(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路区間を車両が通行する場合の旅行時間を算出する装置であって、
前記道路区間を通行する１又は複数のプローブ車両のプローブ情報と、前記道路区間の区間長と、前記道路区間の交差点の信号制御パラメータとを取得する取得部と、
取得したプローブ情報に基づいて前記道路区間の実勢速度を推定し、推定した実勢速度と取得した区間長及び信号制御パラメータとから、前記道路区間の旅行時間を算出するデータ処理部と、を備えており、
前記道路区間には、系統制御中であるサブエリア内の複数のリンクを有する複数の系統区間と、これらを繋ぐ境界リンクとを有する路線が含まれており、
前記データ処理部は、前記境界リンクのリンク旅行時間と、複数の前記系統区間の区間旅行時間との和により、前記路線の路線旅行時間を算出することを特徴とする旅行時間算出装置。
【請求項２】
前記道路区間には、所定の交差点に流入するリンクが含まれており、
前記データ処理部は、推定した実勢速度と、取得したリンク長とから前記リンクの走行に要するリンク走行時間を算出し、
取得した信号制御パラメータに含まれる前記交差点の赤時間とサイクル長とから、当該交差点における平均信号待ち時間を算出し、
算出したリンク走行時間と平均信号待ち時間とから、前記リンクのリンク旅行時間を算出する請求項１に記載の旅行時間算出装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、前記交差点の平均信号待ち時間をＴｗ、赤時間をＲ、サイクル長をＣとした場合に、次式を用いて平均信号待ち時間Ｔｗを算出する請求項２に記載の旅行時間算出装置。
Ｔｗ＝Ｒ２／２Ｃ
【請求項４】
前記道路区間には、系統制御中であるサブエリア内の複数のリンクを有する系統区間が含まれており、
前記データ処理部は、推定した実勢速度で前記車両が走行すると仮定して、前記系統区間の始点を異なる時刻で出発した前記車両が当該系統区間の終点に到着するまでの所要時間をシミュレートし、その結果得られた複数の所要時間に基づいて、前記系統区間の区間旅行時間を算出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の旅行時間算出装置。
【請求項５】
前記データ処理部は、前記道路区間が閑散でない場合は、請求項２〜４において算出した旅行時間に更に渋滞内滞在時間を加えた時間を、当該道路区間の渋滞時の旅行時間とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の旅行時間算出装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記道路区間が前記リンクである場合は、取得したリンク長を推定した実勢速度で割った商に前記交差点の赤時間を加えることにより、閑散時の最大リンク旅行時間を算出し、
前記プローブ車両の実測リンク旅行時間から閑散時の最大リンク旅行時間を引くことにより、前記リンクの渋滞内滞在時間を算出する請求項５に記載の旅行時間算出装置。
【請求項７】
前記データ処理部は、前記リンクが閑散でないか否かの判定を、前記プローブ車両の実測リンク旅行時間が閑散時の最大リンク旅行時間よりも大きいか否かによって行う請求項６に記載の旅行時間算出装置。
【請求項８】
前記データ処理部は、前記道路区間が前記系統区間である場合は、シミュレートの結果得られた複数の前記所要時間のうちの最大時間を閑散時の最大区間旅行時間とし、
前記プローブ車両の実測区間旅行時間から閑散時の最大区間旅行時間を引くことにより、前記系統区間の渋滞内滞在時間を算出する請求項５に記載の旅行時間算出装置。
【請求項９】
前記データ処理部は、前記系統区間が閑散でないか否かの判定を、前記プローブ車両の実測区間旅行時間が閑散時の最大区間旅行時間よりも大きいか否かによって行う請求項８に記載の旅行時間算出装置。
【請求項１０】
道路区間を車両が通行する場合の旅行時間を算出する方法であって、
前記道路区間を通行する１又は複数のプローブ車両のプローブ情報と、前記道路区間の区間長と、前記道路区間の交差点の信号制御パラメータとを取得する第１ステップと、
取得したプローブ情報に基づいて前記道路区間の実勢速度を推定する第２ステップと、
推定した実勢速度と取得した区間長及び信号制御パラメータとから、前記道路区間の旅行時間を算出する第３ステップとを含み、
前記道路区間に、系統制御中であるサブエリア内の複数のリンクを有する複数の系統区間と、これらを繋ぐ境界リンクとを有する路線が含まれる場合に、前記第３ステップにおいて、前記境界リンクのリンク旅行時間と、複数の前記系統区間の区間旅行時間との和により、前記路線の路線旅行時間を算出することを特徴とする旅行時間算出方法。
【請求項１１】
道路区間を車両が通行する場合の旅行時間を算出する処理を、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記道路区間を通行する１又は複数のプローブ車両のプローブ情報と、前記道路区間の区間長と、前記道路区間の交差点の信号制御パラメータとを取得する第１ステップと、
取得したプローブ情報に基づいて前記道路区間の実勢速度を推定する第２ステップと、
推定した実勢速度と取得した区間長及び信号制御パラメータとから、前記道路区間の旅行時間を算出する第３ステップと、を含み、
