(57)【要約】  渋滞の発生有無を高い精度で予測する。  渋滞予測システム１０は、交通状態予測部１７、及び、渋滞判定部１８を含む。交通状態予測部１７は、１以上の地点の交通状態から予測対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、予測対象地点における予測対象時刻の交通状態を予測する。渋滞判定部１８は、予測対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、予測した予測対象地点における予測対象時刻の交通状態と、をもとに、予測対象地点において予測対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測する交通状態予測手段と、
前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、渋滞判定手段と、
を備えた、渋滞予測システム。
【請求項２】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記交通状態予測手段は、前記対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記渋滞判定手段は、前記対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
請求項１に記載の渋滞予測システム。
【請求項３】
さらに、前記１以上の地点の交通状態、及び、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、当該１以上の地点の交通状態から当該対象地点における交通状態を予測する予測式を生成する、予測式学習手段、を備える、
請求項１または２に記載の渋滞予測システム。
【請求項４】
さらに、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報を生成する、渋滞判定情報学習手段、を備える、
請求項１乃至３のいずれかに記載の渋滞予測システム。
【請求項５】
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、
前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、
渋滞予測方法。
【請求項６】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記対象地点における前記対象時刻の交通状態を予測する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記対象地点において前記対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
請求項５に記載の渋滞予測方法。
【請求項７】
さらに、前記１以上の地点の交通状態、及び、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、当該１以上の地点の交通状態から当該対象地点における交通状態を予測する予測式を生成する、
請求項５または６に記載の渋滞予測方法。
【請求項８】
さらに、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報を生成する、
請求項５乃至７のいずれかに記載の渋滞予測方法。
【請求項９】
コンピュータに、
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、
前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、
処理を実行させるプログラムを格納する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記対象地点における前記対象時刻の交通状態を予測する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記対象地点において前記対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
処理を実行させる、請求項９に記載のプログラムを格納する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渋滞予測システム、渋滞予測方法、及び、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通渋滞の予測情報は、道路利用者、道路管理者の双方にとって有用な情報であり、交通システムを高い効率で活用する、あるいは、道路管理業務を高度化するために、その必要性が高まっている。【０００３】
このような、交通渋滞を予測する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１のシステムでは、車両プローブデータから交通状態を収集し、収集した交通状態と、日時やイベントの有無等の他の情報とを組み合わせたベイジアンネットワークを構築する。そして、システムは、これら交通状態や他の情報と、特定の渋滞度とが同時に発生する結合確率を学習によって求め、プローブデータから渋滞度を予測する。【０００４】
また、交通渋滞を予測する他の技術の例が、特許文献２に開示されている。特許文献２の渋滞予測装置では、道路の各区間における車両の平均速度と、平均速度の母集団を形成した車両プローブ数を用いて、車両数と走行速度の関係式のパラメータを推定する。そして、渋滞予測装置は、現在の交通情報を関係式に入力することで、各区間の移動可能速度を推定し、各区間の移動時間を算出する。渋滞予測装置は、算出した移動時間と、各車両の予定走行経路情報に基づいて、予測対象時間において各区間に存在する車両数、速度を求めることにより、渋滞度を予測する。【０００５】
