Fuel Consumption as a Spatial Proxy: Measuring Urban Infrastructure Performance in Juba, South Sudan

車のエンジンの音を聞くだけで、その道がどれほどデコボコしているかを判断する方法を考えてみてください。都市計画やエンジニアリングの世界では、通常、これはハイテクなセンサー、衛星マップ、そして高価な交通データを用いて行われます。しかし、もしあなたがそのような洗練されたツールが存在しない場所に住んでいたらどうでしょう？これは、多くの発展途上国の急速に成長している都市における現実であり、そこでは道路地図はしばしば推測に基づいたものに過ぎず、交通データも欠落しています。これを解決するために、科学者たちは時として「プロキシ（代理指標）」、つまり複雑なデータの代わりとなるシンプルで日常的なものに目を向けます。その一つのアイデアが、車の燃料消費量に着目することです。通常、私たちは燃料消費量を、自転車のペダルを漕ぐ効率のように、車の効率性の尺度として考えます。しかし、劣悪な道路がある都市では、燃料の使用量は異なる物語を語ります。それは、道路そのものが車に対してどれだけ抵抗しているかを測定しているのです。滑らかな高速道路では燃料をちびちびと消費する車が、短い市街地の走行でガブ飲みする場合、それは車のせいではありません。それは道路のせいです。この論文は、シンプルで好奇心に満ちた問いを投げかけます。「車の燃料タンクを、都市の道路が実際にどれほど機能しているかを教える秘密のスパイとして使うことができるだろうか？」

物語は、データが乏しく、道路が課題となる南スーダンのジュバから始まります。著者であるアダル・マチャル・マロック・マチャルは、文化祭への急な旅行中に、ある奇妙な出来事に遭遇しました。テレケカへ向かう滑らかな高速道路を65〜70キロメートル走行している間、車の燃料タンクがほとんど減っていないように感じたのです。それはあまりにも驚くべきことだったので、著者は祭りに行くのをやめ、理論を検証するために車を回し、ジュバへと直行することに決めました。そのアイデアは、1キロメートルあたりの燃料消費量が「空間摩擦（spatial friction）のプロキシ」として機能するかどうかを確認することでした。「空間摩擦」とは、トラックの上を走るのと、深い水の中を走ろうとする時の抵抗の違いのようなものです。都市においては、この摩擦は、ポットホール（路面の穴）、ストップ・アンド・ゴーの交通、そしてエンジンをより激しく働かせる荒れた土の道から生じます。

これをテストするために、著者は2010年型日産ジュークを使用し、「トランセクト（横断）」走行、つまり特定の経路に沿って往復するという一連の走行を行いました。彼らは比較のために4つの異なるルートを選びました：

1. ルートA： ジュバとテレケカを結ぶ、長く滑らかな高速道路（140 km）。
2. ルート B： 市内の100%土の道（マーラム）（18.2 km）。
3. ルート C： 土の部分と舗装された部分が混在する市内の混合路（11.5 km）。
4. ルート D： ポットホールだらけの舗装された市内の道路（12.8 km）。

チームは信頼できる数値を得るために、各ルートを3回ずつ往復し、ダッシュボードの航続距離表示を使って燃料の減少量を測定しました。彼らは、各経路で1キロメートルあたりにどれだけの燃料が消費されたかを確認するために、「正規化燃料消費量（NFC）」スコアを算出しました。

結果は大きな驚きでした。たとえ高速道路の走行（ルートA）が最も長く、最も速かったとしても、それが最も燃費が良かったのです。車は1キロメートルあたりごくわずかな燃料しか消費せず、NFCスコアはわずか0.27でした。それはまるで氷の上を滑っているかのようでした。

対照的に、市内の短い走行は燃料の怪物でした。距離ははるかに短いにもかかわらず、市内のルートは高速道路よりも6.9倍から10倍も多くの燃料を1キロメートルあたりに消費しました。

• ルートC（混合路）： 最もひどい結果となり、NFCは2.70でした。たとえ最も長い距離でも、最も壊れた道でもなかったにもかかわらず、土の道と舗装の間を切り替えるという事実が、車を最も激しく働かせました。
• ルートB（100%土の道）： NFCは2.07でした。
• ルートD（ポットホールの舗装路）： NFCは1.85でした。

この研究は、単に道が土か舗装かという問題ではなく、「走行がいかに一定であるか」が重要であることを示唆しています。混合路（ルートC）が最も非効率的だったのは、路面のタイプが頻繁に切り替わることでドライバーのリズムとエンジンの効率が乱され、単一タイプの悪い道路よりも多くの「摩擦」を生み出したためです。さらに、交差点が多く、ストップ・アンド・ゴーの交通が多い道路も、より多くの燃料を消費しました。

著者は、隠れたコストを示すために、これを金額に換算しています。推定燃料価格を1リットルあたり1.8米ドルとした場合、短くてデコボコしたルートB（18.2 km）の往復には約4.52米ドルかかりました。ルートC（11.5 km）の混合路の往復は約3.72米ドルでした。これを140 kmの高速道路の走行と比較してみてください。高速道路の走行も、およそ4.52米ドルでした。これは、都市の道路があまりに非効率であるために、住民が極めて短い距離を移動するために、ほぼ同等の金額を支払っていることを意味します。

本論文は、燃料消費量が、高度な交通データを持たない場所において、都市のインフラがどれほど機能しているかを測定するための、強力かつ低コストなツールであることを結論づけています。混合路の表面を滑らかにする、あるいは混雑した交差点を整理するといった、小さく具体的な問題を解決することで、住民の多くのお金とエネルギーを節約できる可能性があると示唆しています。しかし、著者はこれが探索的な研究であることに注意を払っています。一台の車（日産ジューク）のみを使用していること、また（精密なカップで測定するのではなく）ダッシュボードを読み取っていることには限界があることを認めています。また、交通量や天候は変化するため、これらの数値はある特定の時点のスナップショットであるとも述べています。しかし、主要なメッセージは明確です。ジュバのような都市において、車の燃料タンクは、道路のどこが最も深刻なダメージを与えているかを正確に伝える拡声器なのです。