前記道路区間に、系統制御中であるサブエリア内の複数のリンクを有する複数の系統区間と、これらを繋ぐ境界リンクとを有する路線が含まれる場合に、前記第３ステップにおいて、前記境界リンクのリンク旅行時間と、複数の前記系統区間の区間旅行時間との和により、前記路線の路線旅行時間を算出することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路区間を車両が通行する場合の旅行時間を算出する装置及び方法と、その算出処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の道路区間を車両が通行するのに必要な時間（旅行時間）を算出し、その結果を車両のドライバーに提供する情報提供サービスが既に行われている。
かかる旅行時間は、複数の所定位置の交通状況を道路に設置した車両感知器で地点観測し、観測した交通状況のデータ（車両台数や通過時刻など）に基づいて推定するのが一般的である。しかし、この推定方法では、広範囲の旅行時間をドライバーに提供するには多数の車両感知器を設置する必要があり、コストの負担が大きくなるという問題がある。
【０００３】
そこで、位置、速度及び時刻などを含むプローブ情報（走行軌跡情報）を外部に送信可能なプローブ車両に道路区間を実際に走行させ、そのプローブ車両から受信したプローブ情報を用いて旅行時間を算出する方法が既に行われている。
このプローブ情報を利用した旅行時間は、通常、所定周期（例えば１秒）で収集された車両位置を道路区間（例えばリンク）と対応づけ、プローブ車両が道路区間の始点を通過した時刻と終点を通過した時刻との差分によって算出される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９６２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の旅行時間の算出方法では、１つのプローブ情報のみでは誤差が大きいことから、同じ時間帯に得られた複数のプローブ情報に基づく旅行時間の平均値（平均旅行時間）を、当該道路区間の旅行時間としている。
しかし、現状では、プローブ車両の台数がそれほど多くないので、同じ時間帯の同じ道路区間について、それほど多数のプローブ情報を取得できる訳ではない。
【０００６】
このため、幾つかのプローブ車両から得られた通過時刻差よりなる旅行時間を単純に平均しても、その平均旅行時間のばらつきが大きくなり、平均旅行時間が実際の旅行時間と乖離した平均旅行時間となる可能性がある。
特に閑散時においては、交差点における信号待ち停止による遅延がプローブ車両によって生じたり生じなかったりし、プローブ車両から得られる旅行時間のばらつきが無視できないほど大きくなり平均旅行時間の精度が低下する。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、プローブ情報のデータ数が少ない場合でも、旅行時間を精度よく算出できる旅行時間算出装置等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】
【０００８】
（１）  本発明の旅行時間算出装置は、道路区間を通行する１又は複数のプローブ車両のプローブ情報と、前記道路区間の区間長と、前記道路区間の交差点の信号制御パラメータとを取得する取得部と、取得したプローブ情報に基づいて前記道路区間の実勢速度を推定し、推定した実勢速度と取得した区間長及び信号制御パラメータとから、前記道路区間の旅行時間を算出するデータ処理部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の旅行時間算出装置によれば、データ処理部が、取得したプローブ情報に基づいて道路区間の実勢速度を推定し、推定した実勢速度と取得した区間長及び信号制御パラメータとから、道路区間の旅行時間を算出するので、プローブ情報のデータ数が少ない場合でも、旅行時間を精度よく算出することができる。
その理由は、道路区間の実勢速度は、交差点での信号待ちの要素を含まない、主として道路構造に依存する速度であるから、プローブ情報のデータ数が少なくても、所定期間に蓄積した複数のプローブ情報などから精度よく推定できるからである。
【００１０】
（２）（３）  本発明の旅行時間算出装置において、前記道路区間に、所定の交差点に流入するリンクが含まれる場合は、前記データ処理部は、推定した実勢速度と、取得したリンク長とから前記リンクの走行に要するリンク走行時間を算出し、取得した信号制御パラメータに含まれる前記交差点の赤時間とサイクル長とから、当該交差点における平均信号待ち時間を算出し、算出したリンク走行時間と平均信号待ち時間とから、前記リンクのリンク旅行時間を算出する。
【００１１】
具体的には、前記データ処理部は、前記交差点の平均信号待ち時間をＴｗ、赤時間をＲ、サイクル長をＣとした場合に、次式を用いて平均信号待ち時間Ｔｗを算出する。
Ｔｗ＝Ｒ２／２Ｃ
この場合、リンク走行時間は、実勢速度から算出された精度が高い時間であり、平均信号待ち時間は、交差点の赤時間とサイクル長さえ分かれば、上記の式により比較的正確に算出できるので、これらの時間から算出するリンク旅行時間も精度のよいものとなる。
【００１２】
（４）  また、本発明の旅行時間算出装置において、前記道路区間に、系統制御中であるサブエリア内の複数のリンクを有する系統区間が含まれる場合は、前記データ処理部は、推定した実勢速度で前記車両が走行すると仮定して、前記系統区間の始点を異なる時刻で出発した前記車両が当該系統区間の終点に到着するまでの所要時間をシミュレートし、その結果得られた複数の所要時間に基づいて、前記系統区間の区間旅行時間を算出する。
【００１３】
その理由は、系統区間の場合には、系統制御によって系統区間内の交差点で信号待ちしない場合があるので、上述の（２）及び（３）で求めたリンクのリンク旅行時間を単純に合計したものを系統区間の区間旅行時間とするよりも、上記シミュレートによって得られた複数の所要時間に基づいてその区間旅行時間を算出した方が、系統区間における車両通行の実態を反映した、より正確な区間旅行時間が得られるからである。
