最短ルートが最速、あるいは最も燃費のよいルートとは限らない理由

The interior of a Tesla Model S is shown in autopilot mode in San Francisco, California, U.S., April 7, 2016. REUTERS/Alexandria Sage/File Photo - RTSHH2N
UPS delivery vans don’t always take the shortest route between stops.Image: REUTERS/Alexandria Sage
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意外に思えるかもしれないが、UPSの配送車は停車地点間の最短ルートを常に走るわけではない。同社は各ドライバーに従うべき特定のルートを割り当てており、その方針には、ドライバーは対向車線を横切って曲がらない(右側通行の国では左折、左側通行の国では右折)ことが、どうしても必要な場合を除いて含まれている。そのため、実際に必要な距離より長いルートになることもある。では、なぜそうするのだろうか?

UPSは毎日、何千もの他社とともに、車両経路問題のさまざまな形を解いている。こうした数学の問題では、複数の地点とその間の距離が与えられ、すべての地点を回る最適なルート(複数の場合もある)を見つける必要がある。通常、最適とは総距離が最短のルートを指す。

車両経路問題は、さまざまな事柄の計画に使われている。たとえば、都市で増える配送トラックへの対応やタクシーを呼ぶことから、農場で鶏を捕まえることまでだ。この概念は1959年にジョージ・ダンツィーグによって提唱された。それから50年以上が過ぎ、科学研究が数多く行われたにもかかわらず、科学者たちは今もこの問題に取り組む新たな方法を探している。

UPSは最短ルートを探すことから離れ、現在は移動を最適化するために別の基準を重視している。その方法の一つが、交差点で対向車線を横切って曲がるのを避けることだ。最終目的地とは逆方向に進むこともあるが、事故の可能性を減らし、交通の切れ目を待つことで生じる遅れを抑えられる。その待ち時間には燃料も無駄になる。

UPSは、車両経路ソフトウェアを設計し、できるだけ左折をなくすようにしている(右側通行の国の場合)。通常、左折は全体のわずか10%だ。その結果、同社は燃料を1,000万ガロン節約し、二酸化炭素排出量を2万トン削減し、毎年35万個多くの荷物を配達していると主張する。このようにナビゲーションソフトウェアで効率よくルートを計画することで、使用するトラックを1,100台減らし、ルートが長くなったにもかかわらず、同社の総走行距離を2,850万マイル削減することにもつながった。

左折しないだけで、これほど大きな節約につながるとは信じがたい。テレビ番組『怪しい伝説』はこの考えを検証し、曲がる回数が大幅に増えても、右折だけにする方針が燃料節約につながることを確認した。トラック1台で行った実験では走行距離が延びたが、これを世界規模に拡大すると、UPSは実際に総走行距離を短縮している。

UPSの方針が成功していることを受けて、私たちも毎日の通勤で街を走る際、皆で左折を避けるべきではないか(国によっては右折を避けるべきではないか)という疑問が浮かぶ。全員がそうすれば、炭素排出量を大幅に削減でき、渋滞もおそらく大きく緩和するだろう。

問題は、この方法でどの移動も効率が上がるわけではなく、運転の仕方を変えるのは、自分自身に利益がある場合に限られる人が多いだろうということだ。

ドライバーのジレンマ

気候変動の緩和に関わること全般に言えるように、ほかの皆が実行すれば状況は改善し、自分の生活様式をまったく変えなくても恩恵を受けられる。しかし、協力しない人がほんの少しいるだけで、システム全体が機能しなくなる。

これは、有名なゲーム理論の問題である囚人のジレンマの好例だ。全員が協力すれば、システム全体ははるかに良くなる。しかし、ほかの全員が協力しているとき、個人にとって最善なのは協力せず、ほかの人々の犠牲の恩恵を得ることだ。

皆のために常に右折(または左折)するよう人々を説得できないなら、政府がこの方法を促進し、あるいは義務づける必要があるかもしれない。たとえば、車の流れを横切って曲がるのが難しくなるように道路を設計できる。これを実行するには大胆な都市計画者が必要だろう。しかし、UPSが燃料を1,000万ガロン節約できるなら、都市全体、あるいは国全体ではどれほど節約できるだろうか?

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