(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置において、
前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出する停止時間算出手段と、
該停止時間算出手段で算出した第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び前記停止時間算出手段で算出した第２停止時間に前記第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値算出手段で算出した第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出手段と
を備えることを特徴とするオフセット算出装置。
【請求項２】
複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置において、
前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する停止回数算出手段と、
該停止回数算出手段で算出した第１停止回数に正符号又は負符号の第３所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び前記停止回数算出手段で算出した第２停止回数に前記第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値算出手段で算出した第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出手段と
を備えることを特徴とするオフセット算出装置。
【請求項３】
前記模擬車両を前記第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する停止回数算出手段を備え、
前記評価値算出手段は、
前記停止回数算出手段で算出した第１停止回数に前記第１所定係数と同符号の第３所定係数を乗算して得られた値に前記第１評価値を加算して第１評価値とし、前記停止回数算出手段で算出した第２停止回数に前記第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られた値に前記第２評価値を加算して第２評価値とするように構成してあることを特徴とする請求項１に記載のオフセット算出装置。
【請求項４】
前記模擬車両が各交差点に到達した場合の該交差点の信号灯器の灯色及び該灯色の残存表示時間に基づいて、前記模擬車両を前記第１速度で走行させた場合の走行に関する第１危険度、及び前記模擬車両を前記第２速度で走行させた場合の走行に関する第２危険度を算出する危険度算出手段を備え、
前記評価値算出手段は、
前記危険度算出手段で算出した第１危険度に前記第１評価値を加算して第１評価値とし、前記危険度算出手段で算出した第２危険度に前記第２評価値を加算して第２評価値とするように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のオフセット算出装置。
【請求項５】
前記オフセット算出手段は、
交差点間の信号灯器のオフセットを複数の所定値に順次設定した場合に、前記第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値が最小又は最大となる所定値をオフセットとして算出するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオフセット算出装置。
【請求項６】
コンピュータに、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出するステップと、
算出した第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出した第２停止時間に前記第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出するステップと、
算出した第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置によるオフセット算出方法において、
前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出するステップと、
算出された第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出された第２停止時間に前記第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出するステップと、
算出された第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するステップと
を含むことを特徴とするオフセット算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置、該オフセット算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び前記オフセット算出装置によるオフセット算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号の目的は、交差点における交通流を最適化することにより、渋滞発生を抑制して交通の円滑性を高め、あるいは交通事故の未然防止などの安全性を高めることにある。交差点における交通流を最適化する手段として交通シミュレータへの期待が高まっており、様々な技術開発が行われている。交通シミュレータには、車両の細かな挙動を扱い、交差点の改良の評価などを行うのに適したミクロモデルと、車両の挙動を簡素化し、オフセットの最適化などの繰り返し計算に適したマクロモデルがある。ミクロモデルの交通シミュレータ（ミクロシミュレータ）は、入力データとして、車両の走行の起終点情報を含む交通量（例えば、ＯＤ交通量）、車両の走行速度、加速減速特性などの交通情報が所与として取り扱われている。ＯＤ交通量は、車両の起点（出発地）と終点（目的地）の間の交通量を求めたもので、例えば、国又は自治体が定期的に実施する統計調査の結果得られた調査統計データなどが用いられる。一方、マクロモデルの交通シミュレータ（マクロシミュレータ）は、評価関数を繰り返し計算によって最適化することに重点を置いている。このため、車両走行の再現を停止及び走行の二状態とする、対象とする路線を単一路線とするなど、入力データ又は車両挙動モデルを簡素化している。
【０００３】
このような交通シミュレータは、予め車両の移動モデル、すなわち、車両の挙動を模した計算式を内包しており、上述の入力データを当該計算式に当てはめることにより、複数の交差点を含む道路網又は路線で模擬車両（シミュレータ上の車両）を走行させて所望の交通評価指標を求める。
【０００４】
例えば、特定の区間について、区間の両端に設けた車両感知器から得られる特定車両の旅行時間と時系列に得られる車両感知器データを用いて、時間軸上のデータを空間軸上のデータに投影することにより、交通評価指標としての渋滞長を求める方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、交差点における交通流を最適化するためには、各交差点に設置された信号灯器（信号機）をどのように制御するかが重要であり、最適な信号制御パラメータを求めるために交通シミュレータが利用されている。例えば、信号制御パラメータの１つとしてのオフセットを求める場合には、予め設定された速度で走行する車両の評価値を算出し、算出した評価値により車両が交差点で停止する事態をできるだけ回避することができるような場合、例えば、評価値が最小となる場合のオフセットを最適値として算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１６１６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の交通シミュレータ（オフセット計算用シミュレータ）は、設定された速度（設計速度、例えば、規制速度又は規制速度より若干速い速度など）で走行する車両の評価値を用いてオフセットを算出するが、設計速度以外の速度で走行する車両の評価値は考慮されていない。
【０００８】
