港湾24時間フルオープン化による効果に関するシミュレーション

港湾２４時間フルオープン化による効果に関するシミュレーション*
Simulation Analysis on the Effect of 24 hours and 7 days a week operation in Container Terminals*
辻
俊昭**・工藤憲一***・黒田勝彦****・永井一浩*****
By Toshiaki Tsuji**・Kenichi Kudo***・Katsuhiko Kuroda****・Kazuhiro Nagai*****
本シミュレーションでは表−１に示す４つの検討
１．はじめに
ケースを設定した。また、想定貨物量を現状貨物量
平成１３年４月の港湾労使の春闘合意や１１月の
労使間合意により、わが国の港湾コンテナターミナ
ルにおける荷役作業時間やゲート時間が延長されフ
ルオープン化に向けて大きく前進した。
（貨物量1.0倍）、貨物量1.25倍、1.5倍、2.0倍別
にシミュレーションを実施した。
なお、ケース３は横浜港や博多港等で行われてい
るストックヤード設置のケースを取り上げた。この
本研究では、わが国における港湾ターミナルのフ
ケースでは荷役時間やゲートオープン時間は現状の
ルオープン化に対して、その効果や今後の課題等を
ままであるが、トラックにとってはストックヤード
明らかにするためモデルを構築しシミュレーション
を２４時間利用できることからフルオープンに準じ
を行ったものである。
たケース（準フルオープンパターン）となる。
表−１
２．シミュレーションの考え方
設定
ケース
(1)シミュレーションの概要
港湾ターミナルのフルオープン化による岸壁荷役
時間の延長やゲートオープン時間の延長が起因とな
り、配船スケジュールの変更やトラック到着分布の
平準化が起こるものと考え、図−１に示す流れに基
づきシミュレーションモデルを構築した。
岸壁荷役時間
ゲートオープン時間
荷役時間
ゲート
オープン
時間
ストック
ヤード
検討ケース
（ケース 1）
（ケース 2）
（ケース 3）
（ケース 4）
H13 年 4 月 5 日 H13 年 11 月 29 日
フルオープンパ
ストックヤード
春闘合意前
労使合意パターン 設 置 準 フ ル オ ー プ ターン
パターン
ンパターン
平日・土休日 0:00-24:00
平日・土曜
8:30-4:00
（船舶スケジュールに合わせて人員を配置）
日 祝
8:30-16:30
平日・土休日 8:30-20:00
平日・土休日
平日
0:00-24:00
8:30-11:30
（16:30 以降及び日曜日は予約が必要）
13:00-16:30
土曜
8:30-11:30
なし
なし
ストックヤード
設置
平日・土休日
0:00-24:00
(2)条件の設定
(a) モデルターミナルの諸元
船舶到着
モデル
岸壁サービス
モデル
ゲートサービス
モデル
トラック到着
モデル
東京港大井埠頭３・４号バース、横浜港南本牧バ
ース、神戸港六甲４・５号バースを参考に、標準的
なモデルターミナルを設定した。
表−２
①トラック費用
②オペレーション費用
③ターミナル費用
④社会的費用（①＋②＋③）
図−１
シミュレーションの流れ
*キーワーズ：港湾計画，物流計画
**正会員，㈱野村総合研究所社会情報コンサルティング部
(〒100-0004 東京都千代田区大手町 2-2-1
TEL 03-5255-0424 FAX 03-5203-0764)
***㈱野村総合研究所ｅ−ﾋﾞｼﾞﾈｽｿﾘｭｰｼｮﾝ部
***フェロー会員，神戸大学工学部建設学科
****国土交通省海事局港運課
モデルターミナルの諸元
ターミナル
施設規模
連続２バース（公社方式）、水深15m、延長700
m、奥行500m、グランドスロット数4,991TEU
取扱貨物量
44万TEU/年（事例ターミナルの取扱平均）
荷役機器及
び人員の配
置
・ガントリークレーン６基（３人／基）
・トランスファークレーン１６基（２人／基）
・ゲートクラーク・チェックマン１６人 等
・荷役処理 ガントリークレーン３５本／時
トランファクレーン３０本／時
・入口ゲート８レーン、出口ゲート４レーン
等
(b) 船舶到着モデル
ターミナルへの船舶の曜日別揚積割合は、現状の
(c) トラック到着モデル
アジアの他大港湾における航路別揚積割合（図−
２）をもとに、土日割増料金、日曜寄港制限を考慮
を用いて、曜日別揚積量を曜日別搬出入台数に配分
し次式（１）より推計した。
(P
A
SRD
PSRD =
e
d SD
sat
∑ (P
A
SRi
i = sun
:
PS R D
)
a Ped
横浜港の寄港日前後の搬出入実績分布（図−４）
( FD ) e
aF
d SD a d
e
ε SRD
･・（１）
e d Si ) a Ped ( Fi ) a F e d Si ad e ε SRi