【００１４】
（５）  本発明の旅行時間算出装置において、前記道路区間に、系統制御中であるサブエリア内の複数のリンクを有する複数の系統区間と、これらを繋ぐ境界リンクとを有する路線が含まれる場合は、前記データ処理部は、前記境界リンクのリンク旅行時間と、複数の前記系統区間の区間旅行時間との和により、前記路線の路線旅行時間を算出する。
その理由は、境界リンクでは系統制御が行われないため信号待ちが生じる可能性が高いので、リンク旅行時間と区間旅行時間の和を路線旅行時間とすべきだからである。
【００１５】
（６）  本発明の旅行時間算出装置において、信号機での停止時間や実勢速度で走行した巡航時間を除いた、渋滞に起因する遅れ時間を「渋滞内滞在時間」と定義すると、前記データ処理部は、前記道路区間が閑散でない場合は、上述の（２）〜（５）で算出した旅行時間に更に渋滞内滞在時間を加えた時間を、当該道路区間の渋滞時の旅行時間とする。
その理由は、実勢速度に依拠する上述の（２）〜（５）の旅行時間は、道路区間が閑散であることを前提とするので、道路区間の渋滞時の旅行時間は、（２）〜（５）の旅行時間に更に渋滞内滞在時間を加算したものと見なせるからである。
【００１６】
（７）  そこで、道路区間の渋滞内滞在時間をどのように算出するかがが問題となる。具体的には、例えば、前記データ処理部は、前記道路区間が前記リンクである場合は、取得したリンク長を推定した実勢速度で割った商に前記交差点の赤時間を加えることにより、閑散時の最大リンク旅行時間を算出し、前記プローブ車両の実測リンク旅行時間から閑散時の最大リンク旅行時間を引くことにより、前記リンクの渋滞内滞在時間を算出する。
【００１７】
その理由は、プローブ車両の実測リンク旅行時間が得られた時点において、それが閑散時の最大リンク旅行時間よりも大きい場合には、そのリンク内で渋滞が発生していると推定できるからである。
（８）  従って、この場合、前記データ処理部は、前記リンクが閑散でないか否かの判定を、前記プローブ車両の実測リンク旅行時間が閑散時の最大リンク旅行時間よりも大きいか否かによって行うことができる。
【００１８】
（９）  また、前記データ処理部は、前記道路区間が前記系統区間である場合は、シミュレートの結果得られた複数の前記所要時間のうちの最大時間を閑散時の最大区間旅行時間とし、前記プローブ車両の実測区間旅行時間から閑散時の最大区間旅行時間を引くことにより、前記系統区間の渋滞内滞在時間を算出する。
【００１９】
その理由は、プローブ車両の実測区間旅行時間が得られた時点で、それが閑散時の最大区間旅行時間よりも大きい場合には、その系統区間内で渋滞が発生していると推定できるからである。
（１０）  従って、この場合、前記データ処理部は、前記系統区間が閑散でないか否かの判定を、前記プローブ車両の実測区間旅行時間が閑散時の最大区間旅行時間よりも大きいか否かによって行うことができる。
【００２０】
（１１）  本発明の旅行時間算出方法は、上述の（１）〜（１０）に記載の本発明装置が行う算出方法である。従って、本発明の旅行時間算出方法は、上述の（１）〜（１０）に記載した本発明装置と同様の作用効果を奏する。
（１２）  本発明のコンピュータプログラムは、上述の（１）〜（１０）に記載した本発明装置の処理をコンピュータに実行させるものである。従って、本発明のコンピュータプログラムは、上述の（１）〜（１０）に記載の本発明装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２１】
以上の通り、本発明によれば、プローブ情報のデータ数が少ない場合でも、旅行時間を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】交通情報処理システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】センタ装置の機能ブロック図である。
【図３】データ処理部が旅行時間を求める道路区間の一例を示す説明図である。
【図４】交差点手前の待ち行列と車両の走行軌跡を示すグラフである。
【図５】系統区間の区間旅行時間のシミュレート方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔用語の定義〕
本発明の実施形態を説明するに当たり、まず、本明細書で用いる用語の定義を行う。
「車両」：道路を通行する車両全般、具体的には、道路交通法上の車両のことをいう。同法上の車両には、自動車、原動機付自転車、軽車両及びトロリーバスが含まれる。本実施形態では、単に「車両」というときは、プローブ情報を送信可能な車載機を有するプローブ車両と、その車載機を有しない車両の双方を含む。
【００２４】
「車両感知器」：道路を走行する車両の存在を定位置で１台ずつ検出する路側センサのことをいう。例えば、直下を通行する車両を超音波で感知する超音波式の車両感知器や、車両通過時の温度変化から車両の通過を感知する温度式の車両感知器や、インダクタンス変化で車両を感知する道路に埋め込まれたループコイル等がこれに該当する。
「感知信号」：道路の所定位置に設置された車両感知器が、１台の車両を検出した時に出力するパルス信号のことをいう。従って、複数台の車両が車両感知器を通過した場合には、各車両に対応する感知信号が時系列に出力される。
【００２５】
「プローブ情報」：実際に道路を走行するプローブ車両の車載装置から得られる車両に関する各種情報のことをいう。プローブデータ或いはフローティングカーデータと称されることもある。車両ＩＤ、車両位置、車両速度、車両方位及びこれらの発生時刻などのデータがこれに含まれる。