市街地のように、信号灯器が設置された交差点間の距離が、例えば、２００ｍ程度の道路（リンク）が連続する区間では、車両の速度が速くなるほど隣接する交差点を停止することなく連続的に青信号で通過できる通過帯（スルーバンド、グリーンウェーブとも称する）の幅が広くなる。このため、所定の設計速度で最適なオフセットを求めることができたとしても、求めたオフセットが、規制速度をかなり超過した違反速度で走行する車両にとって、交差点で停止することなく次々と交差点を通過して走行することができるオフセットになるというおそれがあり、速度違反を助長するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができるオフセット算出装置、該オフセット算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び前記オフセット算出装置によるオフセット算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係るオフセット算出装置は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置において、前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出する停止時間算出手段と、該停止時間算出手段で算出した第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び前記停止時間算出手段で算出した第２停止時間に前記第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値算出手段で算出した第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係るオフセット算出装置は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置において、前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する停止回数算出手段と、該停止回数算出手段で算出した第１停止回数に正符号又は負符号の第３所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び前記停止回数算出手段で算出した第２停止回数に前記第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値算出手段で算出した第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係るオフセット算出装置は、第１発明において、前記模擬車両を前記第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する停止回数算出手段を備え、前記評価値算出手段は、前記停止回数算出手段で算出した第１停止回数に前記第１所定係数と同符号の第３所定係数を乗算して得られた値に前記第１評価値を加算して第１評価値とし、前記停止回数算出手段で算出した第２停止回数に前記第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られた値に前記第２評価値を加算して第２評価値とするように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係るオフセット算出装置は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記模擬車両が各交差点に到達した場合の該交差点の信号灯器の灯色及び該灯色の残存表示時間に基づいて、前記模擬車両を前記第１速度で走行させた場合の走行に関する第１危険度、及び前記模擬車両を前記第２速度で走行させた場合の走行に関する第２危険度を算出する危険度算出手段を備え、前記評価値算出手段は、前記危険度算出手段で算出した第１危険度に前記第１評価値を加算して第１評価値とし、前記危険度算出手段で算出した第２危険度に前記第２評価値を加算して第２評価値とするように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第５発明に係るオフセット算出装置は、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記オフセット算出手段は、交差点間の信号灯器のオフセットを複数の所定値に順次設定した場合に、前記第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値が最小又は最大となる所定値をオフセットとして算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
第６発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出するステップと、算出した第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出した第２停止時間に前記第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出するステップと、算出した第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するステップとを実行させることを特徴とする。
【００１６】
第７発明に係るオフセット算出方法は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点間の信号灯器のオフセットを算出するオフセット算出装置によるオフセット算出方法において、前記模擬車両を第１速度Ｖ１で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び前記模擬車両を第２速度Ｖ２（＞Ｖ１）で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出するステップと、算出された第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出された第２停止時間に前記第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出するステップと、算出された第１評価値及び第２評価値を加算して得られた評価値に基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出するステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
第１発明、第６発明及び第７発明にあっては、模擬車両を第１速度で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び第１速度より速い第２速度で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出する。第１速度は、例えば、規制速度又は規制速度よりも若干速い速度（例えば、規制速度＋５ｋｍ／ｈ程度であり、規制速度を含めて規制速度近傍とも称する）であり実際上安全な走行速度である。また、第２速度は、規制速度を大幅に超過した違反速度であり、例えば、規制速度＋２０ｋｍ／ｈを超える速度であり、危険な走行速度である。停止時間は、交差点で停止した車両の停止時間である。なお、停止時間は、各交差点での停止時間の合計であり、それぞれの交差点で停止した車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の車両の停止時間の総和である。
【００１８】
算出した第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出した第２停止時間に第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する。例えば、第１所定係数をａ（正符号）とし、第１停止時間をＤ１とすると、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ×Ｄ１で求めることができる。また、第２所定係数を−ａ（負符号）とし、第２停止時間をＤ２とすると、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２で求めることができる。ここで、第２所定係数の符号は第１所定係数の符号と異なり負符号である。
【００１９】