した。曜日別の搬出入台数は式（３）より求めた。
∞
7
∞
 6
= τ  ∑ PSR ( D + j ) rE ∑ f E (7i + j ) + ∑ PSR ( D + j ) (1 − rE )∑ f I (7i + 7 − j )
i =0
j =1
i =0
 j =0
τD

+ goD + ετ D 

日 本 大 港 湾 に お け る 航 路 Rの
全 曜 日 に 対 す る 曜 日 Dの 揚 積 割 合
P S AR D
:
ア ジ ア 大 港 湾 に お け る 航 路 Rの
FD
:
曜 日 D に お け る 料 金 水 準 ( 平 日 1 ,土 日 1 . 6 )
d
:
曜 日 Dに お け る 寄 港 制 約 ダ ミ ー
･･･（３）
全 曜 日 に 対 す る 曜 日 Dの 揚 積 割 合
SD
( ケ ー ス 1 : 平 日 土 曜 1 ,日 曜 0 ,
τD
τ
ケ ー ス 2 − 4 : 全 て の 曜 日 に お い て 1)
rE
ε SRD
:
曜 日 D , 航 路 Rに お け る 誤 差 項
a P ed , a F , a d
:
回 帰 係 数
輸出比率 ( PSR ( D + j ) rEは曜日( D + j )の輸出量,
:
PSR ( D + j ) (1 − rE )は曜日( D + j )の搬入量 )
25%
20%
20%
基幹航路
近海
中・長距離
i =0
曜日( D + j )の輸出貨物が曜日 Dに搬入される確率 )
∞
f I (k )
:
ある日の輸入貨物が k日後に搬出される割合 ( ∑ f I (7 i + 7 − j )は
oD
ετ D
:
:
曜日 Dのゲートオープン時間
曜日 Dの誤差項
g
:
定数
i =0
曜 日( D + j )の輸入貨物が曜日 Dに搬出される確率 )
15%
基幹
近海
その他
10%
5%
ある日の輸出貨物が k日前に搬入される割合 ( ∑ f E (7 i + j )は
f E (k ) :
（日本大港湾）
25%
10%
曜日 Dにおけるトラック搬出入台数
∞
（アジア大港湾）
15%
:
： 週間トラック搬出入台数
5%
搬入(輸出)
0%
搬出(輸入)
図−４
業体制、夜間割増料金を加味し次式（２）により確
23
i=0
S RT = c SR
･･････････（２）
25.0%
17%
10.0%
24
22
19%
17%
17%
15.0%
d ST
+ c + ε SR T
FT
23%
20%
20.0%
16%
16%
15%
16%
12%
8%
春闘合意前
フルオープン
5.0%
航 路 Rの 1 日 の 全 揚 積 量 に 対 し て
:
20
ドレージ到着曜日分布
Ri
4%
0%
0.0%
PSR T
18
日別搬出入の変化を示したものである。
S RT
∑S
横浜港の搬出入割合
図−５は、式（３）を用い推計したトラックの曜
率の高い順から割りふった。
PSRT =
16
0%
14
5%
0%
8
10%
5%
12
15%
10%
10
20%
15%
6
ては、モデルターミナルのデータをもとに、荷役作
20%
4
さらに、各曜日の時間別荷役スケジュールについ
25%
当日
現在のアジア、日本大港湾の曜日別揚積割合
25%
24
Sat
22
Fri
20
Thu
18
Wed
16
Tue
14
Mon
12
Sun
8
Sat
6
Fri
10
Thu
4
図−２
Wed
2
Tue
当日
Mon
2
0%
Sun
日
月
火
水
木
金
土
時刻T時台に荷役を開始する揚積割合
S RT
:
時 刻 T 時 台 に 荷 役 を 開 始 す る 航 路 Rの 揚 積 量
d ST
:
時刻T時台における荷役時間ダミー
図−５
また、現状のトラック時間別到着割合については、
(ケ ー ス1: 8,19 時 台 で 1, そ の 他 0
ケ ー ス 2 - 4 : 0, 8,16 時 台 で 1, そ の 他 0)
FT
ε SR T
c SR , c
:
:
:
時 刻 T 時 台 に お け る 料 金 水 準 (5 - 18時 台 で 1, そ の 他 1.3)
時 刻 T 時 台 , 航 路 Rの 誤 差 項
回帰係数
図−３は、現状のケースと上記式を用い試算した
火
水
木
金
土
潜在的な企業活動（ 早朝、午前、午後の搬入ニーズ、
電力需要からみた時間帯活動ニーズ）がゲートオー
プン時間によって制約されていると考え、オープン
ケース２∼４の場合の荷役スケジュールである。
時間延長後は搬出入時間の制約が解除されるとし式
（現状：ケース１）
（４）により推計した。
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
月
トラックの曜日別搬出入割合
基幹 １,763TEU