車両位置と時刻が分かれば車両速度を算出できるので、プローブ情報には車両位置と時刻が含まれておれば足りるが、後述の実勢速度をより正確に算出するには、所定時刻ごとに計測された車両速度がプローブ情報に含まれていることが好ましい。
【００２６】
「信号制御パラメータ」：一般には、サイクル長、スプリット及びオフセットのことをいうが、本実施形態では、交差点の信号灯色を切り替えるタイミング情報（各灯色の開始時刻及び表示時間）のうち、少なくとも赤時間（赤開始時刻とその表示時間）が含まれるものとする。
「サイクル長」：交通信号機の青（又は赤）開始時刻から次の青（又は赤）開始時刻までの１サイクルの時間のことをいう。
【００２７】
「スプリット」：各現示に割り当てられる時間（青信号時間や赤信号時間等）のサイクル長に対する割合のことをいう。
「オフセット」：隣接する交差点間の青信号開始時刻のずれのことをいう。１サイクルの時間に対するパーセント又は秒で表される。
【００２８】
「待ち行列」：信号待ちなどのために、交差点の手前で停止している車両の行列のことをいう。
「交差点の渋滞」：交差点の手前にできた待ち行列が１回の青信号時間で捌けない状況のことをいう。従って、１回の青信号時間で信号待ち行列が捌ける場合は、当該交差点では「渋滞」が生じていない。
【００２９】
「停止波」：赤信号になると信号待ち行列が発生し、行列の長さが時間とともに増大する。この待ち行列長さを長くする伝達波のことを停止波という。
「発進波」：信号待ち行列の発生中に青信号に切り替わると、交差点に近い前方の車両から順に発進し始める。この信号待ち車両が発進する時の伝達波を発進波という。
「発進波速度」：発進波の伝搬速度のことをいう。すなわち、発進波遅れを車両停止位置の一次関数で定義した場合の、当該一次関数の傾きのことである。
【００３０】
「道路区間」：道路上の任意の地点から別の任意の地点までの区間のことをいう。本実施形態では、道路区間の例として、次の路線、系統区間及びリンクを想定している。
「路線」：複数の系統区間を含む道路区間のことをいう。隣接する系統区間の間には、系統制御が行われない境界リンクが含まれる。
「系統区間」：後述する系統制御を行う道路区間のことをいう。系統区間には、概ね３〜５つ程度のリンクが含まれる。
【００３１】
「リンク」：交差点などのノード間を繋ぐ、上り又は下りの方向を有する道路区間のことをいう。ある交差点から見て、当該交差点に向かって流入する方向のリンクのことを流入リンクといい、ある交差点から見て、当該交差点から流出する方向のリンクのことを流出リンクという。
【００３２】
「サブエリア」：共通のサイクル長で信号制御される交通信号機が設置された１又は複数の交差点が含むように区分けされたエリアのことをいう。
「系統制御」：サブエリア内に設定した一連の系統区間に含まれる交差点間の交通信号機のオフセットを調節することにより、系統区間の特定方向を青信号で通過し易くしたり（優先オフセット）、逆に赤信号で停止し易くしたりする制御のことをいう。
【００３３】
「リンク旅行時間」：リンクの旅行時間のことをいう。
「区間旅行時間」：系統区間の旅行時間のことをいう。
「路線旅行時間」：路線の旅行時間のことをいう。
「実測旅行時間」：１台のプローブ車両のプローブ情報に含まれる位置と時刻に基づいて算出された、任意の地点間の通過時刻差よりなる旅行時間のことをいう。本実施形態では、実測旅行時間として、リンクに関する「実測リンク旅行時間」と、系統区間に関する「実測路線旅行時間」を用いる場合がある。
【００３４】
「実勢速度」：ある道路区間を車両が実際に走行する場合に、大方の車両で計測されると推定される走行速度のことをいう。
従って、ある道路区間の実勢速度は、交差点における信号待ちの要素を含まない、主として道路幅員や傾斜度などの道路構造に依存する速度であり、概ねその道路区間の規制速度に対して＋１０ｋｍ／ｈ程度の速度であるとされている。後述の通り、本実施形態では、この実勢速度を、複数のプローブ車両から得られたプローブ情報から推定する。
【００３５】
〔交通情報処理システム〕
図１は、本発明の実施形態に係る交通情報処理システム２０の全体構成を示す概略図である。
本実施形態の交通情報処理システム２０では、少なくとも車両位置とその位置の通過時刻のデータを含むプローブ情報を、プローブ車両１からセンタ装置５が収集し、収集したプローブ情報にデータ処理を施すことにより、道路区間の旅行時間、渋滞状況及び最適経路などの交通情報を提供するサービスが行われる。
【００３６】
図１に示すように、交通情報処理システム２０は、プローブ車両１に搭載された車載機２と、基地局４と、センタ装置５とを備えている。
車載機２と基地局４の間では、無線通信が可能であり、基地局４とセンタ装置５との間では、所定の通信回線６を介して有線通信が可能である。ただし、基地局４とセンタ装置５との間の通信も無線通信であってもよい。
【００３７】
車載機２は、車速センサ、方位センサ、ＧＰＳ受信機、メモリ、及びタイマなどを有する。車載機２は、プローブ車両１のプローブ情報を所定時間ごと又は一定走行距離ごとに収集し、メモリに蓄積する。
車載機２には、携帯電話やスマートフォン等よりなる通信装置３が接続され、メモリに蓄積されたプローブ情報を、通信装置３を介して外部に送信することができる。プローブ車両１から送信されたプローブ情報は、基地局４を介してセンタ装置５に送られる。
【００３８】
