【車線変更 VS 変更なし】渋滞で車線変更を繰り返すと、本当に早い？【渋滞シミュレーション Vol.4】

【車線変更 VS 変更なし】渋滞で車線変更を繰り返すと、本当に早い？【渋滞シミュレーション Vol.4】

車線変更 VS 変更なし。同じ渋滞に、同じ時刻、同じ車線から入る2台を比べます。
上は空いた方へ車線を変え、下は同じ車線を走り続けます。
ほかの車の動きは上下で同じです。
上は一度20m近く引き離されたあと、2回車線を変えたところで、下とまったく同じ位置に戻りました。3回目の車線変更で前に出て、その後は約10mの差のままゴールへ。
上は約5分の道のりで、1.5秒早く着きました。
200通りの混み方で試すと、上が早いのは半分弱。4回に1回は逆に遅く、その他はほぼ同時でした。
平均すると得は約1秒。渋滞では、どの車線もほぼ同じ速さで流れています。
次回「合流は手前？先端？」

■ この動画のシミュレーション［計算結果］
・道路: 片側2車線・2kmの直線道路。先の工事区間（時速40km）が渋滞の先頭になり、列が入口近くまで伸びた渋滞
・2台は同じ時刻に、同じ車線（左）から入る。ほかの車の到着と走り方は上下で全く同じ
・上: 前方約60mの両車線の流れを見て、空いた方へ車線を変える。一度移ったら最低30秒はその車線にいる（この回は3回）
・下: 車線を一度も変えない
・この回: 上は4分50秒、下は4分52秒で2km（平均時速約25km）。上が1.5秒早く到着
・200通りの混み方（到着する車の並び）で試した結果: 上が早い90回（45%）、遅い50回（25%）、同時60回（30%）。得は平均1.1秒（多くて18秒、逆に9秒遅れた回も）
・計算の刻みは0.05秒。0.1秒では割合が変わったため、細かい方で計算しています。さらに半分（0.025秒）にしても同じ傾向でした（40通りで確認）

■ 見方
・車の動きは「IDM」（前の車との距離と速度差でアクセル・ブレーキを決める）、車線変更は「MOBIL」（変えると得か、後ろの車に急ブレーキをさせないか）というモデルで計算しています。車の位置を手で描いてはいません。
・左右の車線は同じ条件にしています（トラックはどちらの車線にも入り、合流・出口はなし）。そのため、この動画は「左と右のどちらが速いか」には答えていません。実際の道路では、合流や出口、トラックの多さで左右の流れは違います。
・「渋滞では、どの車線もほぼ同じ速さ」は分かりやすくした言い方です。一瞬一瞬では隣の車線が速いこともありますが、すぐ入れ替わり、長い距離では差がほとんど残りません。
・道路の長さ・交通量・運転のしかたは説明用の設定で、特定の道路の予測ではありません。

■ 参考文献
・なぜ隣の車線は速く見えるのか（追い越される時間の方が長く感じる）
　Redelmeier & Tibshirani (1999) Nature 401, 35
　https://www.nature.com/articles/43664
・追従モデル（IDM）
　Treiber, Hennecke, Helbing (2000)
　https://arxiv.org/abs/cond-mat/0002177
・車線変更モデル（MOBIL）
　Kesting, Treiber, Helbing (2007) Transportation Research Record 1999, 86–94
　https://arxiv.org/abs/physics/0701082

■ シリーズ「渋滞シミュレーション」
Vol.1 事故も信号もないのに、なぜ止まる？
Vol.2 24台 VS 20台
Vol.3 制御1台 VS 制御なし
Vol.4 車線変更 VS 変更なし（この動画）
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