近海399TEU
その他462TEU
基幹433TEU
基幹757TEU
その他394TEU
基幹 1,345TEU
その他482TEU
基幹 915TEU
その他152TEU
日
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
月
火
その他243TEU
基幹 588TEU
（ケース２∼４））
近海477TEU
水
木
金
土
日
図−３
基幹 1,628TEU
近海398TEU
その他410TEU
基幹310TEU
PτT = hPear PearT + hPmor PmorT + hPaft PaftT + hdPele dτT PeleT + ετT
･･･････（４）
その他204TEU
基幹 630TEU
その他378TEU
近海428TEU
基幹 1,219TEU
基幹458TEU
その他437TEU
基幹 811TEU
その他114TEU
基幹 745TEU
:
Pe a r T
Pm o r T
Pa f t T
:
:
:
時 刻 T時 台 の 早 朝 搬 出 入 パ タ ー ン
時 刻 T時 台 の 午 前 搬 出 入 パ タ ー ン
時 刻 T時 台 の 午 後 搬 出 入 パ タ ー ン
dτT
:
時 刻 T時 台 の 搬 出 入 制 約 ダ ミ ー
P e le T
:
時 刻 T時 台 の 電 力 需 要 分 布
ετT
:
:
時 刻 T時 台 の 誤 差 項
回 帰 係 数
時 刻 T時 台 の 到 着 割 合
(将 来 は 1)
その他240TEU
荷役スケジュール（貨物量1.0倍）
1日 の ト ラ ッ ク 到 着 台 数 に 対 す る
Pτ T
(企 業 活 動 の 代 替 指 標 )
h P e a r , h P m o r , h P a ft , h d P e le
図−６は、現状と式（４）によって推計した時間
別到着割合を示したものである。
(b) トラック費用シミュレーション結果
図−１０に示したように、トラック費用（待ち時
間損失）は、ケース４でどの貨物量に対しても大き
16%
春闘合意前
ケ ー ス 2∼ 4
14%
12%
10%
な減少が見られる。ケース３においては、待ち時間
損失にストックヤード費用を加えたものがトラック
8%
6%
費用となるが、取扱貨物量1.0倍のとき大きな減少
4%
がみられるものの、ゲートが夜間にクローズされる
2%
0%
0 :0 0
2 :0 0
4 :0 0
6 :0 0
図−６
8 :0 0 1 0 :0 0 1 2 :0 0 1 4 :0 0 1 6 :0 0 1 8 :0 0 2 0 :0 0 2 2 :0 0 0 :0 0
トラックの時間別到着割合
ため、貨物量の増加とともにトラックの待ち時間費
用は増加することがわかった。
(d) 岸壁・ゲートサービスモデル
30,000
25,000
を到着要素、ガントリークレーンを窓口要素とした
20,000
待ち行列シミュレーションを行い、最適なガントリ
（円／TEU）
岸壁サービスモデルにおいては、コンテナ揚積量
ークレーン数をケース別曜日別時間別に設定した。
27,149
23,343
11,372
10,000
5,897
6,142
3,386
5,000
ゲートサービスモデルにおいては、トラックを到
ケース１
ケース２
ケース３
ケース４
15,000
2,733
630
303
0
着要素、ゲートとトランスファークレーンを窓口要
春闘合意前
素とした待ち行列シミュレーションを行い、最適な
図−８
3,384
1,408
１倍
1.25倍
1.5倍
2倍
コンテナ1TEUあたりトラック費用
ゲート数とトランスファークレーン数をケース別曜
日別時間別に設定した。ここでは紙数の都合上、詳
(2)オペレーション料金のシミュレーション結果
細は省く。
(a) 必要人員のシミュレーション結果
図−９に示したように、必要人員は貨物量1.0倍
３．シミュレーションの結果
においてケース４では春闘合意前の1.2倍となるが、
(1)トラック費用のシミュレーション結果
それ以上の貨物量ではケース４の必要人員の増加率
(a) トラック待ち時間シミュレーション結果
は貨物量の増加率より小さい。
図−７に示すように貨物量1.0倍ではケース３
（準フルオープン）、ケース４（フルオープン）と
ケース３では深夜の荷役やゲート処理がないため、
ケース４より人員が少なくなる。
もトラック総待ち時間を比べると春闘合意前より大
なお、作業体制については労働時間の制約条件に
幅に減少する結果となった。さらに1.25倍までは春
収まる範囲で残業で対応した場合と交代制を導入し
闘合意前より待ち時間が減っている。しかし、1.5
た場合のコストを比較し、コストが低い方の体制と
倍では夜間ターミナルゲートが閉じている分、トラ
している。
ックを処理しきれずケース３では大幅な待ち時間増