なお、関連技術として、非特許文献１には、時空間相関テンプレートを構築することにより、回帰分析による速度予測の精度を高める技術が開示されている。特許文献３には、過去の交通データを用いて事故発生パターンを学習し、現在時刻の交通データに対する事故発生傾向を求める、交通事故発生予報装置が開示されている。非特許文献２、及び、非特許文献３には、データの同一のパターンや規則性を持つグループ毎に予測モデルを生成する、異種混合学習技術が開示されている。非特許文献４には、車両流や速度と車両密度との関係を表すモデルを生成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７８１３８７０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１４／０９１９８２号
【特許文献３】特開２０１４−０３５６３９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Min Wanli、Laura Wynter、「Real-time road traffic prediction with spatio-temporal correlations」、Transportation Research Part C: Emerging Technologies Volume 19 Issue 4、2011年8月、p.606-616
【非特許文献２】藤巻遼平、森永聡、「ビッグデータ時代の最先端データマイニング」、ＮＥＣ技報、Vol.65、No.2、2012年、p.81-85
【非特許文献３】Riki Eto, et al.、「Fully-Automatic Bayesian Piecewise Sparse Linear Models」、Proceedings of the 17th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS), 2014年、p.238-246
【非特許文献４】Masako Bando, et al.、「Phenomenological study of dynamical model of traffic flow」、Journal de Physique I、5.11、1995年、p.1389-1399
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特許文献１の技術では、現在の交通状態や周辺情報と、各地点の渋滞度との同時確率を計算することにより渋滞を予測する。このため、ある状況における渋滞度を予測する場合、過去の同じ状況において渋滞が発生した学習データが無いと、渋滞予測が困難である。したがって、特許文献１の技術では、定期的に発生するような渋滞以外の渋滞を、高精度に予測できない。【０００９】
また、特許文献２の技術では、各車両について精度の高い予定走行経路が得られるとは限らない。このため、各区間に存在する車両数、速度を求めるときに、走行経路の誤差に起因する予測誤差が増幅される可能性がある。したがって、特許文献２の技術でも、高精度で渋滞を予測することができない。【００１０】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、高い精度で渋滞を予測できる、渋滞予測システム、渋滞予測方法、及び、記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の渋滞予測システムは、１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測する交通状態予測手段と、前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、渋滞判定手段と、を備える。【００１２】
本発明の渋滞予測方法は、１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する。【００１３】
本発明のコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータに、１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、処理を実行させるプログラムを格納する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果は、高い精度で渋滞を予測できることである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の特徴的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における、渋滞予測システム１０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における、コンピュータにより実現された渋滞予測システム１０の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における、学習処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における、予測処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