ホテリングの立地競争モデル(2)

前回、ホテリング（Harold Hotelling：1895 –1973）の立地競争モデルで、以下の２つのことを取り上げました。

①　2つの店が直線上の中間点に隣接して出店するのが均衡であること ②　この均衡は安定的であること（どちらの店も、別の場所に出店したいというインセンティブを持たないこと）

今回は、このような出店（中心地に隣接出店）を消費者の観点から考えてみます。


■　安定的な均衡（＝中央立地） は 消費者にとって最も望ましい立地ではない

まず、「中心地の隣接出店」は消費者にとって望ましいものでしょうか。この点、直感的には「望ましくない」と思われるのではないでしょうか。

先の海水浴場のアイスクリーム屋の例で考えてみます。海水浴場の両端にいる人達にとって、ビーチの真ん中までわざわざアイスクリームを買いに行くのはかなり不便です。一方、中央付近にいる人達にとっては、どちらのアイスクリーム屋に行っても同じです。商品や価格は全く同じなので、２つの店が隣接している必要はないわけです。

したがって、消費者全体で見ると、２つのアイスクリーム屋が離れて立地している方が便利ということになります。

■　消費者にとって望ましい立地

ここで、先の「直感」をもう少し厳密に検討してみます。A-Bの距離を１、消費者の移動コスト（足代）をtで表します。売っている品物と値段を同一とすると、違うのは消費者の移動コスト(足代)だけですから、この移動コストに絞って考えます。

赤の三角形の面積はX社へ、青の三角形はY社へ買いに行くコスト（足代）の合計となります。この例では2つの店が中央に位置しているので、色の違いはあまり関係ありません。消費者の限界移動コストをt、線分A-Bの長さを１とすると、消費者の移動コストの合計は、下の赤の三角形と青の三角形の面積合計となり、その面積はt/4と計算されます。

ところが、XとYが少しでも離れると、三角形の面積合計は小さくなります。赤がXに行くためのコスト、青がYに行くためのコストの合計ですが、上の図の三角形の面積（=t/4）と比べて三角形の面積合計が減少しているのが分かります。

結局、赤と青の三角形の面積合計が最も小さくなるような立地が、消費者にとっては最も望ましい立地となります。消費者にとって最適な立地は、左から1/4、右から1/4の位置に２店が出店するケースです。この結果、X社、Y社が中央に出店するケース(=t/4)に比べると、消費者の移動コストは半分（=t/8）になります。

なお、消費者によって最適な立地に関する詳しい計算プロセスに興味のある方は、末尾の「数学的補足」を見ていただければと存じます。もっとも、わざわざ計算するまでもなく、最小コストが実現できる（三角形の面積合計が最も小さくなる）２店舗の立地場所は、上記のような位置になることが、直感的にも分かるかと思います。

■　均衡点が安定的な均衡とは限らない

ところで、前回説明したとおり、上記のような消費者にとって望ましい均衡点は、安定的な均衡ではありません。X社,Y社のいずれか一方が他方に近づくことで、(近づいた方が)より多くの消費者を獲得できるからです。結局、安定的な均衡は、（X社、Y社ともに）中心点での隣接立地となります。

また、（X社とY社が同じだけの消費者を獲得する）均衡点はA-B上に無数に存在します。x＋y＝１（０＜x＜y＜１）を満たすxとyの組み合わせは無数にあるからです。しかし、これらの均衡点も、x=y=1/2でない限り不安定な均衡点です。

結局、（X社,Y社という）当事者に任せている限り、消費者にとって望ましい立地が実現できないことになります。そこで、「消費者にとって望ましい立地を実現する政策が必要になる」という考えが生まれます。

このホテリングの議論の延長線上に、昨今注目を浴びている「空間経済学」の考え方があるような気もします。

■　出店数が３つ以上の場合

上記は、出店数が２つの場合の均衡点でした。出店数が３つ以上の均衡点はどうなるでしょうか。実は、３店舗以上の場合、常に安定的な均衡が存在するとは限りません。ちなみに３つの場合、安定的な均衡点はありません。４つの場合は、（"0－1"の線分上において）1/4と3/4の点に２つずつ立地するのが安定的な均衡となります。６店舗の場合、1/6,3/6（=1/2）,5/6の３箇所に各２つずつ出店するのが安定的均衡となります。 すなわち、３つ以上の奇数店舗のケースについては、安定的な均衡は存在しないことになります(ご興味があれば、図を描いて試してみてください。)

今回は、ちょっとした頭の体操のような話題でした。

【数学的補足】

XとYがどのような位置に立地すると、三角形の面積が最小になるでしょうか。数学的にこれを知るためには、①から④の部分に分解して考えます。Xの位置をx、Yの位置をyと置き、0＜x＜y＜１（xはyの左側に位置すると考える） とすると、①～④は、t,x,yを用いて上記のように表すことができます。tは消費者の（限界）移動コストです。