450
となり、2.0倍ではケース４でもトラックを処理し
407
400
366
350
きれず大幅な待ち時間増となる結果となった。
（人）
90,000
83,503
（時／週）
ケース１
ケース２
ケース３
ケース４
244
200
100
71,553
50
60,000
46,638
50,000
40,000
30,000
20,000
250
303
302
319
318
150
80,000
70,000
315
282 279
300
336
6,943
0
春闘合意前
1,101
621
１倍
図−７
0
春闘合意前
１倍
1.25倍
図−９
15,742
12,091
10,000
ケース１
ケース２
ケース３
ケース４
6,803
3,609
1.25倍
2倍
必要人員
(b) オペレーション料金のシミュレーション結果
1,048
1.5倍
1.5倍
2倍
トラックの総待ち時間
図−１０に示したように、ターミナルオペレータ
ーが船社に提示する20ftコンテナ1本（1REUi）あた
りオペレーション料金は、ケース４では、取扱貨物
量1.0倍のとき春闘合意前ケースに比べ28％増加し、
社会的費用等が大きく減少しその有効性が確認され
それ以上の貨物量では増加とともに費用が逓減する
た。
結果となった。
さらに、ケース３やケース４の方がより社会的費
ケース３では深夜の荷役やゲート処理が発生しな
用等の観点から有効であることが明らかとなった。
いためケース4より費用が低くなることがわかった。
現状の貨物量ではストックヤードを設置した準フル
オープンタイプが、増加した貨物量に対してはフル
12,000
11,230
9,951
10,000
（円／REU）
オープンタイプが最も有効となった。
9,863
8,512
8,440
8,772
9,570
8,000
8,506
7,382
7,342
7,221
6,000
4,000
ケース１
ケース２
ケース３
ケース４
このことから、貨物量が1.0倍程度の現状ならば
ケース３を実施し、今後の経済成長や貨物の集約化
等により貨物量が増加（1.25倍以上）してきた場合、
2,000
フルオープンが最も望ましいと考えられる。逆に言
0
春闘合意前
１倍
図−１０
1.25倍
1.5倍
2倍
えば、フルオープンが有効となるためにはある程度
オペレーション料金
の貨物量を取扱うことが前提となると考えられる。
(3)ターミナル費用のシミュレーション結果
船社のターミナル費用は公社ターミナルの実績を
５．終わりに
参考に、連続2バースで21億円/年と仮定した。した
がって、取扱いコンテナ１個当りのターミナル費用
本シミュレーションの結果では、現在、進められ
は、取扱いコンテナ数に反比例する。
ている本格的なフルオープン化に向けた取り組みの
(4)社会的費用のシミュレーション結果
意義が確認できた。今後、貨物の集荷等の課題に対
ケース１からケース４に対する社会的費用をシミ
ュレーションした。社会的費用としてコンテナ１本
処しながら、フルオープン化を一層進めて行くこと
が重要と考えられる。
当りのオペレーション料金、船社のターミナル費用
また、本シミュレーションについても、フルオー
及びトラック費用を加えた総費用の結果は図−１１
プン後のトラックの到着分布や配船スケジュール等
の通りである。
が結果に影響を与えることから、今後、これらのモ
ケース２では取扱い貨物量が1.0倍、1.25倍では
デルをより精緻にする課題を有している考える。
春闘合意前よりも社会的費用は少なくなる。現状の
なお、本シミュレーションは、「平成１３年度港
貨物量1.0倍で最も社会的費用が小さくなるのはケ
湾物流効率化推進調査」（国土交通省海事局港運
ース３であり、また、貨物量が1.25倍以上となると
課）において実施したものである。その際、港運事
ケース４が最小となることがわかった。
業者、船社、荷主、港湾管理者、関係行政機関等の
方々よりのご指導・協力を賜った。ここに記して謝
40,000
36,321
35,000
意を表したい。
32,483
(円/TEU）
30,000
25,000
20,000
17,799
15,000
19,611
16,869
16,239
13,402
13,412
14,188
12,989
13,463
ケース１
ケース２
ケース３
ケース４
参考文献
10,000
1) 渡辺逸郎：コンテナターミナルの理論と計画,
5,000
（社）日本コンテナ協会，1996
0
春闘合意前
図−１１
１倍
1.25倍
1.5倍
2倍
社会的費用のシミュレーション結果
４．シミュレーション結果についての考察
平成１３年の春闘合意、労使間合意により、現在
の状況であるケース２においても春闘合意前に比べ
i
20ft 1 本は 1REU、40ft 1 本は 1.5REU