態における、学習用データの例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における、交通パターンの例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における、予測式の生成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における、ファンダメンタルダイアグラムの例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における、ファンダメンタルダイアグラムの他の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における、予測用データの例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における、渋滞判定結果画面の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
はじめに、本発明の実施の形態の構成を説明する。
【００１７】
本発明の実施の形態では、道路網上の複数の位置や区間における、交通状態（車両の移動に係る状態）を監視対象として用いて、渋滞の発生有無の予測を行う。以下、道路網上の位置や区間を、監視対象の「地点」と呼ぶ。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態における、渋滞予測システム１０の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、渋滞予測システム１０は、情報収集部１１、学習用ＤＢ（データベース）１３、予測用ＤＢ１４、予測器管理部１５、ダイアグラム管理部１６、交通状態予測部１７、渋滞判定部１８、及び、情報提供部１９を含む。
【００１９】
情報収集部１１は、監視対象の各地点における、交通状態、及び、周辺情報を収集する。ここで、交通状態としては、例えば、車両速度や、単位時間あたりの通過台数（流度）、車両密度等、が用いられる。また、周辺情報としては、例えば、交通状態を収集したときの時間帯や、曜日、祝日、月末等を示すカレンダ属性、各地点やその周辺における事故やイベントの有無、天候等が用いられる。
【００２０】
学習用ＤＢ１３は、所定の学習期間に収集された、各地点における、交通状態、及び、周辺情報を、学習用データとして格納する。
【００２１】
予測用ＤＢ１４は、新たな期間に収集された、各地点における、交通状態、及び、周辺情報を、予測用データとして格納する。
【００２２】
予測器管理部１５は、予測式学習部１５１、予測式格納部１５２、及び、交通パターン格納部１５３を含む。
【００２３】
予測式学習部１５１は、監視対象の各地点について、学習用ＤＢ１３に格納された学習用データを用いて、交通パターン毎に、交通状態予測器（以下、予測式とも記載する）を学習（生成）する。予測式は、ある時刻の１以上の地点における交通状態から、将来の予測対象時刻（以下、対象時刻とも記載する）の予測対象地点（以下、対象地点とも記載する）における交通状態を予測するための式である。本発明の実施の形態では、交通状態の予測式として、車両密度を予測する予測式を生成する。
【００２４】
予測式学習部１５１は、例えば、非特許文献２、３に開示されている異種混合学習技術を用いて、予測式を生成してもよい。また、予測式学習部１５１は、線形回帰モデルや、自己回帰モデル、自己回帰移動平均モデル等、一般的な時系列モデルを予測式として生成してもよい。
【００２５】
また、交通パターンは、各地点の交通状態に影響を与える、周辺情報の値の組み合わせである。
【００２６】
図７は、本発明の実施の形態における、交通パターンの例を示す図である。図７の例では、地点毎に交通パターンが生成され、例えば、地点「Ｘ１」では、カレンダ属性：「平日」、時間帯：「午前１０時〜１２時」、天候：「晴れ」であれば、交通パターン「Ｐ１１」に分類されることを示している。
【００２７】
なお、交通パターンに、周辺情報に加えて、現在時刻、あるいは、過去時刻の各地点の車両速度や通過台数等の交通状態が含まれていてもよい。
【００２８】
予測式格納部１５２は、予測式学習部１５１により生成された、各地点の予測式を格納する。
【００２９】
交通パターン格納部１５３は、各地点の交通パターンを格納する。
【００３０】
ダイアグラム管理部１６は、ダイアグラム学習部１６１（または、渋滞判定情報学習部とも記載する）、及び、ダイアグラム格納部１６２を含む。
【００３１】
ダイアグラム学習部１６１は、監視対象の各地点について、学習用ＤＢ１３に格納された学習用データを用いて、交通パターン毎に、ファンダメンタルダイアグラムを学習（生成）する。
【００３２】
図９、及び、図１０は、本発明の実施の形態における、ファンダメンタルダイアグラムの例を示す図である。
【００３３】
ファンダメンタルダイアグラムは、交通流の解析に用いられる表現方法であり、道路網上のある地点における、車両密度と交通流（車両速度や通過台数）との関係を示すダイアグラム（グラフ）である。ファンダメンタルダイアグラムは、各地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかの判定に用いられる。ファンダメンタルダイアグラムは、本発明の渋滞判定情報の一実施形態である。
【００３４】