第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２を加算して得られた評価値Ｅに基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。評価値をＥとすると、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２で求めることができる。オフセットは、例えば、評価値Ｅが相対的に最小となるようにして求めることができる。例えば、第１速度（すなわち規制速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ１において、第１所定係数の符号を正符号とすると、第１停止時間が小さくなると評価値Ｅ１は小さくなるので、規制速度で走行する車両に対して停止時間が小さくなるようなオフセットを探すことになる。一方、第２速度（すなわち違反速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ２において、第２所定係数の符号が第１所定係数と異なる負符号となり、第２停止時間が小さくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなるので、違反速度で走行する車両に対して停止時間が大きくなるようなオフセットを探すことになる。これにより、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【００２０】
第２発明にあっては、模擬車両を第１速度で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び第１速度より速い第２速度で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する。第１速度は、例えば、規制速度又は規制速度よりも若干速い速度（例えば、規制速度＋５ｋｍ／ｈ程度であり、規制速度を含めて規制速度近傍とも称する）であり実際上安全な走行速度である。また、第２速度は、規制速度を大幅に超過した違反速度であり、例えば、規制速度＋２０ｋｍ／ｈを超える速度であり、危険な走行速度である。非飽和の状態であれば、１台の車両が交差点で停止する回数は１回以下であるので、停止回数は、交差点で停止した車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【００２１】
算出した第１停止回数に正符号又は負符号の第３所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出した第２停止回数に第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する。例えば、第３所定係数をｂ（正符号）とし、第１停止回数をＲ１とすると、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ｂ×Ｒ１で求めることができる。また、第４所定係数を−ｂ（負符号）とし、第２停止回数をＲ２とすると、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ｂ×Ｒ２で求めることができる。ここで、第４所定係数の符号は第３所定係数の符号と異なり負符号である。
【００２２】
第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２を加算して得られた評価値Ｅに基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。評価値をＥとすると、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２で求めることができる。オフセットは、例えば、評価値Ｅが相対的に最小となるようにして求めることができる。例えば、第１速度（すなわち規制速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ１において、第３所定係数の符号を正符号とすると、第１停止回数が小さくなると評価値Ｅ１は小さくなるので、規制速度で走行する車両に対して停止回数が少なくなるようなオフセットを探すことになる。一方、第２速度（すなわち違反速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ２において、第４所定係数の符号が第３所定係数と異なる負符号となり、第２停止回数が少なくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなるので、違反速度で走行する車両に対して停止回数が多くなるようなオフセットを探すことになる。これにより、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【００２３】
第３発明にあっては、模擬車両を第１速度で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び第１速度より速い第２速度で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する。算出した第１停止回数に第１所定係数と同符号の第３所定係数を乗算して得られた値に第１評価値を加算して第１評価値とし、算出した第２停止回数に第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られた値に第２評価値を加算して第２評価値とする。例えば、第１所定係数をａ（正符号）とし、第３所定係数をｂ（正符号）とし、第１停止時間をＤ１とし、第１停止回数をＲ１とすると、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｒ１で求めることができる。また、第２所定係数を−ａ（負符号）とし、第４所定係数を−ｂ（負符号）とし、第２停止時間をＤ２とし、第２停止回数をＲ２とすると、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２−ｂ×Ｒ２で求めることができる。
【００２４】
第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２を加算して得られた評価値Ｅに基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。評価値をＥとすると、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２で求めることができる。オフセットは、例えば、評価値Ｅが相対的に最小となるようにして求めることができる。例えば、第１速度（すなわち規制速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ１において、第１所定係数及び第３所定係数の符号を正符号とすると、第１停止時間が小さくなると評価値Ｅ１は小さくなり、第１停止回数が少なくなると評価値Ｅ１は小さくなるので、規制速度で走行する車両に対して停止時間及び停止回数が少なくなるようなオフセットを探すことになる。一方、第２速度（すなわち違反速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ２において、第２所定係数及び第４所定係数の符号が第１所定係数及び第３所定係数と異なる負符号となり、第２停止時間が小さくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなり、第２停止回数が少なくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなるので、違反速度で走行する車両に対して停止時間及び停止回数が多くなるようなオフセットを探すことになる。これにより、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【００２５】
第４発明にあっては、模擬車両が各交差点に到達した場合の当該交差点の信号灯器の灯色及び当該灯色の残存表示時間に基づいて、模擬車両を第１速度で走行させた場合の走行に関する第１危険度、及び模擬車両を第２速度で走行させた場合の走行に関する第２危険度を算出する。信号灯器の灯色が切り替わるとき（例えば、青信号から赤信号に切り替わるとき）に車両が交差点に到達すると、交通事故などの危険性が高まる。そこで、灯色（青、赤など）及び灯色の残存表示時間に応じて危険度合を示す危険係数を予め定めておき、車両が交差点に到達した時点の危険係数を車両毎に合計して危険度を算出することができる。算出した第１危険度に第１評価値を加算して第１評価値とし、算出した第２危険度に第２評価値を加算して第２評価値とする。
【００２６】
