(57)【要約】【課題】交差点の容量を良好にしつつ、車両同士の接触を防ぐことができる交通制御装置を提供すること。【解決手段】交通制御装置は、車両情報取得部と、加速度算出部と、加速度指示部とを具備する。車両情報取得部は、交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する。加速度算出部は、車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、車両各々の加速度を算出する。加速度指示部は、算出した加速度を示す情報を、車両に通知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する車両情報取得部と、
前記車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、前記車両各々の加速度を算出する加速度算出部と、
前記算出した加速度を示す情報を、前記車両に通知する加速度指示部と
を具備し、
一の時間における、第１の前記車両と、第２の前記車両との接触の危険度は、前記第１の車両に関する前記進路を示す情報と、前記第２の車両に関する前記進路を示す情報とを用いて算出されることを特徴とする交通制御装置。
【請求項２】
前記一の時間における、前記第１の車両と、前記第２の車両との接触の危険度は、前記第１の車両の進路と、前記第２の車両の進路との交点からの、前記一の時間における前記第１の車両の位置までの距離と、前記交点からの、前記一の時間における前記第２の車両の位置までの距離とを用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載の交通制御装置。
【請求項３】
前記評価関数は、前記車両の速度と予め設定された理想速度との差の大きさ、または、前記車両の加速度の大きさを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の交通制御装置。
【請求項４】
前記加速度算出部は、前記車両各々の速度を所定の範囲内とすること、前記車両各々の加速度を所定の範囲内とすること、同じ車線を走っており、かつ、隣接する前記車両同士の間隔を所定以上とすること、前記車両各々の速度を、交差点の中心から前記車両までの距離に応じて決まる速度以下とすること、進路が交点を持つ前記車両同士の組合せ各々について、前記進路の交点からの、前記組合せのうちの一つの前記車両の位置までの距離と、前記交点からの、前記組合せのうちのもう一つの前記車両の位置までの距離とを用いて算出した値を所定の範囲内とすることのうち、少なくとも一つを制約条件として、前記車両各々の加速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の交通制御装置。
【請求項５】
交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する第１の過程と、
前記車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、前記車両各々の加速度を算出する第２の過程と、
前記算出した加速度を示す情報を、前記車両に通知する第３の過程と
を有し、
一の時間における、第１の前記車両と、第２の前記車両との接触の危険度は、前記第１の車両に関する前記進路を示す情報と、前記第２の車両に関する前記進路を示す情報とを用いて算出されることを特徴とする交通制御方法。
【請求項６】
コンピュータを、
交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する車両情報取得部、
前記車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、前記車両各々の加速度を算出する加速度算出部、
前記算出した加速度を示す情報を、前記車両に通知する加速度指示部
として機能させるためのプログラムであって、
一の時間における、第１の前記車両と、第２の前記車両との接触の危険度は、前記第１の車両に関する前記進路を示す情報と、前記第２の車両に関する前記進路を示す情報とを用いて算出されることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通制御装置、交通制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交差点における交通の制御方法として、自律的交差点管理法（AIM；Autonomous Intersection Management、非特許文献１参照）と呼ばれる方法や、協調車両交差点制御法（CVIC；Cooperative Vehicle Intersection Control、非特許文献２参照）と呼ばれる方法がある。自律的交差点管理法は、交差点を細かいセルに分割して管理し、車両からの通過の許可要求に対する応答を、該車両が通過する進路を他の車両が予約しているか否かに応じて返すことで、管理する方法である。