図９のファンダメンタルダイアグラムは、車両密度と通過台数との関係を示す。この場合、車両密度の増加に伴い、通過台数もほぼ線形に増加するが、車両密度がある値を超えると通過台数が上限に達し、その後は、減少する。これは、道路のある区間に存在する車両台数が一定値を超えると、その区間を通過可能な車両台数が減少、または、一定となり、交通流が滞留する、すなわち、渋滞流に遷移することを示している。
【００３５】
図１０のファンダメンタルダイアグラムは、車両密度と速度との関係を示す。この場合も、車両密度の増加に伴い、速度も増加するが、車両密度がある値を超えると、速度が急激に減少し、交通流が渋滞流に遷移する。
【００３６】
ファンダメンタルダイアグラムは、道路の物理的構造だけでなく、天候による路面状態の変化や、道路に流入する車両群の運転特性、すなわち、ドライバーの挙動によっても変化する。そのため、ファンダメンタルダイアグラムは、各地点の交通パターン毎に、学習によって生成される。
【００３７】
ダイアグラム格納部１６２は、ダイアグラム学習部１６１により生成されたファンダメンタルダイアグラムを格納する。
【００３８】
交通状態予測部１７は、予測式格納部１５２に格納された予測式と、予測用ＤＢ１４に格納された予測用データと、を用いて、予測対象時刻における予測対象地点の交通状態（車両密度）を予測する。
【００３９】
渋滞判定部１８は、ダイアグラム格納部１６２に格納されたファンダメンタルダイアグラムと、交通状態予測部１７によって算出された交通状態（車両密度）と、をもとに、予測対象地点において予測対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する。
【００４０】
情報提供部１９は、渋滞判定部１８による渋滞判定結果（渋滞の発生有無）を、ユーザ等に提供（出力）する。情報提供部１９は、渋滞判定結果に加えて、交通状態予測部１７により予測された交通状態を提供（出力）してもよい。
【００４１】
なお、渋滞予測システム１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とプログラムを記憶した記憶媒体を含み、プログラムにもとづく制御によって動作するコンピュータであってもよい。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態における、コンピュータにより実現された渋滞予測システム１０の構成を示すブロック図である。
【００４３】
この場合、渋滞予測システム１０は、ＣＰＵ１０１、ハードディスクやメモリ等の記憶デバイス１０２（記憶媒体）、キーボード、ディスプレイ等の入出力デバイス１０３、及び、他の装置等と通信を行う通信デバイス１０４を含む。ＣＰＵ１０１は、情報収集部１１、予測式学習部１５１、ダイアグラム学習部１６１、交通状態予測部１７、渋滞判定部１８、及び、情報提供部１９を実現するためのプログラムを実行する。記憶デバイス１０２は、学習用ＤＢ１３、予測用ＤＢ１４、予測式格納部１５２、交通パターン格納部１５３、及び、ダイアグラム格納部１６２のデータを記憶する。入出力デバイス１０３は、ユーザ等からの予測対象時刻や予測対象地点、交通パターンの入力、及び、ユーザ等への渋滞判定結果の出力を行う。通信デバイス１０４は、他の装置等から交通状態や周辺情報を受信する。また、通信デバイス１０４は、他の装置等から予測対象時刻や予測対象地点、交通パターンを受信し、他の装置等へ渋滞判定結果を送信してもよい。
【００４４】
また、渋滞予測システム１０の各構成要素は、論理回路で実現されていてもよい。この場合、複数の構成要素が、１つの論理回路で実現されていてもよいし、それぞれ、複数の独立した論理回路で実現されていてもよい。
【００４５】
また、渋滞予測システム１０の各構成要素は、有線または無線で接続された複数の物理的な装置に分散的に配置されていてもよい。この場合、渋滞予測システム１０は、複数のコンピュータによる分散処理により実現されていてもよい。
【００４６】
また、渋滞予測システム１０による渋滞予測等のサービスが、ＳａａＳ（Software as a Service）形式で、ユーザに提供されてもよい。
【００４７】
次に、本発明の実施の形態の動作について説明する。
【００４８】
＜学習処理＞
はじめに、本発明の学習処理について、説明する。
【００４９】
ここでは、予測式学習部１５１により用いられる予測式の生成方式が、非特許文献２、３に開示されている異種混合学習技術のように、予測式の学習と同時に交通パターンを学習可能であると仮定する。
【００５０】
図４は、本発明の実施の形態における、学習処理を示すフローチャートである。
【００５１】
情報収集部１１は、所定の学習期間において、監視対象の各地点における、交通状態、及び、周辺情報を、例えば、所定の時間間隔で収集する（ステップＳ１１）。情報収集部１１は、収集した交通状態、及び、周辺情報を、学習データとして、学習用ＤＢ１３に保存する。
【００５２】
ここで、情報収集部１１は、例えば、各地点に設置されているトラフィックカウンタの値や、車両に搭載されている端末から送信される車両プローブデータをもとに、交通状態を収集する。また、情報収集部１１は、例えば、交通状態を収集した時刻をもとに、時間帯やカレンダ属性等の周辺情報を収集する。また、情報収集部１１は、例えば、各地点の周辺の事故やイベントの有無、天候等の情報を提供するサーバ装置等から、交通状態を収集した時刻における、事故やイベントの有無、天候等の周辺情報を収集する。
【００５３】
なお、情報収集部１１は、他のシステムにおいて収集、格納された交通状態や周辺情報を、当該他のシステムから収集してもよい。また、情報収集部１１は、ユーザ等から、交通状態や周辺情報を収集してもよい。