例えば、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ×Ｄ１＋ｃ×Ｑ１の式で求めることができる。ここで、Ｑ１は第１危険度、ｃは所定係数であり、Ｄ１は第１停止時間である。あるいは、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｒ１＋ｃ×Ｑ１の式で求めることもできる。Ｒ１は第１停止回数である。同様に、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２＋ｃ×Ｑ２の式で求めることができる。ここで、Ｑ２は第２危険度、ｃは所定係数であり、Ｄ２は第２停止時間である。あるいは、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２−ｂ×Ｒ２＋ｃ×Ｑ２の式で求めることもできる。Ｒ２は第２停止回数である。第１評価値及び第２評価値において、所定係数ｃが同じ符号である理由は、たとえ違反速度で走行する車両であっても、規制速度で走行している車両と同様に交差点に到達時点で危険性が高まるようなオフセットが算出されないようにするためである。これにより、車両が交差点に到達する時点で危険性が高まるようなオフセットが算出されないようにすることができる。
【００２７】
第５発明にあっては、交差点間の信号灯器のオフセットが変わることにより、車両の停止時間、停止回数又は危険度が変化し、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２も変化する。そこで、交差点間の信号灯器のオフセットを複数の所定値に順次設定した場合に、評価値Ｅ（＝Ｅ１＋Ｅ２）が最小又は最大となる所定値をオフセットとして算出する。例えば、現状のオフセットがＳ秒であるとした場合、オフセットをＳ＋Ｐ秒、及びＳ−Ｐ秒に変化させて、評価値Ｅが相対的に小さくなるオフセットを探索する。なお、Ｐの値は予め複数準備しておき、順次置き換えて評価値Ｅを算出し、算出した評価値Ｅが最小になるようなオフセットを探索する。これにより、規制速度近傍で走行する車両に対しては、円滑性を向上させるとともに、規制速度を超過した違反速度で走行する車両に対しては、交差点で停止させることができる最適なオフセットを求めることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】車両挙動の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットを算出する場合の道路網の一例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態の交通シミュレータの構成例を示すブロック図である。
【図４】交通シミュレータ内での車両の走行状態を示す模式図である。
【図５】オフセットと各交差点での青信号開始時点との関係の一例を示す説明図である。
【図６】オフセットと各交差点での青信号開始時点との関係の他の例を示す説明図である。
【図７】交通シミュレータによる交通指標の算出サイクルの一例を示す説明図である。
【図８】交通シミュレータによる遅れ時間の算出例を示す説明図である。
【図９】車両の危険度の概念を示す説明図である。
【図１０】車両の危険度の重み付けの一例を示す説明図である。
【図１１】交通シミュレータが用いる評価値の一例を示す説明図である。
【図１２】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセット算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセット算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセット算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】本実施の形態の交通シミュレータによる評価値算出の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係るオフセット算出装置、該オフセット算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び前記オフセット算出装置によるオフセット算出方法の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。以下、本発明に係るオフセット算出装置の一例としての交通シミュレータについて説明する。
【００３１】
交通シミュレータは、複数の交差点を含む模擬道路網（以下、道路網とも称する）又は路線で複数の模擬車両（以下、車両とも称する。）を走行させて交差点の信号灯器（以下、信号機とも称する）の信号制御パラメータ（例えば、オフセット、サイクル長、スプリットなど）を算出する。また、交通シミュレータは、渋滞長、旅行時間、交通量、待ち行列長などの交通評価指標を出力することもできる。
【００３２】
交通シミュレータには、車両の細かな挙動を扱い、交差点の改良の評価などを行うのに適したミクロモデルと、車両の挙動を簡素化し、オフセットの最適化などの繰り返し計算に適したマクロモデルがある。ミクロモデルの交通シミュレータ（以下、ミクロシミュレータという）は、車両挙動の変化をより細かく再現するため、上記の設定をより詳細に行う。
【００３３】
ミクロシミュレータは、入力データとして、例えば、車両の走行の起終点情報を含む交通量（例えば、ＯＤ表、ＯＤ交通量、ＯはOrigin、ＤはDestinationの意味である）、車両の走行速度、加速減速特性などの交通情報が所与として取り扱われている。また、入力データには、サイクル長、スプリット、オフセットなどの信号制御パラメータ、道路網を示すリンク情報、サブエリア（例えば、複数の交差点を１つのグループとして纏めたもの）の構成等のネットワーク情報、交通量、飽和交通流率等の車両感知器で得られた情報なども含まれる。
【００３４】
一方、マクロモデルの交通シミュレータ（以下、マクロミュレータという）は、車両の挙動を大幅に簡素化したものであり、ＯＤ表などの情報は不要であり、代わりにリンク単位の交通量として表現することができる。また、入力データには、サイクル長、スプリット、オフセットなどの信号制御パラメータ、路線を示すリンク情報、サブエリア（例えば、複数の交差点を１つのグループとして纏めたもの）の構成等のネットワーク情報、交通量、飽和交通流率等の車両感知器で得られた情報なども含まれる。本実施の形態のオフセット算出装置、当該オフセット算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及びオフセット算出方法は、マクロシミュレーション（マクロシミュレータによる評価）に関するものである。
【００３５】
図１は車両挙動の一例を示す模式図である。図１はマクロシミュレータ上での車両挙動の一例を示す。図１に示すように、本実施の形態の交通シミュレータでは、車両をリンク単位の交通量として表現し、車両の挙動の簡素化を図っている。各リンクで、車両を走行させ、交差点（ノードとも称する）の信号情報に応じて、交差点で停止又は交差点を通過させる。
【００３６】
図２は本実施の形態の交通シミュレータ１０によるオフセットを算出する場合の道路網の一例を示す模式図である。図３の例では、交差点１、…Ｎ、Ｎ＋１、…、Ｍと、各交差点（ノードとも称する）を繋ぐ道路（リンクとも称する）を表している。なお、図２の例はあくまで一例であって、オフセットを算出する場合の道路網が図２の例に限定されるものではなく、１又は複数の道路が交わった道路網であってもよい。
【００３７】
図２に示すように、交差点１からＭまでの間において、交差点１からＭに向かって走行する車両と、交差点Ｍから１に向かって走行する車両のように、双方向（例えば、上り方向と下り方向）の車両を考慮する。一般的に多くの道路では、対向車両が同時に走行するため、交差点間の信号灯器のオフセットを求める場合には、双方向の交通に対して最適なオフセットとなることが必要であるためである。
【００３８】
また、図２の例では、交差点ＮとＮ＋１との間で、青信号開始時間の差（オフセット）がＳ秒であることを示す。
【００３９】
走行させる車両は、交通が一様流であると仮定し、例えば、１時間当たりの交通量が７２０台であれば、リンクの始点では５秒に１台の割合で車両を発生させる。なお、交通量はリンク単位で所望の値にすることができる。例えば、実施の交通量に応じて、交差点１を始点として、５秒に１台の車両を発生して交差点Ｍに向かって走行させることができる。また、実際の交通量に応じて、交差点Ｎを始点として、６秒に１台の車両を発生させて交差点Ｍに向かって走行させることもできる。同様に、実施の交通量に応じて、交差点Ｍを始点として、４秒に１台の車両を発生して交差点１に向かって走行させることができる。
【００４０】
交通シミュレータ１０は、図２に例示するような道路網で交通量に応じた車両を走行させ、後述する遅れ時間、停止回数、危険度などの交通指標の値の加重和を評価値とし、評価値が相対的に最も小さくなるようなオフセットを各交差点間について算出する。以下、交通シミュレータ１０の詳細について説明する。
【００４１】