プローブ車両１がプローブ情報を送信するタイミングは任意であるが、本実施形態では、搭乗者がセンタ装置５に交通情報の提供サービスの送信を要求する際に、車載機２で蓄積されたプローブ情報を送信する。すなわち、搭乗者が、渋滞状況の提供を受けることを希望すると、通信装置３を操作してサービスの要求信号をセンタ装置５に送信する。この際、通信装置３は、要求信号の送信時点でメモリに蓄積されているプローブ情報を、その要求信号と併せてセンタ装置５に送信される。
【００３９】
〔センタ装置の構成〕
図２は、センタ装置５の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
図２に示すように、センタ装置５は、送受信部１０、データ処理部１１、記憶部１２及びデータベース１３，１４を備えている。
送受信部１０は、基地局４とデータ処理部１１との間で、プローブ情報や渋滞状況などの各種のデータを送受信する。
【００４０】
データ処理部１１は、プログラマブルなコンピュータ装置よりなる。記憶部１２は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体よりなり、データ処理部１１を「旅行時間算出装置」として機能させるためのコンピュータプログラム１５を記憶している。
データベース１３には、プローブ車両１から受信したプローブ情報が格納される。データベース１４には、地図データが格納されている。地図データには、センタ装置５の管轄エリアに属するリンク及びノードの位置やそれらの識別番号などのデータが含まれる。
【００４１】
本実施形態のセンタ装置５は、複数の交通信号制御機を制御する交通管制機能も有しており、送受信部１０は、管轄エリア内の車両感知器や交通信号制御機（図示せず）とも、通信回線６を介して通信可能に接続されている。
センタ装置５のデータ処理部１１は、送受信部１０が受信した車両感知器の感知信号に基づいて、系統制御その他の交通感応制御を行い、この制御の結果生成した各交差点の信号制御パラメータを、データベース１４に記録するとともに送受信部１０を通じて交通信号制御機に送信する。
【００４２】
データ処理部１１は、後述の旅行時間の算出処理を行う際に、その算出処理に必要なプローブ情報、道路区間の区間長（リンク長など）及び信号制御パラメータを、それぞれデータベース１３，１４から読み出し、読み出したそれらのデータをいったん記憶部１２のメモリに記憶させる。
従って、センタ装置５の記憶部１２は、上記プローブ情報、区間長及び信号制御パラメータを、データベース１３，１４から取得するための取得部として機能する。
【００４３】
〔旅行時間を求める道路区間〕
図３は、データ処理部１１が旅行時間を求める道路区間の一例を示す説明図である。
図３に示すように、データ処理部１１が旅行時間を求める道路区間には、リンクＬｉ（ｉ＝１，２，……）、系統区間Ｓｊ（ｊ＝１，２，……）及び路線ＲＴが含まれる。
各系統区間Ｓｊには、複数（図例では４つ）のリンクＬｉが含まれており、互いに隣接する系統区間Ｓ１〜Ｓ３の間は境界リンクＬ５，Ｌ９で接続されている。
【００４４】
路線ＲＴは、複数の系統区間Ｓ１，Ｓ２……と、それらの間を繋ぐ境界リンクＬ５，Ｌ９とを含む集合体よりなる。
図３の例では、任意のノードｎに対して左側から流入する流入リンクＬｉに着目しているが、任意のノードｎに対して右側から流入する流入リンクであってもよい。また、図３に示す系統区間Ｓｉの形状は一時的なものであり、時間帯に応じて行われるサブエリアの分割や結合により、系統区間Ｓｉの形状や内部のノード数が変更され得る。
【００４５】
ここで、本実施形態のデータ処理部１１が旅行時間の算出処理に用いる、道路区間に関するパラメータの定義を列挙すると、次の通りである。
ＴＬ：リンクＬｉの閑散時のリンク旅行時間
ＪＬ：リンクＬｉの渋滞時のリンク旅行時間
ＤＬ：リンクＬｉの道程距離（リンク長）
Ｃ：リンクＬｉのサイクル長
Ｒ：リンクＬｉの赤時間
【００４６】
ＴＳ：系統区間Ｓｊの閑散時の旅行時間
ＪＳ：系統区間Ｓｊの渋滞時の旅行時間
ＤＳ：系統区間Ｓｊの道程距離（区間長）
ＶＳｍ：系統区間Ｓｊにおいて複数のプローブ情報から推定した実勢速度
ＴＲ：路線ＲＴの閑散時の旅行時間
ＪＲ：路線ＲＴの渋滞時の旅行時間
【００４７】
〔閑散時の旅行時間の算出処理〕
（実勢速度の推定）
センタ装置５のデータ処理部１１は、道路区間Ｌｉ，Ｓｊ，ＲＴの閑散時の旅行時間を算出するための基礎データとして、系統区間Ｓｊの実勢速度ＶＳｍを推定する。なお、以下においては、添え字ｉ，ｊがいずれも「１」である系統区間Ｓ１及びリンクＬ１についての旅行時間の算出処理を説明するが、その他の系統区間Ｓ２，Ｓ３，……やリンクＬ２，Ｌ３，……の旅行時間の算出処理も同様に行われる。
【００４８】
データ処理部１１は、車両位置が系統区間Ｓ１を通過している複数のプローブ情報をデータベース１３から読み出し、そのプローブ情報から特定される複数の車両速度の統計値（例えば９０パーセンタイル値）を、当該系統区間Ｓ１における実勢速度ＶＳｍであると推定する。
なお、データ処理部１１は、プローブ情報が得られた曜日や日時別の時間帯ごとに、系統区間Ｓ１の実勢速度ＶＳｍを推定する。
【００４９】
（閑散時のリンク旅行時間）
閑散時の車両走行において、旅行時間を遅らせる主な要因は交差点における信号待ちである。従って、閑散時の道路区間の場合には、その道路区間に含まれるリンクＬ１の旅行時間ＴＬは、次式の右辺の２つの項に分離して考えるのが合理的である。
リンク旅行時間ＴＬ＝「リンク走行時間」＋「平均信号待ち時間」
そこで、本実施形態では、データ処理部１１は、上記の式を用いてリンクＬ１について閑散時のリンク旅行時間ＴＬを算出する。
【００５０】
上記の式において、右辺第１項の「リンク走行時間」は、車両がリンクＬ１の全道程を信号待ちなしで走行した場合の走行時間であり、この走行時間は、「ＤＬ／ＶＳｍ」で算出することができる。
