(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、
車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、
突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、
前記車両計測手段は、交通量を計測するものであり、
前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めるものであることを特徴とする突発事象の発生地点特定装置。
【請求項２】
前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分を時間積分し、車頭間隔をかけ、車線数で割ることにより当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求める請求項１記載の突発事象の発生地点特定装置。
【請求項３】
道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、
車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、
突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、
前記車両計測手段は、車線利用率を計測するものであり、
前記車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離と、車線利用率との関係を予め保有する記憶手段をさらに備え、
前記地点特定手段は、突発事象の発生後計測された車線利用率に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めるものであることを特徴とする突発事象の発生地点特定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路に車両感知器等を設置して交通計測データを集め、この交通計測データによって、突発事象の発生地点を特定することができる突発事象の発生地点特定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路上に交通事故、災害などの突発事象が発生したとき、この突発事象に基づく交通流の異常をいち早く検知して、後続の車両に知らせたり、後続の車両を誘導したりする必要がある。
従来、所定道路区間上の車両（走行車両、停車車両を含む）の存在台数に着目し、この増減を算出することにより、道路上の突発事象の発生を精度よく検知することのできる交通流の異常検知方法が知られている（特開2002-83394号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記方法では、道路上の車両感知器と車両感知器で挟まれた各道路区間のうち、どの道路区間で突発事象が発生したかを特定できるにとどまっている。
実際、突発事象の影響を除去し、２次災害を防止するためには、突発事象が発生した地点まで辿り着き、必要な処置を施さなければならない。
【０００４】
したがって、突発事象が発生した道路区間を特定するだけでなく、当該道路区間のどの地点で突発事象が発生しているのか特定できることが望まれている。
そこで例えば、テレビ装置（ＩＴＶ）を使って、突発事象の発生地点を特定することができるが、道路の広い範囲にわたってカメラを設置することは経費がかかり、また、夜間や悪天候時の検知が困難である。さらに、画面を見る管制官にも負担がかかる。
【０００５】
そこで本発明は、道路上の突発事象の発生地点を自動的にかつ確実に特定することができる突発事象の発生地点特定装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の突発事象の発生地点特定装置は、道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、前記車両計測手段は、交通量（単位時間あたりの車両通過台数）を計測するものであり、前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分に基づいて、当該車両計測手段の設置位置から突発事象の発生地点までの距離を求めるものである（請求項１）。
【０００７】
交通の流れが定常であれば、道路区間に流入する交通量はほぼ定常的な値に落ち着いている。しかし事故などの突発事象が発生したとき、交通流に乱れが生じるため、交通量は変動する。突発事象の発生後の、この交通量の変動分は、当該道路区間の道路における車両台数の増加に対応するものと考えられ、さらに、この増加した車両は、当該道路区間内の突発事象の発生地点から渋滞するものと予想される。したがって、突発事象発生後の交通量の変動分に基づいて、当該車両計測手段の設置位置から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる。
【０００８】
