にはまった車が「加速、減速、車線変更」くらいしかできることがないように、身動きできないほど人が密集している状態だと、人ひとりができることは「体をひねって向きを変える」くらいなので。

——そうか。極端に密集することで個々の行動が制限されて、結果としてルール化しやすくなるんですね。


西成教授:しかし、車内に余裕が出てきて、一人ひとりが自由に動けるようになると状況が変わります。そうなると、「隣の車両の席が空いているから、座っちゃおう」とか「次の駅で降りるから、扉の前で待っていよう」みたいな動きをする人が出てきます。この状態をモデルに落とし込むのは非常に難しい。

——どうしても、「人の気持ち」までは計算できませんからね。


西成教授:普段は駅についたら我先に車両から降りていくのに、今日はなぜだか人に道を譲る人がいる。どうしてだろうと気になっていたら、「今日はすごくいいことがあって、気分がいいから」というような場合もあるので……。人は履歴を背負って生きているので、そこまでのシミュレーションは無理ですね。

もちろん、シミュレーションから判明したこともありますよ。渋滞学の研究をしていて一番テンションが上ったのが、「出入り口の前に障害物を置いたほうが、人の退出が早くなる」ということでして。

——どういうことでしょう?


西成教授:「退出実験」という、火災や地震が起きたとき、建物の中にいる人々の全員が非常口から避難するのにどれくらいの時間がかかるのかを調べる実験があります。

建物のなかにいる時に身に危険がおよぶと、部屋にいる全員がパニックに陥りますよね。そこでたくさんの人がいっせいに非常口に殺到してしまうと、扉の前で人と人とがぶつかって、身動きが取れなくなってしまうんですよ。



西成教授:そこで、非常口の前に障害物を置いて、あえて邪魔をするんです。ドアの前に柱とか邪魔な棒が適切な位置にあると、人の流れが詰まらずに、最後の1人が部屋から出るまでのスピード(退出時間)が早くなります。

これは、最初はパソコンのシミュレーター上で発見したことだったんです。半信半疑で実際に人に動いてもらって確かめたところ、シミュレーションの通りに人が動きました。この日は1日ニヤニヤが止まらなかったですよ

▲ 障害物があるほうが退出時間は短くなるものの、非常口周辺にモノを置くのは法律で禁じられており、現時点で導入は難しいそう

——嘘のような結論ですが、どうしてそのようなことが起きるんですか?


西成教授:これは、まだ仮説検証中です。

スペインの学者さんが調査した結果、人ではなく牛や羊でも同じことが起きるのがわかりました。生物ではなく、パチンコ玉でも結果は同じのようです。仮設はいろいろ出ていますが、まだ「これが正しい」という結論に至っていないんですよね。

もう一つ覚えておくと良いのが、非常口から退出するときは、皆が競い合って我先に扉から出ようとするよりも、皆が譲り合ったほうが、退出時間が早くなります。これは満員電車で乗り降りするときも同じなので、覚えておくと良いです。やっぱり「急がば回れ」なんですよ。

目指すのは「自然に振る舞った結果、最適な動きができる」空間

——お話を伺っていて、少し気になることがあるんです。たとえば火災が起きたとき、自分がいくら譲り合いを意識しても、我先に非常口に殺到する人ばかりだったらどうにもなりませんよね。そんな状況で、ごく一部の人が譲り合いを意識して動いても、無意味になってしまうのかな、と。


西成教授:おっしゃるとおりです。

——そういった、すべての人が渋滞解消のために適切な行動を取ることがまだまだ難しいという状況に対してどのようにアプローチしていくのか、考えていらっしゃることはありますか? ちょっと意地悪な質問かもしれないのですが……。


西成教授:いやいや、これはとても良い質問ですよ。イメージしてもらいたいのは、男性用トイレの小便器に書いてある、黒い点なのですが。

——ああ。ハエのイラストが書いてあることもあるアレですね。

▲こういうやつ。ハエのイラストがあることで、用を足す男性は「狙って、する」ように。結果、便器周辺が汚れるのを防ぐことができる


西成教授:そうです。あれは便器の外側が汚れないようにするアイデアなのですが、ハエのイラストが書いてあるだけで、わざわざ「一歩前に出て!」という張り紙をしなくても、使う人は管理者側が意図した行動を取ってくれる。