また、右辺第２項の「平均信号待ち時間」（＝「Ｔｗ」とする。）は、リンクＬ１が下流交差点のノードにおいて信号待ち停止する場合の平均時間であり、この待ち時間Ｔｗは、「Ｒ２／２Ｃ」で算出することができる。以下、図４を用いて、その理由を説明する。
【００５１】
図４は、交差点手前の待ち行列と車両の走行軌跡を示すグラフである。
図４において、横軸は時刻（秒）、縦軸は交差点の停止線からの距離（ｍ）を表し、「Ｇ」、「Ｒ」及び「Ｙ」は、それぞれ交差点の青時間、赤時間及び黄時間を表す。
図４中に縦ハッチングを施したほぼ三角の領域は、１サイクル中の赤信号で形成される待ち行列である。この領域の図示左側の傾斜辺ＳＬは、待ち行列に進入した車両の停止位置であり、車両はまず赤開始時点近傍（黄信号を含んでもよい）の待ち行列の末尾に加わって停止する。
【００５２】
三角形状の領域の図示右側の傾斜辺ＳＲは、青信号になって交差点から発進する車両の発進位置を表す。青信号になると、車両は待ち行列の先頭から発進する。それらの停止及び発進位置は、それぞれ時間とともに上流側へ延びる伝搬速度を有する。この伝搬速度（傾斜辺ＳＬ，ＳＲの傾き）が前記停止波及び発進波である。
センタ装置５のデータ処理部１１は、交差点ごとの停止波と発進波の速度についても、データベース１３に記録している。
【００５３】
ここで、停止波と発進波で囲まれた三角領域の面積は、１サイクルの赤信号で停止する車両台数を表すから、交差点に一様に到着する単位時間当たりの車両台数をＮ（台／秒）とすると、交差点での平均待ち時間Ｔｗは、三角領域の面積をＣ×Ｎで割った値となる。
すなわち、平均待ち時間Ｔｗは次式によって算出することができる。
Ｔｗ＝（１／２）×Ｒ×Ｒ×Ｎ／（Ｃ×Ｎ）
＝Ｒ２／２Ｃ
【００５４】
そこで、データ処理部１１は、次式によりリンク旅行時間ＴＬを算出する。
ＴＬ＝「リンク走行時間」＋「平均信号待ち時間」
＝ＤＬ／ＶＳｍ＋Ｒ２／２Ｃ
データ処理部１１は、系統区間Ｓ１に含まれる単一のリンクＬ１や、それに含まれない単一のリンクＬ５，Ｌ１０のリンク旅行時間ＴＬが必要な場合に、上記の式を用いてリンク旅行時間ＴＬを算出し、算出した旅行時間ＴＬをデータベース１４に記憶させる。
【００５５】
（閑散時の区間旅行時間）
一方、系統区間Ｓ１の場合には、系統制御によって車群が形成されるため、閑散時における車両の交差点への到着が一様であるとの仮定が成り立たない。
すなわち、系統区間Ｓ１では、全区間でスルーバンドが通る優先オフセットが実行されたり、特定の交差点で停止し易いオフセットが実行されたりするので、系統区間Ｓ１を通行する車両が、各々の交差点において信号待ちで停止するとは限らない。
【００５６】
従って、系統区間Ｓ１に含まれるリンクＬ１〜Ｌ４について、上述の単一リンク用の算出処理でそれぞれリンク旅行時間ＴＬを算出し、個々のリンク旅行時間ＴＬを単純に合計する方法では、必ずしも系統区間Ｓ１の実際の旅行時間を反映しているとは言えない。
そこで、データ処理部１１は、車両が系統区間Ｓ１を実勢速度ＶＳｍで走行すると仮定して、系統区間Ｓ１の始点を異なる時刻で出発した車両が系統区間Ｓ１の終点に到着するまでの所要時間をシミュレートし、その結果得られた複数の所要時間から、系統区間Ｓ１の閑散時の区間旅行時間ＴＳを算出する。
【００５７】
図５は、系統区間Ｓ１の区間旅行時間ＴＳのシミュレート方法を示す説明図である。
図５において、横軸は系統区間Ｓ１の距離（ｍ）を表し、縦軸は時刻（秒）を表している。また、Ａ１〜Ａ４は、系統区間Ｓ１に含まれる交差点を示し、Ｐ１，Ｐ２は、系統区間Ｓ１の始点及び終点を示している。
データ処理部１１は、まず、データベース１４から読み出した交差点Ａ１〜Ａ４の信号制御パラメータに基づいて、系統区間Ｓ１についてのオフセット図（図５）を生成する。
【００５８】
次に、データ処理部１１は、１サイクルＣの時間長を所定間隔で当分して、始点Ｐ１についての仮想の通過時刻ｔｋ（ｋ＝１，２，……ｎ）を生成する。
そして、データ処理部１１は、始点Ｐ１を通過時刻ｔｋに出発した仮想の車両が、系統区間Ｓ１を実勢速度ＶＳｍで走行した場合に、交差点Ａ１〜Ａ４の赤時間に遭遇するか否かを判定し、遭遇しない場合は交差点を下流側にスルーさせ、遭遇する場合は交差点を青開始時点に実勢速度ＶＳｍで再発進することとして、終点Ｐ２への到着時刻を求める。
【００５９】
図５の例では、各々の通過時刻ｔｋ（ｋ＝１，２，……ｎ）に始点Ｐ１を出発した仮想の車両が、系統区間Ｓ１を実勢速度ＶＳｍで走行すると、２種類の到着時刻ｔｘ，ｔｙに終点Ｐ２を到着するようになっている。
そこで、データ処理部１１は、時刻ｔｋに出発しかつ時刻ｔｘに到着した仮想の車両の場合は、（ｔｘ−ｔｋ）を系統区間Ｓ１の通行に要する所要時間とし、時刻ｔｋに出発しかつ時刻ｔｙに到着した仮想の車両の場合は、（ｔｙ−ｔｋ）をその所要時間とする。
【００６０】
そして、データ処理部１１は、上記のシミュレートによって得られた複数の所要時間に所定の統計処理を行った時間値を、系統区間Ｓ１の区間旅行時間ＴＳとする。
例えば、データ処理部１１は、平均値を採用する場合は、ｎ個の所要時間の合計値をｎで割った平均値を区間旅行時間ＴＳとし、中間値を採用する場合は、ｎ個の所要時間のうちの最大値と最小値の半分の値を区間旅行時間ＴＳとする。
【００６１】
なお、交差点Ａ１〜Ａ４において赤信号で停止した車両は、次に青信号になった時にいきなり実勢速度ＶＳｍで走行することはできず、例えば図５に破線で示すように、所定の加速時間を経てから実勢速度ＶＳｍに達すると考えられる。
そこで、系統区間Ｓ１の走行に必要な所要時間をシミュレートする場合に、上記の加速時間を考慮して到着時間ｔｘ，ｔｙを求めることにすれば、所要時間を正確に算出することができる。