前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分を時間積分し、車頭間隔をかけ、車線数で割ることにより当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる（請求項２）。交通量の変動分を時間積分したものが、突発事象発生後の当該道路区間の道路における車両の増加台数になる。これに車頭間隔をかけ、車線数で割れば、渋滞長が算出できる。したがって、当該車両計測手段の設置位置から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる。
【０００９】
本発明の突発事象の発生地点特定装置は、道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、前記車両計測手段は、車線利用率を計測するものであり、前記車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離と、車線利用率との関係を予め保有する記憶手段をさらに備え、前記地点特定手段は、突発事象の発生後計測された車線利用率に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めるものである（請求項３）。
【００１０】
交通の流れが定常であれば、道路区間の車線利用率はほぼ定常的な値に落ち着いている。しかし事故などの突発事象が発生したとき、車線利用率に乱れが生じる。一方、突発事象の発生地点では、発生車線の車線利用率は０％、非発生車線の車線利用率は１００％であり、突発事象の発生地点から離れるに従って車線利用率の偏りは緩和されていく。この傾向は、一般的であると考えられるので、車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離と、車線利用率との関係を予め保有しておけば、突発事象の発生後計測された車線利用率に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる。
【００１１】
なお、突発事象の発生地点として、当該車両計測手段の設置位置の上流、下流の２点が特定されるが、突発事象検知手段により突発事象が発生した道路区間が分かるので、上流又は下流のいずれか１点に絞ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、高速道路の交通流監視を例にとって、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
１．システムの構成
図１は、交通流の異常検知をするための交通流監視システムを示す概略図である。
【００１３】
２車線ある高速道路Ｒに、車両の上方から車高を測定する超音波式の車両感知器３が、所定道路区間ごと、車線ごとに設置されている。また、車両の上方から道路の画像を撮影するカメラ５が、所定道路区間ごとに設置されている。
また、超音波式の車両感知器３に代えて、又は車両感知器３とともに、２ループ埋め込み式の車両感知器を、道路の所定道路区間ごと、車線ごとに設置していてもよい。
【００１４】
図２は、車両感知器３やカメラ５の情報を収集し、突発事象の発生を検知してその発生地点を特定し、発生地点まで直行するための最適経路を算出する中央管制装置１の各機能を説明するためのブロック図である。
前記車両感知器３やカメラ５は、通信回線を通して、一次処理装置４につながれていて、一次処理装置４は、車両通過台数のカウントや、車両速度の検知等を行う。
【００１５】
この車両通過台数や車両速度の情報は、通信回線を通して二次処理装置６に集められ、二次処理装置６から通信回線を通して中央管制装置１に集められる。
中央管制装置１には、車両感知器情報収集部１１、突発事象分析部１２、経路算出部１３、道路地図・路線のＧＩＳ情報記憶部１４、経路案内部１５、カメラ管理部１６、情報提供部１７等の機能部が存在する。これらの各機能部の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、中央管制装置１のコンピュータが実行することにより実現される。
【００１６】
車両感知器情報収集部１１は、一定周期ごとに、車両感知器３によって検知された車両通過台数や車両速度に基づいて、車線ごとの交通量Ｑ1，Ｑ2、及び両車線の交通量Ｑ（＝Ｑ1＋Ｑ2）、平均速度Ｖ、車線ごとの占有率Ｏ1，Ｏ2、及び両車線の占有率Ｏ（占有率には時間占有率と空間占有率があり、時間占有率は、ある時間Ｔ内に車両が車両感知器３を横切った時間ｔkの総和Σｔkを時間Ｔで割ったものをいう：Σｔk／Ｔ。空間占有率は、車長ｍkの和Σｍkを道路長Ｌで割ったものをいう：Σｍk／Ｌ。添え字kは各車両を表す）、車高、車長、車頭間隔等のデータを算出しその結果をメモリに保持している。
【００１７】
これらの交通量、速度、占有率、車高、車長、車頭間隔等の検知データを、「交通計測データ」という。
突発事象分析部１２は、交通計測データに基づいて、突発事象が発生したかどうかを検知し、突発事象の発生を検知したならば、突発事象の発生地点を特定する。