【００５４】
図６は、本発明の実施の形態における、学習用データの例を示す図である。図６の例では、交通状態として、各地点の車両速度、通過台数、及び、車両密度が収集されている。また、周辺情報として、事故の有無、天候、時間帯、カレンダ属性が収集されている。
【００５５】
例えば、情報収集部１１は、図６のような学習用データを、学習用ＤＢ１３に保存する。
【００５６】
次に、予測器管理部１５の予測式学習部１５１は、監視対象の各地点について、学習用データをもとに、交通パターン、及び、交通パターン毎の交通状態（車両密度）を予測するための予測式を学習（生成）する（ステップＳ１２）。予測式学習部１５１は、学習した交通パターンを、交通パターン格納部１５３に格納する。また、予測式学習部１５１は、学習した交通パターン毎の予測式を、予測式格納部１５２に格納する。
【００５７】
例えば、予測式学習部１５１は、異種混合学習技術を用いて、予測精度が高くなるような交通パターンを、予測式と同時に学習する。
【００５８】
なお、交通パターンがユーザ等により定義可能な場合、予測式学習部１５１は、交通パターン格納部１５３にユーザ等により予め格納された交通パターンを取得し、取得した交通パターン毎に、学習用データを用いて、予測式を学習してもよい。
【００５９】
例えば、予測式の生成方式として、線形回帰モデルや、自己回帰モデル、自己回帰移動平均モデル等、一般的な時系列モデルの生成方式が用いられる場合、ユーザ等により定義された交通パターン毎に、これらの時系列モデルが、予測式として学習される。
【００６０】
予測式学習部１５１は、例えば、各地点について、交通パターン毎に、数１式のような予測式を学習する。
【００６１】
【数１】
2017033443.tif 000003
ここで、  
【００６２】
Ｖｉ（ｔ）、Ｎｉ（ｔ）、ρｉ（ｔ）は、それぞれ、時刻ｔにおける、地点ｘｉ（ｉ＝１、２、…、Ｍ；Ｍは監視対象の地点の数）の車両速度、通過台数、車両密度である。また、ρ'ｊ，ｋ（ｔ＋Ｔ）は、地点ｘｊ（j＝１、２、…、Ｍ）における交通パターンｋ（k＝１、２、…、Ｌj；Ｌjは、地点ｘｊの交通パターンの数）に対する、時刻ｔ＋Ｔの車両密度の予測値である。予測式学習部１５１は、各地点ｘｊの交通パターンｋについて、パラメータａｉｊ，k、ｂｉｊ，k、ｃｉｊ，kを決定する。
【００６３】
図８は、本発明の実施の形態における、予測式の生成例を示す図である。
【００６４】
例えば、予測式学習部１５１は、異種混合学習技術を用いて、各地点について、図７のような交通パターンを学習するとともに、図８のように、交通パターン毎の予測式を学習する。
【００６５】
次に、ダイアグラム管理部１６のダイアグラム学習部１６１は、監視対象の各地点について、学習用データをもとに、交通パターン毎に、ファンダメンタルダイアグラムを学習（生成）する（ステップＳ１３）。ダイアグラム学習部１６１は、生成したファンダメンタルダイアグラムを、ダイアグラム格納部１６２に格納する。
【００６６】
ここで、ダイアグラム学習部１６１は、例えば、非特許文献４に開示されている手法により、ファンダメンタルダイアグラムを生成し、渋滞流への遷移を判定するための車両密度の閾値ＴＨを特定する。この場合、ダイアグラム学習部１６１は、ハイパボリックタンジェント関数のような関数形を仮定し、当該関数に、学習用データをフィッティングさせることにより、当該関数のパラメータを決定する。
【００６７】
例えば、ダイアグラム学習部１６１は、各地点について、図７の交通パターン毎に、図９、または、図１０のようなファンダメンタルダイアグラムを生成し、閾値ＴＨを特定する。
【００６８】
＜予測処理＞
次に、本発明の予測処理について、説明する。
【００６９】
ここでは、上述の学習処理より、図７のような交通パターンに対して、図８のような予測式、及び、図９のようなファンダメンタルダイアグラムが生成されていると仮定する。また、予測式としては、２時間後（Ｔ＝２）の交通状態を予測する予測式が生成されていると仮定する。
【００７０】
また、情報収集部１１が、新たな期間において、監視対象の各地点における交通状態、及び、周辺情報を、上述のステップＳ１１と同様に、例えば、所定の時間間隔で収集し、予測用ＤＢ１４に保存していると仮定する。
【００７１】
図１１は、本発明の実施の形態における、予測用データの例を示す図である。例えば、予測用ＤＢ１４には、図１１のような予測用データが保存されている。
【００７２】
図５は、本発明の実施の形態における、予測処理を示すフローチャートである。
【００７３】
情報収集部１１は、ユーザ等から、渋滞予測要求として、予測対象地点、及び、予測対象時刻の入力を受け付ける（ステップＳ２１）。
【００７４】
例えば、情報収集部１１は、時刻「2015/08/03 10:00」に、予測対象地点「Ｘ１」、予測対象時刻「2015/08/03 12:00」を受け付ける。
【００７５】
次に、交通状態予測部１７は、予測式と予測用データとを用いて、予測対象時刻における予測対象地点の交通状態（車両密度）を予測する（ステップＳ２２）。ここで、交通状態予測部１７は、予測対象地点における予測対象時刻の周辺情報の組み合わせに対応する交通パターンを特定する。交通状態予測部１７は、予測対象地点における予測対象時刻の周辺情報を、ユーザ等から予測条件として取得してもよいし、他の装置から取得してもよい。例えば、交通状態予測部１７は、周辺情報の内の事故の有無や天候を、ユーザ等から入力させてもよい。また、交通状態予測部１７は、イベントの有無を、各地点の周辺のイベント予定等の情報を提供するサーバ装置等から取得してもよい。そして、交通状態予測部１７は、特定した交通パターンに対応する予測式を用いて、予測対象地点における予測対象時刻の交通状態（車両密度）を予測する。