こういう「ある仕掛けによって、人の行動が変わる」システムのことを、「ナッジ理論」(※)といいます。強制するのではなく、人が自然に行動してしまう仕掛けを作ろう、という考え方ですね。

※ 行動経済学者のリチャード・セイラー氏によって広められた、行動科学のいち概念。ナッジ(nudge)とは、「(ひじなどで)ちょっと突く、押す」という意味で、強制的に行動を促すのではなく「ひじでつつくような、小さなきっかけで行動が変わる」というイメージ。この研究によって、同氏は2017年のノーベル経済学賞を受賞している

——皆が自然に行動した結果、最適な行動が取れるようになる……。渋滞学的には理想の状態ですね。


西成教授:道徳心に訴えかけるのもいいのですが、そうではなく、あくまでも、仕組みを作る側は「自然に振る舞っていいですよ」というスタンスなんですよ。自然に振る舞った結果、皆さんが皆さんの得になる行動を取れるような空間をいかに作っていくか。そんなナッジ理論を応用した空間作りを今後は目指していきたいと思っています。

——しかし、昨年のANAさんの共同研究(※)の事例もありましたし、今後の渋滞学の展開はとても楽しみですね。お話できる範囲で良いので、いま新しく取り組んでいらっしゃることはありますか?

※ 2020年6月、全日本空輸(ANA)が国内線の優先搭乗のシステムをストップ、後方・窓側の席の乗客から順に搭乗する「6段階搭乗」システムをスタートさせた。新型コロナウイルス感染拡大防止の観点から新規導入されたシステムで、通路側と窓側の席で、また荷物の出し入れ時などに発生する乗客同士の接触を避けられるように搭乗順が設定されている。「優先搭乗を使用する乗客は、到着した飛行機からすぐに降りられるよう、通路側の席を確保することが多い」という西成教授のリサーチ結果から、新規システムが組み立てられたのだとか。くわしくはこちらから


西成教授:最近だと、農学部の先生とバイオエタノールの話をしました。

——おっと。また想定外の分野の話が出てきて驚いているのですが……。


西成教授:簡単に説明すると植物から採れる生物資源で、石油の代用品として研究されています。

バイオエタノールは、セルラーゼという酵素を使って、こちらも植物から得られるセルロースという成分を分解して生成します。その農学部の先生が「セルロースにセルラーゼを入れすぎると、渋滞が起きてしまって、反応が効率よく行われない」とおっしゃっていたのですが、私はこの「渋滞」という言葉に反応してしまって(笑)

——「おっ、なんだ? 渋滞か?」と。


西成教授:「渋滞と聞いたらやってきて、議論をする人」ですよね。結果「セルラーゼの渋滞を解消する」という論文を書きました。この研究がうまく行ったら、私は億万長者ですよ!


——こうやって他の分野と接点を持つと、学問としての幅もどんどん広がっていきますね。


西成教授:これは、ビジネスマンでも同じだと思いますよ。

詠み人知らずですが、私の好きな言葉に「問題は中にあり、解決は外にあり」というのがあります。課題にぶつかったとき、多くの人は身近なことや自分が知っていることからその解決策を探してしまうんです。しかしそこで他の分野に目をやってみると、新しい発見があるかもしれない。

——ITエンジニアさんだったら営業さんや他の仕事をやっている人に相談したり、家族に話を聞いてみたり……という感じでしょうか。


西成教授:そうそう。あとは、普段やらないことをやってみるといろいろ学べますよ。料理をやってみるとか。

——なるほど。……いま思ったのですが、スムーズな料理にも渋滞学が応用できそうですね。「切った食材に“待ち”の時間が発生しちゃってるな」とか。


西成教授:まさにそういうことです! 「電子レンジでチンされるのを何もせずに待っている」とか「お湯が湧くのを待っている」時間なんて、明らかにムダで、渋滞の原因ですからね!

文=伊藤 駿/編集=黒木貴啓(ノオト

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