また、協調車両交差点制御法は、交差点に向かっている車両各々の位置を取得し、交差点内に複数の車両が存在する時間が出来るだけ短くなるように、各車両の速度を制御する方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】K.Dresner and P.Stone、“A multiagent approach to autonomous intersection management”、Journal of Artificial Intelligent Research、vol.31、no.1、pp.591-656、2008
【非特許文献２】J.Lee and B.Park、“Development and evaluation of a cooperative vehicle intersection control algorithm under the connected vehicles environment”、IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems、vol.13、no.1、pp.81-90、2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の自律的交差点管理法においては、個々の車両同士の接触を避けることはできるが、通過の許可が得られるまで、言い換えると、他の車両が通過するまで、交差点の手前で停止することになるため、交差点における単位時間当たりの通過台数などの容量は必ずしも良くならないという問題がある。一方、上述の協調車両交差点制御法においては、各車両の速度を制御するため、交差点手前での停止を抑えることができるが、車両同士の接触を必ずしも防ぐことはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、交差点の容量を良好にしつつ、車両同士の接触を防ぐことができる交通制御装置、交通制御方法およびプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する車両情報取得部と、前記車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、前記車両各々の加速度を算出する加速度算出部と、前記算出した加速度を示す情報を、前記車両に通知する加速度指示部とを具備し、一の時間における、第１の前記車両と、第２の前記車両との接触の危険度は、前記第１の車両に関する前記進路を示す情報と、前記第２の車両に関する前記進路を示す情報とを用いて算出されることを特徴とする交通制御装置である。
【０００７】
（２）また、本発明の他の態様は、（１）に記載の交通制御装置であって、前記一の時間における、前記第１の車両と、前記第２の車両との接触の危険度は、前記第１の車両の進路と、前記第２の車両の進路との交点からの、前記一の時間における前記第１の車両の位置までの距離と、前記交点からの、前記一の時間における前記第２の車両の位置までの距離とを用いて算出されることを特徴とする。
【０００８】
（３）また、本発明の他の態様は、（１）または（２）に記載の交通制御装置であって、前記評価関数は、前記車両の速度と予め設定された理想速度との差の大きさ、または、前記車両の加速度の大きさを含むことを特徴とする。
【０００９】
（４）また、本発明の他の態様は、（１）から（３）のいずれかに記載の交通制御装置であって、前記加速度算出部は、前記車両各々の速度を所定の範囲内とすること、前記車両各々の加速度を所定の範囲内とすること、同じ車線を走っており、かつ、隣接する前記車両同士の間隔を所定以上とすること、前記車両各々の速度を、交差点の中心から前記車両までの距離に応じて決まる速度以下とすること、進路が交点を持つ前記車両同士の組合せ各々について、前記進路の交点からの、前記組合せのうちの一つの前記車両の位置までの距離と、前記交点からの、前記組合せのうちのもう一つの前記車両の位置までの距離とを用いて算出した値を所定の範囲内とすることのうち、少なくとも一つを制約条件として、前記車両各々の加速度を算出することを特徴とする。
【００１０】
（５）また、本発明の他の態様は、交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する第１の過程と、前記車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、前記車両各々の加速度を算出する第２の過程と、前記算出した加速度を示す情報を、前記車両に通知する第３の過程とを有し、一の時間における、第１の前記車両と、第２の前記車両との接触の危険度は、前記第１の車両に関する前記進路を示す情報と、前記第２の車両に関する前記進路を示す情報とを用いて算出されることを特徴とする交通制御方法である。
【００１１】