【００６２】
（閑散時の路線旅行時間）
図３に示す路線ＲＴにおいて、系統区間Ｓｊの間の境界リンクＬ５，Ｌ１０では系統制御が行われない。このため、路線ＲＴを通行する車両は、系統区間Ｓ１〜Ｓ３を通行する場合よりも、境界リンクＬ５，Ｌ１０において信号待ちで停止する可能性が高い。
そこで、データ処理部１１は、路線ＲＴに含まれる系統区間Ｓｊの区間旅行時間ＴＳと、それらを繋ぐ境界リンクＬ５，Ｌ１０を通行する場合の遅れ（リンクＬ５，Ｌ１０のリンク旅行時間ＴＬ）を合計した時間を、閑散時の路線旅行時間ＴＲとする。
【００６３】
すなわち、データ処理部１１は、次式を用いて、路線ＲＴについての閑散時の路線旅行時間ＴＲを算出する。
ＴＲ＝ΣＴＳ＋ΣＴＬｐ
ただし、上記の式において、「ＴＬｐ」は、路線ＲＴに含まれる１又は複数の境界リンクＬｐ（ｐ＝５，１０，……）の閑散時のリンク旅行時間ＴＬである。
【００６４】
〔渋滞時の旅行時間の算出処理）
上述の通り、実勢速度ＶＳｍに依拠する旅行時間ＴＬ，ＴＳは、系統区間Ｓ１が閑散であることを前提とするが、この閑散時の旅行時間ＴＬ，ＴＳを基礎値とし、これに「渋滞内滞在時間」を加算すれば、渋滞時における旅行時間ＴＬ，ＴＳが得られる。
すなわち、渋滞時の旅行時間ＪＬ，ＪＳと閑散時の旅行時間ＴＬ，ＴＳの間には、次の式（１）及び（２）が成立する。
【００６５】
ＪＬ＝ＴＬ＋当該リンクにおける「渋滞内滞在時間」  ……（１）
ＪＳ＝ＴＳ＋当該系統区間における「渋滞内滞在時間」……（２）
ここで、「滞内滞在時間」とは、信号機での停止時間や実勢速度で走行した巡航時間を除いた、渋滞に起因する遅れ時間のことをいう。かかる「渋滞内滞在時間」は個々の車両によるばらつきが小さく収束し易いことから、所定のクレンジングを行った後であれば、少なくとも１台のプローブ車両１のプローブ情報を取得できれば、渋滞内滞在時間を精度よく収集できると考えられる。
【００６６】
（渋滞時のリンク旅行時間）
上記式（１）中のリンクＬ１の「渋滞内滞在時間」（＝「ＪＷＬ」とする。）を算出できれば、当該式（１）によってリンクＬ１の渋滞時のリンク旅行時間ＪＬが求まるが、この渋滞内滞在時間ＪＷＬは、例えば次の式（３）によって算出することができる。
ＪＷＬ＝「実測リンク旅行時間」−「閑散時の最大リンク旅行時間」……（３）
【００６７】
ここで、式（３）における「実測リンク旅行時間」は、プローブ車両１のプローブ情報から求めた、リンクＬ１の始点から終点まで通過時間のことである。
上記の式（３）が成り立つ理由は、プローブ車両１の実測リンク旅行時間が得られた時点において、その実測リンク旅行時間が閑散時の最大リンク旅行時間よりも大きい場合は、当該リンクＬ１において渋滞が発生していると推定できるからである。
【００６８】
データ処理部１１は、実測リンク旅行時間を求める場合は、異常値を除去する所定のクレンジング処理を経たプローブ情報から、当該実測リンク旅行時間を算出する。
かかるクレンジング処理には、例えば、同じ位置に所定時間以上停止したと見なせるプローブ車両１のプローブ情報を不採用としたり、速度がゼロの速度データが継続するプローブ情報を不採用としたり、プローブ車両１の進行方向が所定位置で３６０度反転（Ｕターン）したデータとなっているプローブ情報を不採用としたりする処理が含まれる。
【００６９】
式（３）における「閑散時の最大リンク旅行時間」は、リンク長ＤＬを実勢速度ＶＳｍで割った商に交差点の赤時間Ｒを加えた値として定義できる。すなわち、リンクＬ１の閑散時の最大リンク旅行時間は、次式によって算出することができる。
閑散時の最大リンク旅行時間＝（ＤＬ／ＶＳｍ）＋Ｒ
従って、前記した式（３）は、次のようになる。
ＪＷＬ＝「実測リンク旅行時間」−{（ＤＬ／ＶＳｍ）＋Ｒ}
【００７０】
データ処理部１１は、リンクＬ１の旅行時間を提供する場合、まず、提供時点においてリンクＬ１が閑散であるか否かを判定する。
この判定は、例えば、車両感知器の感知信号から推定したリンクＬ１の渋滞度や、ＶＩＣＳ（「ＶＩＣＳ」は登録商標）情報に基づいて行うことができる。また、前記式（３）の右辺の値の正負に基づいて上記判定を行うことにしてもよい。この場合、式（３）の右辺が正数の場合は、リンクＬ１に渋滞が発生していると判定し、ゼロ以下の場合はリンクＬ１に渋滞が発生していないと判定すればよい。
【００７１】
データ処理部１１は、リンクＬ１が閑散であると判定した場合は、閑散時のリンク旅行時間ＴＬをリンクＬ１の旅行時間として採用し、閑散でないと判定した場合は、式（３）で算出した渋滞時のリンク旅行時間ＪＬをリンクＬ１の旅行時間として採用する。
【００７２】
（渋滞時の区間旅行時間）
前記式（２）中の系統区間Ｓ１の「渋滞内滞在時間」（＝「ＪＷＳ」とする。）を算出できれば、当該式（２）によって系統区間Ｓ１の渋滞時の区間旅行時間ＪＳが求まるが、この渋滞内滞在時間ＪＷＳは、例えば次の式（４）によって算出することができる。
ＪＷＳ＝「実測区間旅行時間」−「閑散時の最大区間旅行時間」……（４）
【００７３】
ここで、式（４）における「実測区間旅行時間」は、プローブ車両１のプローブ情報から求めた、系統区間Ｓ１の始点から終点まで通過時間のことである。
上記の式（４）が成り立つ理由は、プローブ車両１の実測区間旅行時間が得られた時点において、その実測区間旅行時間が閑散時の最大区間旅行時間よりも大きい場合は、当該系統区間Ｓ１に含まれるどこかのリンクＬ１〜Ｌ４において渋滞が発生していると推定できるからである。
【００７４】
データ処理部１１は、実測区間旅行時間を求める場合も、異常値を除去する上述のクレンジング処理を経たプローブ情報から、当該実測区間旅行時間を算出する。