【００７６】
例えば、ユーザ等から、予測対象地点「Ｘ１」、予測対象時刻「2015/08/03 12:00」に係る予測条件として、「事故の有無：なし」、「天候：晴れ」が指定されている場合、交通パターンは、図７の交通パターンの内の「Ｐ１１」に対応する。したがって、交通状態予測部１７は、図８の、地点「Ｘ１」、交通パターン「Ｐ１１」に対応する予測式「ρ'Ｘ１，Ｐ１１（ｔ＋Ｔ）＝…」を用いて、予測対象地点「Ｘ１」における、予測対象時刻「2015/08/03 12:00」の交通状態（車両密度）の予測値を算出する。
【００７７】
渋滞判定部１８は、交通状態予測部１７によって算出された交通状態（車両密度）と、ファンダメンタルダイアグラムと、をもとに、予測対象地点において予測対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する（ステップＳ２３）。ここで、渋滞判定部１８は、例えば、予測対象時刻における予測対象地点の交通状態（車両密度）が、予測対象地点の、特定した交通パターンに対応するファンダメンタルダイアグラムの閾値ＴＨより大きい場合、「渋滞発生」と判定する。
【００７８】
例えば、交通状態（車両密度）の予測値ρ'Ｘ１，Ｐ１１（ｔ＋Ｔ）が、図９のファンダメンタルダイアグラムで示される閾値ＴＨＸ１，Ｐ１１より大きい場合、渋滞判定部１８は、「渋滞発生」と判定する。
【００７９】
情報提供部１９は、渋滞判定部１８による渋滞判定結果（渋滞の発生有無）を、ユーザ等に提供（出力）する（ステップＳ２４）。
【００８０】
図１２は、本発明の実施の形態における、渋滞判定結果画面の例を示す図である。図１２の例では、渋滞判定結果画面において、予測対象地点における予測対象時刻の渋滞の発生有無、交通状態（車両密度）の予測値、及び、予測に用いた周辺情報が示されている。
【００８１】
例えば、情報提供部１９は、図１２のような渋滞判定結果画面を提供（出力）する。
【００８２】
なお、情報提供部１９は、渋滞予測要求を入力したユーザ以外の、他のユーザの端末装置等にも、渋滞判定結果を通知してよい。
【００８３】
また、渋滞予測システム１０は、複数地点の内の１以上の任意の地点についてステップＳ２２〜Ｓ２４を実行することにより、当該任意の地点に対する渋滞を判定することで、広範囲の渋滞予測を行ってもよい。また、渋滞予測システム１０は、渋滞予測要求が入力された場合に限らず、複数地点の内の任意の地点について、ステップＳ２２〜Ｓ２４を繰り返し実行することで、Ｔ時間後の渋滞予測結果を更新してもよい。
【００８４】
以上により、本発明の実施の形態の動作が完了する。
【００８５】
なお、本発明の実施の形態では、渋滞予測システム１０は、予測対象地点の交通状態として車両密度を予測した。しかしながら、これに限らず、渋滞予測システム１０は、渋滞判定情報（ファンダメンタルダイアグラム）を用いて渋滞が発生するかどうかを判定できれば、車両密度以外の他の交通状態を予測してもよい。例えば、特定の交通パターンでは、通過台数と車両密度との関係を示したファンダメンタルダイアグラムにおいて、車両密度を用いた場合と同程度の精度で、通過台数をもとに、渋滞が発生するかどうかを判定できる。この場合、予測式学習部１５１は、各地点の通過台数を予測する予測式を生成し、渋滞判定部１８は、当該予測式により算出された通過台数と、ファンダメンタルダイアグラムと、をもとに、渋滞が発生するかどうかを判定する。
【００８６】
また、本発明の実施の形態では、渋滞予測システム１０は、渋滞判定情報としてファンダメンタルダイアグラムを用いた。しかしながら、これに限らず、予測式により算出された交通状態から渋滞が発生するかどうかを判定できれば、渋滞予測システム１０は、例えば、各地点の交通パターン毎の、車両密度に係る判定閾値を示すテーブル等、他の形式の渋滞判定情報を用いてもよい。
【００８７】
次に、本発明の実施の形態の特徴的な構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態の特徴的な構成を示すブロック図である。
【００８８】
図１を参照すると、渋滞予測システム１０は、交通状態予測部１７、及び、渋滞判定部１８を含む。交通状態予測部１７は、１以上の地点の交通状態から予測対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、予測対象地点における予測対象時刻の交通状態を予測する。渋滞判定部１８は、予測対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報と、予測した予測対象地点における予測対象時刻の交通状態と、をもとに、予測対象地点において予測対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する。
【００８９】
次に、本発明の実施の形態の効果を説明する。
【００９０】
本発明の実施の形態によれば、高い精度で渋滞を予測できる。その理由は、渋滞予測システム１０が、予測式を用いて、予測対象地点における予測対象時刻の交通状態を予測し、渋滞判定情報と、予測した交通状態と、をもとに、当該予測対象地点において当該予測対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定するためである。
【００９１】