突発事象の発生の検知は、次のようにして行う。各道路区間の流入交通量と流出交通量との差を算出し、その時間積分を求めることにより当該道路区間の車両存在台数を求め、その車両存在台数の時間変動が激しくなり、しきい値を超えた場合に、当該道路区間で突発事象発生と判定する（特開2002-83394号公報参照）。なお、突発事象の発生の判定方法は、前記に限らず、車両の平均速度に現れる疎密波（スペクトル変化）を利用した判定方法、車線利用率の偏りに注目した判定方法などを採用することもできる（服部、下浦、天目他「交通流データによる突発事象検出アルゴリズム」SEIテクニカルレビュー第159号、第55頁〜第60頁、2001年９月）。
【００１８】
経路算出部１３は、現在の渋滞状況等に基づいて、突発事象の発生地点へ最短時間又は最短距離で到着することのできる経路（総称して「最適経路」という）を算出する。
道路地図・路線のＧＩＳ情報記憶部１４は、道路地図ネットワークデータを記憶しているとともに、路線のＧＩＳ(Geographic Information System)情報を記憶している。ここで「ＧＩＳ情報」とは、都市、環境、地形や生活に関係する多様な情報をいう。
【００１９】
経路案内部１５は、国土交通省、警察庁、都道府県警、消防庁、地方自治体などの道路管理関係機関に、通信回線を通して、算出された最適経路を通って突発事象の発生地点まで誘導するための情報を配信する。これは、作業車、救急車、パトカーなどが突発事象の発生地点へいち早く到着するためである。
カメラ管理部１６は、突発事象の発生地点の情報に基づいて、その地点付近のカメラ５を決定して、角度・焦点の制御を行うともに、そのカメラ５の映像を受信して、モニター画面に表示させる。
【００２０】
情報提供部１７は、突発事象の発生とその発生地点の情報を、道路に設置されている案内板、路側ビーコン、放送局等に配信する。
２．突発事象発生地点の特定方法
−方法１−
車両感知器情報収集部１１は、一定（例えば１分）間隔の時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3，‥‥，ｔk，‥‥（代表するときは添え字のない「ｔ」を使う）ごとの交通量Ｑ1(t)，Ｑ2(t) ，Ｑ(t)，占有率Ｏ1(t)，Ｏ2(t) ，Ｏ(t)などを記録している（添えた数字は車線をあらわす）。
【００２１】
突発事象が発生すると、突発事象分析部１２は、当該発生道路区間入り口に設置されている車両感知器３によって計測される流入交通量Ｑを参照する。流入交通量Ｑは、図１のグラフに示すように、突発事象発生前は、ほぼ一定量Ｑcを維持しているが、突発事象が発生した後から低下し出し、一定量Ｑiまで低下し、その後ほぼこの値を維持する。
流入交通量Ｑが、突発事象発生後から低下し出し、一定量Ｑiに落ち着くまでの時間をＴとする。図１のグラフの斜線部の面積は、突発事象発生により、当該道路区間の中に渋滞状態で存在している車両台数（渋滞台数という）Ｄと考えられる。車両台数は次の式で表される。
【００２２】
Ｄ＝（Ｑc−Ｑi）Ｔ／２
又は
Ｄ＝∫（Ｑ−Ｑi）dt （積分範囲はＴ）
この渋滞台数Ｄに車頭間隔（ｍとする）をかけ、車線数で割れば、当該発生道路区間入り口から突発事象発生地点までの渋滞長Ｌ1が求まる。
Ｌ1＝Ｄ・ｍ／（車線数）
これにより、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定することができる。なお、前記車頭間隔ｍには、渋滞時、経験的に想定される数値を用いても、車両感知器から得た車頭間隔測定値を用いてもよい。
【００２３】
−方法２−
車両感知器情報収集部１１は、第１車線及び第２車線の車線利用率ｒ1(t)，ｒ2(t)を算出し記憶ている。ここで、車線利用率ｒ1(t)，ｒ2(t)とは、全車線の交通量に対する当該車線の交通量の比で定義してもよく、全車線の占有率の和に対する当該車線の占有率の比で定義してもよい。前者の場合、
ｒ1(t)＝Ｑ1(t)／Ｑ(t)，
ｒ2(t)＝Ｑ2(t)／Ｑ(t)
である。後者の場合、
ｒ1(t)＝Ｏ1(t)／Ｏ(t)，
ｒ2(t)＝Ｏ2(t)／Ｏ(t)
である。
【００２４】
図３は、車両感知器を設置した道路区間上の位置と、車両感知器により計測されたいずれかの車線の車線利用率との関係を示すグラフである。
突発事象が発生すると、発生地点の車線利用率は原理的には０％又は１００％となる。そして、発生地点から離れるに従って、車線利用率は、一般的に、０％から上昇し、又は１００％から下降していき、最終的にはそれぞれ５０％に収束する。
【００２５】
この発生地点からの距離と、車線利用率との関係をシミュレーションして、グラフ化したものが図４である。このようなグラフは、例えば、実際に高速道路の片車線で事故が起こったときの様子をカメラ５で撮影し、事故地点からの距離と車線利用率との関係を調べれば、作成することができる。
この図４の結果を使えば、突発事象発生道路区間の入り口又は出口に設置された車両感知器の車線利用率の計測値に基づいて、突発事象発生地点までの距離がわかる。
【００２６】
図３のグラフによれば、突発事象発生道路区間の出口ａ地点における車線利用率は１０％である。そこで、図４を参照すれば、車線利用率１０％に対応する、当該車両感知器から突発事象発生地点までの距離は、５０ｍであることが分かる。ただし、図４だけでは当該車両感知器から上流か下流か分からないが、突発事象発生道路区間が特定できるので、上流・下流の区別は簡単にできる。図３の場合、車両感知器の上流、Ｌ1＝５０ｍのところが突発事象発生地点であることが分かる。