図３は本実施の形態の交通シミュレータ１０の構成例を示すブロック図である。交通シミュレータ１０は、車両の移動モデルを表す計算式に基づいて演算を行うシミュレータエンジン部１１、リンク単位の交通量を算出する交通量算出部１２、車両の遅れ時間（停止時間）を算出する停止時間算出手段としての遅れ時間算出部１３、車両の停止回数を算出する停止回数算出手段としての停止回数算出部１４、車両の走行に関する危険度を算出する危険度算出手段としての危険度算出部１５、オフセットを探索するための評価値を算出する評価値算出手段としての評価値算出部１６、交差点間の信号灯器のオフセット（例えば、青信号開始時点の時間差）を算出するオフセット算出手段としてのオフセット算出部１７、所定の情報を記憶する記憶部１８などを備える。なお、遅れ時間（停止時間）、停止回数及び危険度を交通指標とも称する。
【００４２】
交通シミュレータ１０には、入力データとして、例えば、車両の走行速度、加速減速特性、リンク単位の交通量、飽和交通流率、信号制御パラメータ、リンク情報、サブエリアの構成等のネットワーク情報などのデータが与えられる。
【００４３】
交通シミュレータ１０は、入力データを用いて、道路網内の交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。また、交通シミュレータ１０は、各リンクの渋滞長、車両の旅行時間、交通量、待ち行列長（待ち行列台数）などの交通評価指標（推定交通評価指標）を出力することもできる。なお、交通評価指標は、道路網を表す地図上で表示される。なお、交通評価指標に環境汚染物質（二酸化炭素など）の排出量（例えば、環境指標）を含めることもできる。
【００４４】
交通量算出部１２は、リンク単位の交通量を算出する。なお、交通量はリンク単位で所望の値に変更することができる。
【００４５】
図４は交通シミュレータ１０内での車両の走行状態を示す模式図である。図４の例では、交差点１、２、３、４、５があり、上り方向に沿って、リンクＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５があるとする。また、交差点１と２との間でオフセットが１０秒あり、具体的には、交差点１での青信号開始時刻から１０秒加算した時刻に交差点２での青信号が開始するとする（交差点２でのオフセットが＋１０秒）。
【００４６】
図２で例示したように、交通シミュレータ１０では、双方向（例えば、上り方向と下り方向）の車両を考慮するので、上り方向に沿って、リンクＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の順に車両を走行させて、停止時間（遅れ時間）、停止回数、危険度などの交通指標を交差点毎に算出する。そして、次に下り方向に沿って、リンク及び交差点の順序を逆転させて、リンクＬ５、Ｌ４、Ｌ３、Ｌ２、Ｌ１の順に車両を走行させて、停止時間（遅れ時間）、停止回数、危険度などの交通指標を交差点毎に算出する。また、交差点２のオフセットが交差点１に対して＋１０秒（例えば、オフセット算出前の現状の値）であるとすると、リンク及び交差点の順序を逆転させたときには、交差点１のオフセットは交差点２に対して−１０秒とする。
【００４７】
図５はオフセットと各交差点での青信号開始時点との関係の一例を示す説明図である。図５は図４の上り方向の走行状態を抜き出したものである。交差点２のオフセットが交差点１に対して＋１０秒である場合（例えば、＋１０秒に変化した場合）、交差点２での青信号の開始時刻は交差点１よりも１０秒遅れている。この場合、交差点３、４、５のオフセットを交差点２に対して０秒であるとすることができる。すなわち、交差点３、４、５での青信号開始時刻は交差点２と同じ時刻となる。
【００４８】
図６はオフセットと各交差点での青信号開始時点との関係の他の例を示す説明図である。図６は図４の上り方向の走行状態を抜き出したものである。交差点２のオフセットが交差点１に対して＋１０秒である場合（例えば、＋１０秒に変化した場合）、交差点２での青信号の開始時刻は交差点１よりも１０秒遅れている。この場合、図５の例と異なり、交差点３のオフセットが交差点２に対して−１０秒であるとすることもできる。すなわち、交差点３での青信号開始時刻は交差点２よりも１０秒早くなり、交差点１の青信号開始時刻と同じ時刻になる。また、４、５のオフセットは交差点３に対して０秒であるとすると、交差点４、５での青信号開始時刻は交差点３と同じ時刻となる。
【００４９】
図５及び図６で例示したように、交差点間でオフセットが変化した場合には、オフセットが変化したリンクよりも下流のリンクのオフセットも影響を受けるので、交通シミュレータ１０では、任意のリンクでオフセットを変化させた場合、当該リンクよりも下流のリンクにおいても、停止時間（遅れ時間）、停止回数、危険度などの交通指標を算出する。この場合には、下流のリンクでのオフセットの設定方法に上述の図５又は図６の２つの方法があり、いずれを採用することもできる。
【００５０】
図７は交通シミュレータ１０による交通指標の算出サイクルの一例を示す説明図である。図７において、横軸は距離（例えば、始点から終点に向かう方向の距離）であり、縦軸は時間を示す。図７中、折れ線グラフは、信号機の数サイクル分の車両の走行軌跡を示す。各リンクでの発生交通量が一様流であるとすると、信号機の毎サイクルにおいて、車両の走行パターンは同じになる。このため、遅れ時間（停止時間）、停止回数、危険度などの交通指標を算出する場合、信号機の１サイクル分に相当する時間だけ考慮すればよい。
【００５１】
すなわち、図７に示すように、車両が連続走行した場合に、１サイクル分の時間を超えたときには、１サイクル分差し引く（減算する）、あるいは１サイクル分加算することにより、車両は常に１サイクルの範囲内で走行することになり、１サイクル分の範囲内でリンクを走行する車両を再現することができる。
【００５２】
遅れ時間算出部１３は、車両を第１速度で走行させた場合の各交差点での第１停止時間及び第１速度より速い第２速度で走行させた場合の各交差点での第２停止時間を算出する。第１速度は、例えば、規制速度又は規制速度よりも若干速い速度（例えば、規制速度＋５ｋｍ／ｈ程度であり、規制速度を含めて規制速度近傍とも称する）であり実際上安全な走行速度である。規制速度又は規制速度近傍は、リンク毎に変更可能である。また、第２速度は、規制速度を大幅に超過した違反速度であり、例えば、規制速度＋２０ｋｍ／ｈを超える速度であり、危険な走行速度である。違反速度も、規制速度に応じてリンク毎に変更可能である。停止時間は、交差点で停止した車両の停止時間である。なお、停止時間は、各交差点での停止時間の合計であり、それぞれの交差点で停止した車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の車両の停止時間の総和であり、遅れ時間とも称する。すなわち、遅れ時間は、交差点で停止した車両の停止時間の総和である。
【００５３】
図８は交通シミュレータ１０による遅れ時間の算出例を示す説明図である。上述のように、遅れ時間は、交差点で停止した車両の停止時間の総和であり、交差点の赤信号による車両の停止による周期的な遅れである。遅れ時間は、信号機の１サイクルでの平均待ち行列により求めることができる。
【００５４】
図８に示すように、交差点の赤信号により５台の車両が停止したとする。この場合、遅れ時間は、１台目の停止時間、２台目の停止時間、…、５台目の停止時間のように５台それぞれの車両の停止時間の合計（総和）となる。したがって、待ち行列が長くなるほど、最後尾の車両から最前列の車両に向かって停止時間が長くなるので、待ち行列が長くなるほど遅れ時間は大きくなる。
【００５５】
遅れ時間は、各交差点での遅れ時間を合計した総量をサイクル長で除算した値として、例えば、１秒当たり、あるいは１時間当たりの値に換算し、換算した値を用いる。例えば、１時間当たりの場合には、遅れ時間は、台・秒／時間なる単位で表すことができる。
【００５６】
停止回数算出部１４は、車両を第１速度で走行させた場合の各交差点での第１停止回数及び第１速度より速い第２速度で走行させた場合の各交差点での第２停止回数を算出する。第１速度及び第２速度は、停止時間を算出する場合と同様である。非飽和の状態であれば、１台の車両が交差点で停止する回数は１回以下であるので、停止回数は、交差点で停止した車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【００５７】
停止回数は、各交差点での停止回数を合計した総量をサイクル長で除算した値として、例えば、１秒当たり、あるいは１時間当たりの値に換算し、換算した値を用いる。例えば、１時間当たりの停止回数を用いることができる。
【００５８】
