ナイリ　ナズラ　ビンティ　ノルハリム
利用パターンを考慮した自転車シェアリングシステムの再配置戦略に関する研究
佐野可寸志
自転車シェアリングシステム（BSS）は、都市の短距離移動問題に対する持続可能な交通手段の一つとして登場し、ラストマイル問題の解消や自動車依存の減少に貢献している。しかし、これらのシステムは運営上の課題に直面しており、特に各駅の自転車供給バランスを適切に随時することが難しく、利用者が必要な時に自転車を利用できない「空車」問題が発生している。これはBSSの利便性を損なうだけでなく、利用者の満足度の低下や利益減少にもつながる。空の駅が発生する原因は、駅の立地による利用パターンの偏りや天候の変化、突発的なイベントの影響などの外的要因による一日においての需要の変動。これらの外的要因を考慮せずに運営を行うと、空車の発生につながる。
本研究では、BSSの長期的な持続可能性を確保するために、コスト効果の高い静的な再配分モデルを提案し、過去のデータを活用して自転車の配分を最適化することで運営コストの最小化を目指した。方法論は2つのフェーズに分かれている。
第一フェーズでは、BSSの運用データを収集・分析し、需要の変動を特定した。具体的には、自転車GPSデータ、空車ログ、天候データを活用し、各駅自転車の供給の変動を特定した。これにより、時間帯や天候に応じた需要の変動を分類し、各ステーションが必要とする最低自転車数を設定することで、空車の発生を防ぐ戦略を策定した。
第二フェーズでは、静的な再配分戦略モデルを開発した。本モデルでは、各ステーションの現在自転車数状況と最低自転車数で余剰駅と不足駅を特定し、そのうえで効率的な車両ルーティングを設計して需要の低い時間帯に高需要駅を優先的に補充する方法を採用した。このモデルは、Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP) を適用し、車両の容量制限や各ステーションのバッファ制限を考慮しながら再配分プロセスを調整した。また、異なるシナリオを検討し、余剰自転車数が需要を完全に満たせない場合でも対応できるよう、需要の優先順位を考慮したコストパフォーマンスの高い配分戦略を適用できるように設計されている。感度分析を通じて、需要の変動に柔軟に適応するモデルの特性を評価し、サービスレベルと運営コストのバランスを取る最適な再配分戦略が確立された。このモデルを新潟市のBSSでシミュレーションした結果、無駄な移動を最小限に抑えつつ、各駅に適切な自転車の供給を維持することに成功した。特に、事前に設定した最低自転車数が、空の駅の発生を大幅に減少させることが確認された。さらに、再配分の効率化によって運営コストの削減も達成できた。本研究の成果は、他の都市のBSSにも応用可能であり、持続可能な都市交通システムの構築に貢献することが期待される。