【００２７】
３.処理の流れ
中央管制装置１において行われる、突発事象発生地点の特定を含めた処理の流れを、図５のフローチャートを用いて説明する。
中央管制装置１は、交通計測データを常時収集し、突発事象の発生を調べている(ステップＳ１，Ｓ２)。突発事象の発生が検知されると(ステップＳ３)、その道路区間の「分解能」を算出する(ステップＳ４)。この「分解能」は、車両感知器の設置間隔や、データ収集周期に対応したパラメータである。車両感知器の設置間隔が大きく、データ収集周期が長いと、分解能を下げ、車両感知器の設置間隔が小さく、データ収集周期が短いと、分解能を上げる。これにより、突発事象発生地点の特定誤差を最小限にすることができる。
【００２８】
そして、前記方法１又は方法２を用いて突発事象発生地点を特定する(ステップＳ５)。
経路算出部１３は、現在の渋滞状況等に基づいて、突発事象の発生地点へ到着することのできる最適経路を算出する(ステップＳ６)。この算出に当たり、路線のＧＩＳ情報を用いる。高速道路などでは、道路管理上、Ｕターンができるように取り外し可能な中央分離帯の地点がある。あるいはランプ以外に侵入可能な地点がある。しかしそれらは、一般的な道路地図ネットワークデータには含まれていないため、突発事象発生時には利用できない。そこで、ＧＩＳ情報も利用して、突発事象発生時に突発事象発生地点まで最短で到達する最適経路を算出することができる。
【００２９】
最適経路が算出できれば、経路案内部１５は、関係機関に対して、突発事象の発生地点及びそこに到達するための最適経路の連絡を行う(ステップＳ７)。
なお、ステップＳ５とＳ６との間に、カメラ画像を利用した確認作業Ａを行ってもよい。
図６は、この確認作業Ａの流れを説明するためのフローチャートである。
カメラ管理部１６は、突発事象の発生地点を写すことのできるカメラ５を決定し(ステップＡ１)、このカメラ５の角度、焦点を制御して突発事象の発生地点の画像を撮影する(ステップＡ２；画像撮影方法は特開2001-202577号参照)。ついで、画像処理により、突発事象の発生時の画像であるかどうかを検出する(ステップＡ３)。この画像処理は、例えば道路の上に、普段ない不動の物体が写っているかどうかに基づいて行えばよい。
【００３０】
画像処理により突発事象を確認できた場合は、突発事象の発生地点を確定する(ステップＡ４)、その確定結果を管制卓により人為的に入力する(ステップＡ５)。
画像処理により突発事象を確認できない場合は、管制官が画像を確認し(ステップＡ７)、確認できた場合も、確認できなかった場合も、それらの結果を管制卓により入力する(ステップＡ５)。
【００３１】
管制卓により入力された情報は、突発事象発生地点の特定精度向上のためフィードバックされ学習に利用される(ステップＡ６)。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記のシステム例では、高速道路を想定していたが、一般道路であってもよい。車線数が２車線の道路を想定したが、車線数は、２に限られるものではなく、１車線であっても３以上の車線であってもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の突発事象の発生地点特定装置によれば、道路上の突発事象の発生地点を自動的にかつ確実に特定することができるので、突発事象が発生した地点まで短時間で直行して、突発事象の影響を除去し、２次災害を防止するための処置を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高速道路上の交通流の異常検知をするための交通流監視システムと、交通量の時間変動グラフを示す概略図である。
【図２】車両感知器やカメラの情報を収集し、突発事象の発生を検知してその発生地点を特定し、発生地点まで直行するための最適経路を算出する中央管制装置１の各機能を説明するためのブロック図である。
【図３】車両感知器設置道路区間と、車両感知器により計測された車線利用率との関係を示すグラフである。
【図４】突発事象の発生地点からの距離と、車線利用率との関係をシミュレーションしたグラフである。
【図５】車両感知器やカメラの情報を収集し、突発事象の発生を検知してその発生地点を特定し、発生地点まで直行するための最適経路を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】カメラ画像を利用した突発事象の発生地点確認作業の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  中央管制装置
３  車両感知器
４  一次処理装置
５  カメラ
１１  車両感知器情報収集部
１２  突発事象分析部
１３  経路算出部
１４  道路地図・路線のＧＩＳ情報記憶部
１５  経路案内部
１６  カメラ管理部
１７  情報提供部
Ｒ  高速道路
【図１】
0003726787.tif 000002
【図２】
0003726787.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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