危険度算出部１５は、車両が各交差点に到達した場合の当該交差点の信号灯器の灯色及び当該灯色の残存表示時間に基づいて、車両を第１速度で走行させた場合の走行に関する第１危険度、及び車両を第２速度で走行させた場合の走行に関する第２危険度を算出する。第１速度及び第２速度は、停止時間を算出する場合と同様である。
【００５９】
信号灯器の灯色が切り替わるとき（例えば、青信号から赤信号に切り替わるとき）に車両が交差点に到達すると、交通事故などの危険性が高まる。そこで、灯色（青、赤など）及び灯色の残存表示時間に応じて危険度合を示す危険係数を予め定めておき、車両が交差点に到達した時点の危険係数を車両毎に合計して危険度を算出することができる。
【００６０】
図９は車両の危険度の概念を示す説明図である。図９に示すように、交差点の信号灯器が時刻ｔにおいて青信号から赤信号に切り替わるとする。なお、説明を簡略化するため、黄信号は省略するが、黄信号がある場合も同様に危険度を表すことができる。
【００６１】
図９の直線で示すように、複数の車両が交差点に到達する場合、それぞれの車両が交差点に到達する時点における灯色及びその灯色の残存表示時間に応じて、車両の走行に係る危険性が異なると考えられる。具体的には、青信号から赤信号に切り替わる時刻ｔに交差点に到達する場合に危険性が最も大きいと考えられ、時刻ｔの前後において、時刻ｔから離れるとともに危険性が徐々に小さくなる。
【００６２】
図１０は車両の危険度の重み付けの一例を示す説明図である。図１０に示すように、信号灯器の灯色が青信号から赤信号に切り替わる場合、切り替え時刻の前後１秒は、最も危険性が高いとして最大の重み係数、例えば、２００を割り当てる。赤信号開始時点から赤信号開始前５秒までは、０以外の重み係数を割り当てるとともに、青信号の残存時間が長いほど重み係数を小さくし、赤信号開始時点から赤信号開始後３秒までは、０以外の重み係数を割り当てるとともに、赤信号の残存時間が短いほど重み係数を小さくする。なお、図１０の例は一例であって、０以外の重み係数を割り当てる時間帯及び重み係数の値は適宜設定することができる。
【００６３】
評価値算出部１６は、遅れ時間算出部１３で算出した第１停止時間に正符号又は負符号の第１所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出した第２停止時間に第１所定係数と異なる符号の第２所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する。例えば、第１所定係数をａ（正符号）とし、第１停止時間をＤ１とすると、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ×Ｄ１で求めることができる。また、第２所定係数を−ａ（負符号）とし、第２停止時間をＤ２とすると、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２で求めることができる。ここで、第２所定係数の符号は第１所定係数の符号と異なり負符号である。
【００６４】
評価値算出部１６は、第１評価値Ｅ１に第２評価値Ｅ２を加算した評価値Ｅ（＝Ｅ１＋Ｅ２）を算出する。
【００６５】
オフセット算出部１７は、評価値算出部１６で算出した評価値Ｅに基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。オフセットは、例えば、評価値Ｅが相対的に最小となるようにして求めることができる。例えば、第１速度（すなわち規制速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ１において、第１所定係数ａの符号を正符号とすると、第１停止時間Ｄ１が小さくなると評価値Ｅ１は小さくなるので、規制速度で走行する車両に対して停止時間が小さくなるようなオフセットを探すことになる。
【００６６】
一方、第２速度（すなわち違反速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ２において、第２所定係数−ａの符号が第１所定係数ａと異なる負符号となり、第２停止時間Ｄ２が小さくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなるので、違反速度で走行する車両に対して停止時間が大きくなるようなオフセットを探すことになる。
【００６７】
すなわち、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【００６８】
また、評価値算出部１６は、停止回数算出部１４で算出した第１停止回数に正符号又は負符号の第３所定係数を乗算して得られる第１評価値、及び算出した第２停止回数に第３所定係数と異なる符号の第４所定係数を乗算して得られる第２評価値を算出する。例えば、第３所定係数をｂ（正符号）とし、第１停止回数をＲ１とすると、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ｂ×Ｒ１で求めることができる。また、第４所定係数を−ｂ（負符号）とし、第２停止回数をＲ２とすると、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ｂ×Ｒ２で求めることができる。ここで、第４所定係数の符号は第３所定係数の符号と異なり負符号である。
【００６９】
評価値算出部１６は、第１評価値Ｅ１に第２評価値Ｅ２を加算した評価値Ｅ（＝Ｅ１＋Ｅ２）を算出する。
【００７０】
オフセット算出部１７は、評価値算出部１６で算出した評価値Ｅに基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。オフセットは、例えば、評価値Ｅが相対的に最小となるようにして求めることができる。例えば、第１速度（すなわち規制速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ１において、第３所定係数ｂの符号を正符号とすると、第１停止回数Ｒ１が小さくなると評価値Ｅ１は小さくなるので、規制速度で走行する車両に対して停止回数が少なくなるようなオフセットを探すことになる。
【００７１】
一方、第２速度（すなわち違反速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ２において、第４所定係数−ｂの符号が第３所定係数ｂと異なる負符号となり、第２停止回数Ｒ２が少なくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなるので、違反速度で走行する車両に対して停止回数が多くなるようなオフセットを探すことになる。すなわち、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【００７２】
また、評価値算出部１６は、第１所定係数をａ（正符号）とし、第３所定係数をｂ（正符号）とし、第１停止時間をＤ１とし、第１停止回数をＲ１とすると、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｒ１で求めることができる。また、評価値算出部１６は、第２所定係数を−ａ（負符号）とし、第４所定係数を−ｂ（負符号）とし、第２停止時間をＤ２とし、第２停止回数をＲ２とすると、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２−ｂ×Ｒ２で求めることができる。この場合も、評価値算出部１６は、第１評価値Ｅ１に第２評価値Ｅ２を加算した評価値Ｅ（＝Ｅ１＋Ｅ２）を算出する。
【００７３】
オフセット算出部１７は、評価値算出部１６で算出した評価値Ｅに基づいて、交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。オフセットは、例えば、評価値Ｅが相対的に最小となるようにして求めることができる。例えば、第１速度（すなわち規制速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ１において、第１所定係数ａ及び第３所定係数ｂの符号を正符号とすると、第１停止時間Ｄ１が小さくなると評価値Ｅ１は小さくなり、第１停止回数Ｒ１が少なくなると評価値Ｅ１は小さくなるので、規制速度で走行する車両に対して停止時間及び停止回数が少なくなるようなオフセットを探すことになる。
【００７４】
一方、第２速度（すなわち違反速度）で走行する車両に対する評価値Ｅ２において、第２所定係数−ａ及び第４所定係数−ｂの符号が第１所定係数ａ及び第３所定係数ｂと異なる負符号となり、第２停止時間Ｄ２が小さくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなり、第２停止回数Ｒ２が少なくなると評価値Ｅ２は相対的に大きくなるので、違反速度で走行する車両に対して停止時間及び停止回数が多くなるようなオフセットを探すことになる。これにより、規制速度近傍で安全走行を行っている車両に対しては、交差点で停止しないようなオフセットを求めつつ、違反速度で危険な走行を行っている車両に対しては、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができ、規制速度を超えた高速度で走行する車両も考慮した最適なオフセットを算出することができる。