①～④の合計が消費者にとっての（社会的）コスト（SC：Social Cost）と考えると、SCは（上記の式を整理して）以下のように表すことができます。

SC=g(x,y)とすると、x,yの２階偏微分はそれぞれプラスとなりますので、SCの最小値は、δg/δx=0, δg/δy=0を解くことで求まります。

δg/δx=0, δg/δy=0を解くと、x=1/4, y=3/4となり、SC=t/8と計算されます。すなわち、X社、Y社が中央に出店するケース(=t/4)の半分のコストになります。したがって、以下のようにXとYが立地することが、消費者にとっては最も望ましいことになります。

清水公認会計士事務所（Shimizu CPA Office）

ホテリングの立地競争モデル(1)

今回は、以前の記事で登場した統計学、数理経済学の大家であるホテリング（Harold Hotelling：1895 –1973）についてとりあげます。今回取り上げるのは、ホテリングの立地競争モデルと呼ばれるものです。

■　設例

下記の図のようなA点とB点を端点とする一直線の道（又は隣接する鉄道の駅）を考えます。この道（線路）沿いに、X社とY社がそれぞれ出店を計画しているとします。X社とY社はA－B間のどこに店を出店することになるでしょうか。但し、以下のような条件が付されているとします。

①　道（線路）沿いには同じ人口密度で住民が住んでいる。 ②　X社とY社以外に出店する可能性はない。 ③　X社,Y社の商品は汎用品（あるいはまったく同一の商品）で、差別化されていない。 ④　住民は自宅から近い方の店に行く。 ⑤　店が自宅から等距離の場合、無作為に（確率50％で）どちらに行くかを決める。 ⑥　X社とY社はお客をなるべく多く集めたい（利益の最大化をしたい）と考えている。 ⑦　X社とY社はお互いの店の存在や目的（利益最大化目的）を知っている。

■　海水浴場のアイスクリーム店

上記のように①～⑦まで色々な条件を付けたので少し混乱するかもしれませんが、例えば、Ａ点，Ｂ点を両端とした海水浴場に店を出そうとしている２つのアイスクリーム屋を考えれば良いと思います。売っている品物も値段も同じ（条件③）とすると、お客さんはどちらか近い方の店に行き（条件④）、仮に等距離の場合にはランダムに（５０％の確率で）どちらに行くか決めるでしょう（条件⑤。）また、２つのアイスクリーム店は、それぞれ同じ目的（＝利益最大化）を目指して行動し（条件⑥）、お互いに相手の目的や立地場所を知っている（条件⑦）と考えられます。
  ①、②の条件はやや非現実的ですが、それ以外の条件（③～⑦）については、必ずしも非現実的とまでは言えないと考えられます。

■　最適な出店場所

さて、X社とY社の例に戻ります。それぞれの最適な出店場所を考えるにあたって、まず、X社が先に出店するケースを考えます。下の図のようにX社がややA地点寄り（中心から左寄り）に出店した場合、Y社はどこに出店すればよいでしょうか。

 ここで、話を整理して考えるために、Y社はX社よりも常に右側（B地点側）に出店するとします。そうすると、X社の左側からA地点まで（←の矢印）については、X社がシェアをとります。一方、Y社の右側からB地点まで（→の矢印）については、Y社がシェアをとります。X社とY社の間は、ちょうど中間点を境に、X社とY社がシェアを分け合います。したがって、Y社はX社のすぐ右隣に出店するのが最適な戦略となります。

■　X社とY社の最適な立地場所

先にY社が出店した場合も同様です。結局、X社、Y社は隣接して出店することになります。また、X社、Y社は利益を最大化（シェア最大化）をしたいと考えていますから、それぞれA地点とB地点のちょうど中間地点に出店することになります。仮に、上の例のようにX社がA地点寄りに出店すれば、Y社がX社のすぐ右隣に出店することで、Y社の方より大きなシェアを獲得できるからです。結局、X社とY社は（A地点とB地点の）中間地点に隣接して出店することになるわけです。



そして、いったんこの均衡状態に達すると、X社，Ｙ社ともに、これ以上出店場所を変更しようという動機が起こりません。なぜなら、仮にY社がA地点とB地点の中間に立地するX社から離れて出店しようすると、Y社のシェア（売上）はX社よりも少なくなってしまうからです。

上記の均衡は安定的であり、ゲーム理論でいうところの「ナッシュ均衡」に該当します。


■　立地競争モデルの理論で説明できる事例

ホテリングのモデルで説明できるのは立地状況だけでなく、以下のような事例が考えられます。

①　２大政党のマニフェストが似通ってくること。（中道的な政党がより多くの支持を得ること。）
②　製品の性能や価格が似かよったものになっていくこと。

今回は以上です。次回も引き続き、立地競争モデル扱います。

清水公認会計士事務所（Shimizu CPA Office）