お客さまの選択行動を反映した柔軟な指定席・自由席設定計画手法
１．概要
優等列車では多くの場合、同じ設備である座席を指定席・自由席に配分しています。しかし、その設定パターンは多くありません。一方で需要は日々変化するため、座席種別の配分（席種設定）がお客さまのニーズと合致せず、混雑の偏りや利便性低下を招くケースがあります。これに対する解決策としては、増便・増結などの輸送力増強がありますが、そのための投資をせずに実現できる策として、本研究では輸送力の活用効率向上による解決を目指し、柔軟な席種設定を算出・提案する席種設定計画システムを開発しました。
２．潜在的な需要の推定モデル
指定席の満席、自由席の混雑などの理由で、お客さまが鉄道利用を断念されたり、第１希望と異なる列車や座席を利用されたりするケースがあります。お客さまにとって良い席種設定とは、このような変化が起こる前の本来のニーズを満たすものですが、これは需要データに表れない潜在的な需要であり、データから把握することはできません。そこで、この潜在需要を推定できるモデルを、需要データ分析や、Webアンケート調査の結果から構築しました。これは、図１のように、実際の需要から流出した需要を推定し、上乗せして潜在需要とするものです。
３．混雑時の次善策選択行動モデル
２．で述べた潜在需要を輸送サービス設定等に活用するためには、潜在需要がどのように実際の需要に変化するか、すなわち混雑に直面したお客さまの行動変化を把握する必要があります。そこで、ある特急列車にご乗車中のお客さまに、いま利用中の座席を利用できなかった場合の次善策選択行動に関するアンケート調査を実施した結果、図２のようになりました。これを性別・年代別などで分析し、図３のようなモデルを構築しました。
４．本システムの活用と実用化への展望
２．と３．で述べたモデルを用いて、席種設定計画システムを開発しました。本システムは、推定対象日の各便・各区間の席種設定の組み合わせを解とする遺伝的アルゴリズムを基本としており、混雑の平準化、自由席を立席利用されるお客さまの数、鉄道事業者の収入といった観点で最適な席種設定案を提案します。ここで、潜在需要が同じであっても、席種設定案によって混雑の発生程度は大きく変わってくることをふまえ、本システムは、お客さまの選択行動を模擬する経時シミュレーションによって、それぞれの席種設定案を採用した場合の乗車人数を推定する機能を持っています。
本システムは、図４のように、各列車について、席種・停車駅間ごとの乗車人数や混雑状況が一目でわかるような形で案を表示します。また、途中駅での席種設定変更可否、席種設定の単位（たとえば１両ごと、半両ごと）などを設定できるため、理想的な席種設定案だけでなく、実用に即した案を得ることができます。ある線区を対象にしたケーススタディにおいて、自由席を立席利用されるお客さまの減少と鉄道事業者収入の増加を同時に実現できるという計算結果が得られました。
本研究で開発した手法およびシステムは、輸送サービス設定の計画段階において、席種設定変更の効果の定量化や需要変化の見積もりに活用可能です。現在、引き続き、お客さま・鉄道事業者双方にさらに有益な輸送サービス設定の実現に向けて、研究を進めています。