これにより、予測式により表される、空間的、時間的な交通状態間の相関関係を用いて、予測対象地点における予測対象時刻の交通状態を、空間的、時間的に高精度で予測できる。したがって、過去の同じ状況において渋滞が発生していなくても、予測した交通状態をもとに、渋滞の有無を、空間的、時間的に高精度に判定できる。
【００９２】
また、渋滞予測システム１０は、予測式、及び、渋滞判定情報を、交通状態に影響する周辺情報の組み合わせである、交通パターン毎に生成し、予測対象時刻の周辺情報に対応する予測式、及び、渋滞判定情報を用いて、渋滞の有無を判定する。したがって、渋滞の有無を、より高精度に判定できる。
【００９３】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００９４】
この出願は、２０１５年８月２７日に出願された日本出願特願２０１５−１６７３９７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００９５】
１０    渋滞予測システム
１０１    ＣＰＵ
１０２    記憶デバイス
１０３    入出力デバイス
１０４    通信デバイス
１１    情報収集部
１３    学習用ＤＢ
１４    予測用ＤＢ
１５    予測器管理部
１５１    予測式学習部
１５２    予測式格納部
１５３    交通パターン格納部
１６    ダイアグラム管理部
１６１    ダイアグラム学習部
１６２    ダイアグラム格納部
１７    交通状態予測部
１８    渋滞判定部
１９    情報提供部
【図１】
2017033443.tif 000004
【図２】
2017033443.tif 000005
【図３】
2017033443.tif 000006
【図４】
2017033443.tif 000007
【図５】
2017033443.tif 000008
【図６】
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【図７】
2017033443.tif 000010
【図８】
2017033443.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2017033443.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2017033443.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月25日(2017.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測する交通状態予測手段と、
前記対象地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかを判定するための閾値を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、渋滞判定手段と、
備えた、渋滞予測システム。
【請求項２】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記交通状態予測手段は、前記対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記渋滞判定手段は、前記対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
請求項１に記載の渋滞予測システム。
【請求項３】
さらに、前記１以上の地点の交通状態、及び、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、当該１以上の地点の交通状態から当該対象地点における交通状態を予測する予測式を生成する、予測式学習手段、を備える、
請求項１または２に記載の渋滞予測システム。
【請求項４】
さらに、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、前記対象地点の渋滞判定情報を生成する、渋滞判定情報学習手段、を備える、
請求項１乃至３のいずれかに記載の渋滞予測システム。
【請求項５】
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、
前記対象地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかを判定するための閾値を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、
渋滞予測方法。
【請求項６】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記対象地点における前記対象時刻の交通状態を予測する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記対象地点において前記対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
請求項５に記載の渋滞予測方法。
【請求項７】
さらに、前記１以上の地点の交通状態、及び、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、当該１以上の地点の交通状態から当該対象地点における交通状態を予測する予測式を生成する、
請求項５または６に記載の渋滞予測方法。
【請求項８】
さらに、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、前記対象地点の渋滞判定情報を生成する、