式（４）における「閑散時の最大区間旅行時間」は、前述のシミュレートにおいて得られた系統区間Ｓ１の複数の所要時間の中から、最も大きい所要時間を選択することによって求めることができる。
【００７５】
データ処理部１１は、系統区間Ｓ１の旅行時間を提供する場合、まず、提供時点において系統区間Ｓ１が閑散であるか否かを判定する。
この判定も、車両感知器の感知信号から推定した系統区間Ｓ１の渋滞度や、ＶＩＣＳ情報に基づいて行うこともできるし、前記式（４）の右辺の値の正負に基づいて行うことにこともできる。式（４）の右辺が正数の場合は、系統区間Ｓ１に渋滞が発生していると判定し、ゼロ以下の場合は系統区間Ｓ１に渋滞が発生していないと判定すればよい。
【００７６】
データ処理部１１は、系統区間Ｓ１が閑散であると判定した場合は、閑散時の区間旅行時間ＴＳを系統区間Ｓ１の旅行時間として採用し、閑散でないと判定した場合は、式（４）で算出した渋滞時の区間旅行時間ＪＳを系統区間Ｓ１の旅行時間として採用する。
【００７７】
（渋滞時の路線旅行時間）
図３に示す路線ＲＴにおいて、データ処理部１１は、系統区間Ｓ１が閑散であり、系統区間Ｓ２が閑散でない場合は、系統区間Ｓ１については閑散時の区間旅行時間ＴＳを採用し、系統区間Ｓ２については渋滞時の区間旅行時間ＪＳを採用する。
また、データ処理部１１は、境界リンクＬ５，Ｌ１０についても、そのリンクが閑散でないか否かにより、閑散時又は渋滞時のうちのいずれかのリンク旅行時間ＴＬ，ＪＬを採用することができる。
【００７８】
そこで、データ処理部１１は、次式を用いて、路線ＲＴについての渋滞時の路線旅行時間ＪＲを算出する。
ＪＲ＝Σ（ＴＳ or ＪＳ）＋Σ（ＴＬｐ or ＪＬｐ）
ただし、上記の式において、「ＴＬｐ」は、路線ＲＴに含まれる１又は複数の境界リンクＬｐ（ｐ＝５，１０，……）の閑散時のリンク旅行時間ＴＬであり、「ＪＬｐ」は、路線ＲＴに含まれる１又は複数の境界リンクＬｐの渋滞時のリンク旅行時間ＪＬである。
【００７９】
上記の式に示すように、データ処理部１１は、路線ＲＴに含まれる系統区間Ｓｊ及びリンクＬｉのうち、閑散と判定したものについては閑散時の旅行時間ＴＳ，ＴＬを採用し、渋滞と判定したものについては渋滞時の旅行時間ＪＳ，ＪＬを採用し、採用した旅行時間をすべて加算することにより、路線ＲＴの渋滞時の路線旅行時間ＬＲを算出する。
【００８０】
〔センタ装置の効果〕
以上の通り、本実施形態のセンタ装置（旅行時間算出装置）５によれば、データベース１３から取得したプローブ情報に基づいて道路区間（本実施形態では系統区間Ｓｊ）の実勢速度ＶＳｍを推定し、推定した実勢速度実勢速度ＶＳｍと、データベース１４から取得した区間長ＤＬ，ＤＳ及び信号制御パラメータとから、道路区間の旅行時間ＴＬ，ＴＳを算出する。
【００８１】
従って、プローブ情報ごとに得られる実測旅行時間の平均値を旅行時間とする従来の算出装置に比べて、プローブ情報のデータ数が少ない場合でも正確に旅行時間ＴＬ，ＴＳを算出でき、旅行時間ＴＬ，ＴＳの算出精度を向上することができる。
【００８２】
〔第１の変形例〕
上述の実施形態では、データ処理部１１が、旅行時間を１つの値に特定し、特定した旅行時間を外部に提供する交通情報としているが、旅行時間の提供方法としては、１つの値に固定するのではなく、例えば、所定の道路区間における旅行時間の最大値と最小値を送信することにより、時間幅を有する提供方法を採用することにしてもよい。
【００８３】
例えば、上記提供方法を採用する場合、閑散時のリンク旅行時間ＴＬの最大値と最小値は次のようになる。
ＴＬmax ：リンク走行時間（ＤＬ／Ｖｓｍ）＋赤時間（Ｒ）
ＴＬmin ：リンク走行時間（ＤＬ／Ｖｓｍ）
【００８４】
また、閑散時の区間旅行時間ＴＳの最大値と最小値は次のようになる。
ＴＳmax ：シミュレートの結果得られた複数の所要時間のうちの最大値
ＴＳmin ：シミュレートの結果得られた複数の所要時間のうちの最小値
更に、閑散時の路線旅行時間ＴＲの最大値と最小値は次のようになる。
ＴＲmax ：ΣＴＳmax ＋ΣＴＬmax
ＴＲmin ：ΣＴＳmin ＋ΣＴＬmin
【００８５】
今回開示した実施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。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では、センタ装置５が、複数の交通信号制御機を制御する交通管制機能を有していたが、交通管制機能をセンタ装置５とは別の路側装置（以下、「別装置」という。）に担わせるシステム構成であってもよい。
【００８６】
かかるシステム構成の場合、交通管制機能を有する別装置が通信回線を通じて信号制御パラメータをセンタ装置５に送信することにより、センタ装置５が信号制御パラメータを取得することができる。
また、安全運転支援の目的で、別装置が無線通信によって車両に信号制御パラメータを提供するシステムの場合には、受信した信号制御パラメータを車両がセンタ装置５に転送することにより、センタ装置５が信号制御パラメータを取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１    プローブ車両
２    車載機
３    通信装置
４    基地局
５    センタ装置（旅行時間算出装置）
１０    送受信部
１１    データ処理部
１２    記憶部（取得部）
１３    データベース
１４    データベース
【図１】
0005994375.tif 000002
【図２】
0005994375.tif 000003
【図３】
0005994375.tif 000004
【図４】
0005994375.tif 000005
【図５】
0005994375.tif 000006