【００７５】
また、評価値算出部１６は、第１停止時間Ｄ１及び第１停止回数Ｒ１の少なくとも一方に基づいて算出した第１評価値に危険度算出部１５で算出した第１危険度を加算した値を第１評価値として算出することもできる。また、評価値算出部１６は、第２停止時間Ｄ２及び第２停止回数Ｒ２の少なくとも一方に基づいて算出した第２評価値に危険度算出部１５で算出した第２危険度を加算した値を第２評価値として算出することもできる。
【００７６】
例えば、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ×Ｄ１＋ｃ×Ｑ１の式で求めることができる。ここで、Ｑ１は第１危険度、ｃは所定係数であり、Ｄ１は第１停止時間である。あるいは、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ×Ｄ１＋ｂ×Ｒ１＋ｃ×Ｑ１の式で求めることもできる。Ｒ１は第１停止回数である。あるいは、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ｂ×Ｒ１＋ｃ×Ｑ１の式で求めることもできる。
【００７７】
同様に、第２評価値Ｅ２は、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２＋ｃ×Ｑ２の式で求めることができる。ここで、Ｑ２は第２危険度、ｃは所定係数であり、Ｄ２は第２停止時間である。あるいは、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝−ａ×Ｄ２−ｂ×Ｒ２＋ｃ×Ｑ２の式で求めることもできる。あるいは、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝−ｂ×Ｒ２＋ｃ×Ｑ２の式で求めることもできる。Ｒ２は第２停止回数である。第１評価値及び第２評価値において、所定係数ｃが同じ符号である理由は、たとえ違反速度で走行する車両であっても、規制速度で走行している車両と同様に交差点に到達時点で危険性が高まるようなオフセットが算出されないようにするためである。これにより、車両が交差点に到達する時点で危険性が高まるようなオフセットが算出されないようにすることができる。
【００７８】
交差点間の信号灯器のオフセットが変わることにより、車両の停止時間、停止回数又は危険度などが変化し、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２も変化する。そこで、交差点間の信号灯器のオフセットを複数の所定値に順次設定した場合に、評価値Ｅ（＝Ｅ１＋Ｅ２）が最小又は最大となる所定値をオフセットとして算出する。例えば、現状のオフセットがＳ秒であるとした場合、オフセットをＳ＋Ｐ秒、及びＳ−Ｐ秒に変化させて、評価値Ｅが相対的に小さくなるオフセットを探索する。なお、Ｐの値は予め複数準備しておき、順次置き換えて評価値Ｅを算出し、算出した評価値Ｅが最小になるようなオフセットを探索する。これにより、規制速度近傍で走行する車両に対しては、円滑性を向上させるとともに、規制速度を超過した違反速度で走行する車両に対しては、走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させることができる最適なフセットを求めることができる。
【００７９】
図１１は交通シミュレータ１０が用いる評価値の一例を示す説明図である。図１１に示すように、規制速度（又は規制速度近傍）で走行させた車両の第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ×第１遅れ時間（第１停止時間）Ｄ１＋ｂ×第１停止回数Ｒ１＋ｃ×第１危険度Ｑ１の式で求める。また、違反速度で走行させた車両の第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝−ａ×第２遅れ時間（第２停止時間）Ｄ２−ｂ×第２停止回数Ｒ２＋ｃ×第２危険度Ｑ２の式で求める。そして、評価値Ｅを、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２で求める。
【００８０】
なお、図１１の例において、遅れ時間（停止時間）、停止回数、危険度の３つの交通指標のうち、少なくとも遅れ時間（停止時間）及び停止回数のいずれか一方だけを含む評価値を用いてもよく、危険度を省略した評価値を用いてもよい。
【００８１】
上述のように、規制速度（又は規制速度近傍の速度）と規制速度より超過した違反速度の２種類の速度を用いて車両（模擬車両）を走行させる機能を備えるとともに、従来の交通シミュレータにはない違反速度で走行させたときの新しい評価値を用いることにより、常識的な（安全な）速度で走行するに車両に対しては交差点をスムーズに通過させることができるオフセットを求めつつ、違反速度で走行する車両に対しては走行を妨げるような、例えば、交差点で停止させるようなオフセットを求めることができる。
【００８２】
次に、本実施の形態の交通シミュレータ１０の動作について説明する。図１２、図１３及び図１４は本実施の形態の交通シミュレータ１０によるオフセット算出の処理手順を示すフローチャートである。
【００８３】
交通シミュレータ１０は、変数Ｎを１（初期値）に設定し（Ｓ１１）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒（例えば、現状の値、初期値など）に設定する（Ｓ１２）。交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ）を算出する（Ｓ１３）。なお、評価値Ｅの算出処理については後述する。
【００８４】
交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ＋Ｐ秒に設定し（Ｓ１４）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ＋Ｐ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ＋Ｐ）を算出する（Ｓ１５）。ここで、Ｐは予め定めた複数の数値である。Ｐは、例えば、１５、４０、１０、３、２などのような順序で設定して図１２乃至図１４に示す処理を繰り返すことができる。
【００８５】
交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ−Ｐ秒に設定し（Ｓ１６）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ−Ｐ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ−Ｐ）を算出する（Ｓ１７）。
【００８６】
交通シミュレータ１０は、評価値Ｅ（Ｓ）≦Ｅ（Ｓ＋Ｐ）であり、かつＥ（Ｓ）≦Ｅ（Ｓ−Ｐ）である第１条件を充足するか否かを判定し（Ｓ１８）、前述の第１条件を充足する場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットがＳ秒であるときに評価値Ｅが最小になるとして、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒にし、変数Ｎに１を加算する（Ｓ１９）。
【００８７】
交通シミュレータ１０は、変数Ｎが交差点の総数Ｍより大きいか否かを判定し（Ｓ２０）、変数Ｎが総数Ｍより大きくない場合（Ｓ２０でＮＯ）、次の交差点間に処理を移すべく、ステップＳ１２以降の処理を繰り返し、変数Ｎが総数Ｍより大きい場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、すべての交差点間についてオフセットを算出したとして、処理を終了する。
【００８８】
前述の第１条件を充足しない場合（Ｓ１８でＮＯ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットＳ秒が評価値Ｅを最小にするものではなく、最適なオフセットが探索できていないとして、評価値Ｅ（Ｓ＋Ｐ）≦Ｅ（Ｓ−Ｐ）である第２条件を充足するか否かを判定する（Ｓ２１）。
【００８９】