請求項５乃至７のいずれかに記載の渋滞予測方法。
【請求項９】
コンピュータに、
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、
前記対象地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかを判定するための閾値を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、
処理を実行させるプログラムを格納する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記対象地点における前記対象時刻の交通状態を予測する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記対象地点において前記対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
処理を実行させる、請求項９に記載のプログラムを格納する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月7日(2018.2.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測する交通状態予測手段と、
前記対象地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかを判定するための閾値を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、渋滞判定手段と、
を備えた、渋滞予測システム。
【請求項２】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記交通状態予測手段は、前記対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記渋滞判定手段は、前記対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
請求項１に記載の渋滞予測システム。
【請求項３】
さらに、前記１以上の地点の交通状態、及び、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、当該１以上の地点の交通状態から当該対象地点における交通状態を予測する予測式を生成する、予測式学習手段、を備える、
請求項１または２に記載の渋滞予測システム。
【請求項４】
さらに、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、前記対象地点の渋滞判定情報を生成する、渋滞判定情報学習手段、を備える、
請求項１乃至３のいずれかに記載の渋滞予測システム。
【請求項５】
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、
前記対象地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかを判定するための閾値を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、
渋滞予測方法。
【請求項６】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記対象地点における前記対象時刻の交通状態を予測する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記対象地点において前記対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
請求項５に記載の渋滞予測方法。
【請求項７】
さらに、前記１以上の地点の交通状態、及び、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、当該１以上の地点の交通状態から当該対象地点における交通状態を予測する予測式を生成する、
請求項５または６に記載の渋滞予測方法。
【請求項８】
さらに、前記対象地点における交通状態の時系列をもとに、前記対象地点の交通状態と渋滞状態との関係を示す渋滞判定情報を生成する、
請求項５乃至７のいずれかに記載の渋滞予測方法。
【請求項９】
コンピュータに、
１以上の地点の交通状態から対象地点における交通状態を予測する予測式を用いて、前記対象地点における対象時刻の交通状態を予測し、
前記対象地点の交通状態が渋滞状態であるかどうかを判定するための閾値を示す渋滞判定情報と、前記予測した当該対象地点における前記対象時刻の交通状態と、をもとに、当該対象地点において当該対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する、
処理を実行させるプログラム。
【請求項１０】
前記対象地点の予測式、及び、渋滞判定情報は、当該対象地点の交通状態に影響する、周辺情報の組み合わせごとに生成され、
前記対象地点における前記対象時刻の交通状態を予測する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する予測式を用いて、交通状態を予測し、
前記対象地点において前記対象時刻に渋滞が発生するかどうかを判定する場合、当該対象地点の周辺情報の組み合わせに対応する渋滞判定情報を用いて、渋滞が発生するかどうかを判定する、
処理を実行させる、請求項９に記載のプログラム。
【国際調査報告】
2017033443.tif 000016
2017033443.tif 000017