渋滞で車線を変え続ける車は、本当に早く着くのか？【1,000回シミュレーション】
渋滞のとき、隣の車線だけ進んで見えることがあります。
そこで車線を変え続けたら、本当に早く着くのでしょうか。
パソコンの中に10キロの高速道路を作って、1台の車を1,000回走らせて確かめました。
まったく同じ道路を2回走らせ、「車線を変える」「変えない」だけを比べています。
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■ 目次
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00:00 隣の車線が動き出したら
00:35 これがあなたの車です
01:23 まず、普通に走ってみる
02:18 1台だけ、車線を変える
03:40 後ろで何が起きていたか
04:35 ただし、損をすることもある
05:52 何回変えると損をするのか
07:20 混み具合を変えてみる
08:13 みんなが同じことをしたら
09:43 結論とご注意
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■ 今回の条件でわかったこと
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① 車線変更は、平均すれば得。ただし10キロ走って、短縮できたのは20秒から40秒ほど
② 20回に1回ほどは、逆に遅くなる。危ないのは2回目
③ 得した時間の裏で、後ろに小さな遅れが残る
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■ 実験の条件（前提）
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【道路】
・まっすぐな片側2車線・全長10,000m
・信号・合流・出口・料金所はありません
・カーブも坂もありません
【車の数】
・1車線あたり1時間に 600台／1,200台／1,500台 の3通り
・1回の試行で走る車の数は、およそ 600台／1,200台／1,500台
【車の動き】
・前の車との距離を見て加速・減速するモデル（IDM）にもとづく計算
・速度の好みは1台ずつ違う（時速100kmを基準に、標準偏差 時速15km）
・車体の長さ5m／最小車間2m／希望車頭時間1.5秒／最大加速度 1.0 m/s²／快適減速度 2.0 m/s²
【車線変更のルール（追いかける1台だけが持つ）】
・隣の車線のほうが時速10km以上速ければ移る
・判断は1秒ごと。移った直後の3秒は続けて移らない
・隣の車線の速さを見る距離は250mまで
・後ろの車に強いる減速にも上限を設けています
【比べ方】
・乱数（車の発生パターン）を固定し、まったく同じ道路を2回走らせます
・違うのは、追いかける1台が車線変更をするかどうかだけ
・その2回の到着時刻の差が、車線変更で得た（失った）時間です
【走らせた回数】
・1台だけが車線を変える実験：交通量ごとに各1,000回
・みんなが車線を変える実験：条件ごとに各100回
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■ 結果の数値
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【10キロ走って短縮できた時間（各1,000回の平均）】
・すいている（600台/時/車線） +42.62秒（95%信頼区間 +39.04〜+46.20）
・そこそこ混む（1,200台/時/車線） +32.04秒（95%信頼区間 +28.44〜+35.63）
・もっと混む（1,500台/時/車線） +21.77秒（95%信頼区間 +18.61〜+24.93）
そこそこ混んだ道路を、車線を変えずに10キロ走ると平均553.7秒（9.2分）。
32.04秒は、その5.8%にあたります。
【逆に遅くなった割合（各1,000回）】
・すいている 5.0%（50回） いちばん大きな損 −70.51秒
・そこそこ混む 6.5%（65回） いちばん大きな損 −90.84秒
・もっと混む 3.3%（33回） いちばん大きな損 −128.72秒
この6.5%は、30回まわした時点では0件でした。1,000回まわして初めて見えた数字です。
【そもそも車線を変える場面があった回数（各1,000回）】
・すいている 735回／そこそこ混む 562回／もっと混む 343回
混んでいるほど、隣が空く瞬間が来ません。
【変えた回数と、損をする確率（そこそこ混む・1,000回）】
・1回変えた 359台のうち33台が遅くなった（9.2%） 平均 +39.56秒
・2回変えた 162台のうち32台が遅くなった（19.8%）平均 +79.09秒
・3回変えた 37台のうち 0台（0.0%） 平均 +111.27秒
・4回以上は4台しかないため、割合は出していません
2回目に損が集中する理由は、今回の分析では特定できていません。
「行って戻る」形かどうかでは説明がつきませんでした（車線が2本なので、
2回変えると行って戻る形にしかなりません）。
2回変えて損をした車は、隣の車線にいた距離が長い傾向がありました
（すぐ戻った側 12.3% ／ 長くいた側 27.2%・各81台）。
【後ろの車が受けた遅れ（すぐ後ろの1台。1,000回）】
・平均0.55秒（車線を変えた562回に限れば0.99秒）／中央値0.115秒
・ただし3割の走りでは1秒を超え、最大は63.16秒
・車線を変えた562回のうち72回（12.8%）では、後ろの車が失った時間が
その車の得を上回っていました
【みんなが車線を変えたら（そこそこ混む・各100回）】
・道路全体の平均速度：0% 65.1km/h → 10% 66.2 → 50% 69.6 → 100% 71.6km/h
・それでも、100回のうち100回、誰かが遅くなっていました
・遅くなった車の6割から7割は、自分では一度も車線を変えていない車です
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■ この結果が言える範囲（ご注意）
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・これは、上に書いた条件でのシミュレーションの結果です。
実際の道路網にそのまま当てはまるとは限りません。
・実際の道路には、合流も、事故も、料金所も、カーブもあります。
この結果を、そのまま現実の運転の判断に使えるものではありません。
・このモデルでは、道路の平均速度が時速53km前後より遅くなりません。
日本の「渋滞」の定義（時速40km以下）には届いていないので、
動画の中でも、シミュレーションの状態を「渋滞」とは呼んでいません。
・1車線がさばける台数は約1,500〜1,600台/時でした（現実の目安は約2,000台/時）。
本モデルは現実よりやや低めです。
・安全運転を推奨するものでも、特定の運転方法をすすめるものでもありません。
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■ 参考にしたモデル
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・Intelligent Driver Model（IDM）
Treiber, M., Hennecke, A., & Helbing, D. (2000).
”Congested traffic states in empirical observations and microscopic simulations.”
Physical Review E, 62(2), 1805–1824.
シミュレーションのプログラム・図表・映像は、すべて本プロジェクトで作成しています。
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■ 音楽・素材
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BGM（YouTube オーディオ ライブラリ）
・Floating Lanterns – The Mini Vandals
・Pulsar – The Grey Room / Density & Time
・Turn In The Sun – Simon Herody
実写素材：動画AC
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もしもの実験室では、「世界の条件を変えたら何が起きるのか」を
パソコンの中のシミュレーションで確かめていきます。
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#シミュレーション #渋滞 #車線変更 #交通 #検証