前述の第２条件を充足する場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットが（Ｓ−Ｐ）秒の場合よりも（Ｓ＋Ｐ）秒の場合の方が、評価値が小さくなるとして、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットＳ秒にＰを加算した値を新しいオフセットＳとし（Ｓ２２）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ）を算出する（Ｓ２３）。
【００９０】
交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ＋Ｐ秒に設定し（Ｓ２４）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ＋Ｐ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ＋Ｐ）を算出する（Ｓ２５）。
【００９１】
交通シミュレータ１０は、評価値Ｅ（Ｓ）≦Ｅ（Ｓ＋Ｐ）である第３条件を充足するか否かを判定する（Ｓ２６）。第３条件を充足する場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットがＳ秒であるときに評価値Ｅが最小になるとして、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒にし、ステップＳ１９の処理を行う。
【００９２】
第３条件を充足しない場合（Ｓ２６でＮＯ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットがさらに長い方が、評価値が小さくなるとして、ステップＳ２２以降の処理を続ける。
【００９３】
前述の第２条件を充足しない場合（Ｓ２１でＮＯ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットが（Ｓ＋Ｐ）秒の場合よりも（Ｓ−Ｐ）秒の場合の方が、評価値が小さくなるとして、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットＳ秒からＰを減算した値を新しいオフセットＳとし（Ｓ２７）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ）を算出する（Ｓ２８）。
【００９４】
交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ−Ｐ秒に設定し（Ｓ２９）、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ−Ｐ秒に設定した場合の評価値Ｅ（Ｓ−Ｐ）を算出する（Ｓ３０）。
【００９５】
交通シミュレータ１０は、評価値Ｅ（Ｓ）≦Ｅ（Ｓ−Ｐ）である第４条件を充足するか否かを判定する（Ｓ３１）。第４条件を充足する場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットがＳ秒であるときに評価値Ｅが最小になるとして、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットをＳ秒にし、ステップＳ１９の処理を行う。
【００９６】
第４条件を充足しない場合（Ｓ３１でＮＯ）、交通シミュレータ１０は、交差点ＮとＮ＋１との間のオフセットがさらに短い方が、評価値が小さくなるとして、ステップＳ２７以降の処理を続ける。
【００９７】
図１５は本実施の形態の交通シミュレータ１０による評価値算出の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１５の処理は、図２に例示した道路網を用いるものとして説明するが、道路網は図２の例に限定されるものではない。
【００９８】
交通シミュレータ１０は、設定されたオフセットを用いて、交差点１からＭまで車両を規制速度（第１速度）Ｖ１で走行させ、第１遅れ時間（第１停止時間）、第１停止回数、第１危険度を算出する（Ｓ１０１）。なお、規制速度Ｖ１はリンク毎に変更可能である。
【００９９】
交通シミュレータ１０は、設定されたオフセットを用いて、交差点Ｍから１まで車両を規制速度（第１速度）Ｖ１で走行させ、第１遅れ時間（第１停止時間）、第１停止回数、第１危険度を算出する（Ｓ１０２）。
【０１００】
交通シミュレータ１０は、算出した第１遅れ時間（第１停止時間）、第１停止回数、第１危険度を用いて、規制速度Ｖ１の車両に対する評価値Ｅ１を算出する（Ｓ１０３）。
【０１０１】
交通シミュレータ１０は、設定されたオフセットを用いて、交差点１からＭまで車両を違反速度（第２速度）Ｖ２で走行させ、第２遅れ時間（第２停止時間）、第２停止回数、第２危険度を算出する（Ｓ１０４）。なお、違反速度Ｖ２は、規制速度Ｖ１に応じてリンク毎に変更可能である
【０１０２】
交通シミュレータ１０は、設定されたオフセットを用いて、交差点Ｍから１まで車両を違反速度（第２速度）Ｖ２で走行させ、第２遅れ時間（第２停止時間）、第２停止回数、第２危険度を算出する（Ｓ１０５）。
【０１０３】
交通シミュレータ１０は、算出した第２遅れ時間（第２停止時間）、第２停止回数、第２危険度を用いて、違反速度Ｖ２の車両に対する評価値Ｅ２を算出する（Ｓ１０６）。交通シミュレータ１０は、評価値Ｅを、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２の式により算出し（Ｓ１０７）、処理を終了する。
【０１０４】
上述の図１２乃至図１４の処理において、交差点間のオフセットＳを、例えば、（Ｓ＋Ｐ）秒及び（Ｓ−Ｐ）秒に変化させるが、ここで、Ｐは予め定めた複数の数値であり、例えば、１５、４０、１０、３、２などのような順序で設定して図１２乃至図１４に示す処理を繰り返すことができる。
【０１０５】
上述の交通シミュレータ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図１２乃至図１５に示すような、各処理手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵで実行することにより、コンピュータ上で交通シミュレータ１０を実現することができる。
【０１０６】
上述の実施の形態においては、評価値を算出する式において、遅れ時間（停止時間）、停止回数、危険度などの交通指標を用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、二酸化炭素などの環境対策を考慮した指標を加えることもでき、他の指標を追加してもよい。
【０１０７】
上述の実施の形態においては、規制速度で走行する車両の第１評価値を算出する場合、遅れ時間（停止時間）、停止回数などの交通指標の係数を正の符号とし、違反速度で走行する車両の第２評価値を算出する場合、遅れ時間（停止時間）、停止回数などの交通指標の係数を負の符号として、第１評価値及び第２評価値の合計である評価値Ｅが小さくなるような（最小になるような）オフセットを探索した。かかる構成に代えて、規制速度で走行する車両の第１評価値を算出する場合、遅れ時間（停止時間）、停止回数などの交通指標の係数を負の符号とし、違反速度で走行する車両の第２評価値を算出する場合、遅れ時間（停止時間）、停止回数などの交通指標の係数を正の符号として、第１評価値及び第２評価値の合計である評価値Ｅが大きくなるような（最大になるような）オフセットを探索することもできる。なお、この場合には、危険度に乗算する係数の符号は負にする。
【０１０８】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  交通シミュレータ
１１  シミュレータエンジン部
１２  交通量算出部
１３  遅れ時間算出部（停止時間算出手段）
１４  停止回数算出部（停止回数算出手段）
１５  危険度算出部（危険度算出手段）
１６  評価値算出部（評価値算出手段）
１７  オフセット算出部（オフセット算出手段）
１８  記憶部
【図１】
0005464193.tif 000002
【図２】
0005464193.tif 000003
【図３】
0005464193.tif 000004
【図４】
0005464193.tif 000005
【図５】
0005464193.tif 000006
【図６】
0005464193.tif 000007
【図７】
0005464193.tif 000008
【図８】
0005464193.tif 000009
【図９】
0005464193.tif 000010
【図１０】
0005464193.tif 000011
【図１１】
0005464193.tif 000012
【図１２】
0005464193.tif 000013
【図１３】
0005464193.tif 000014
【図１４】
0005464193.tif 000015
【図１５】
0005464193.tif 000016