（６）また、本発明の他の態様は、コンピュータを、交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する車両情報取得部、前記車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、前記車両各々の加速度を算出する加速度算出部、前記算出した加速度を示す情報を、前記車両に通知する加速度指示部として機能させるためのプログラムであって、一の時間における、第１の前記車両と、第２の前記車両との接触の危険度は、前記第１の車両に関する前記進路を示す情報と、前記第２の車両に関する前記進路を示す情報とを用いて算出されることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、交差点の容量を良好にしつつ、車両同士の接触を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態による交通制御システムの構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態における交通制御装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】同実施形態における車両情報取得部１２が生成する車両情報の例を示すテーブルである。
【図４】同実施形態における交通制御装置１０の動作を説明するフローチャートである。
【図５】同実施形態における進路の交点の例を示す模式図である。
【図６】同実施形態における通番ｉ、ｊの車両の位置と、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）との対応を示すグラフである。
【図７】同実施形態における交通制御装置１０による制御結果例（その１）を示すグラフである。
【図８】同実施形態における交通制御装置１０による制御結果例（その２の１）を示すグラフである。
【図９】同実施形態における交通制御装置１０による制御結果例（その２の２）を示すグラフである。
【図１０】同実施形態における交通制御装置１０による制御結果例（その２の３）を示すグラフである。
【図１１】同実施形態における交通制御装置１０による制御の見積り値と、制御結果と、信号機による制御結果とを比較するグラフである。
【図１２】同実施形態における単位時間当たりの通行車両数に応じた制御結果を示すグラフ（その１）である。
【図１３】同実施形態における単位時間当たりの通行車両数に応じた制御結果を示すグラフ（その２）である。
【図１４】同実施形態における単位時間当たりの通行車両数に応じた制御結果を示すグラフ（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による交通制御システムの構成を示す模式図である。図１に示す例では、片側１車線の道路（車線Ａ、Ｂ）と、片側２車線の道路（車線Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）とが交差する交差点における交通を制御する。交差点付近に設けられた交通制御装置１０は、車線Ａ〜Ｆを、交差点に向かっている車両および交差点内の車両と通信し、各車両に対して加速度を通知する。
【００１５】
交通制御装置１０から加速度を通知された車両は、通知された加速度に応じて、加速あるいは減速する。なお、この加速や減速は、車両に設けられた制御装置が、該車両のエンジン、モータ、ブレーキなどを制御することで行ってもよいし、車両を運転している運転手が、アクセルペダルや、ブレーキペダルを操作することで行ってもよい。なお、交通制御装置１０は、交差点付近ではなく、遠隔地に設けられていてもよいし、１台で複数の交差点の交通を制御するようにしてもよい。
【００１６】
図２は、交通制御装置１０の構成を示す概略ブロック図である。交通制御装置１０は、通信部１１、車両情報取得部１２、加速度算出部１３、加速度指示部１４を含んで構成される。通信部１１は、交差点に向かっている車両および交差点内の車両と通信する。該通信は、電波、赤外線、可視光などどのような媒体を用いるものであってもよい。
【００１７】
車両情報取得部１２は、通信部１１を介して、各車両と通信し、車両各々から、該車両の進路、位置を示す情報を定期的に受信する。車両情報取得部１２は、受信した情報を用いて、車両各々の車両情報を生成する。車両情報は、該車両の進路、位置、速度、加速度の各々を示す情報を含む。進路を示す情報は、交差点において、直進するか、左折するか、右折するかを、少なくとも示す情報である。なお、車両情報取得部１２が通信し、車両情報を生成する車両は、交差点を通行している車両と交差点に向かって走行している車両とのうち、車線各々について交差点に近い方から所定の台数の車両である。
【００１８】
位置を示す情報は、該車両から、該車両が走行している車線の交差点への進入口までの距離である。なお、速度および加速度は、受信した位置を示す情報を用いて、車両情報取得部１２が算出してもよいし、車両から車両情報取得部１２が受信してもよい。
【００１９】
加速度算出部１３は、車両情報取得部１２が生成した車両情報を用いて、車両の組合せ毎の各時間ステップにおける接触の危険度の、現在時刻から所定時間の経過後までの合計を含む評価関数が最小値となるように、各時間ステップにおける車両各々の加速度を算出する。加速度の算出方法の詳細は、後述する。加速度指示部１４は、加速度算出部１３が算出した各時間ステップにおける車両各々の加速度のうち、現在時刻の次のステップの加速度を、通信部１１を介して、対応する車両に通知する。
【００２０】
図３は、車両情報取得部１２が生成する車両情報の例を示すテーブルである。図３におけるテーブルの各行は、それぞれ１台の車両についての車両情報である。各車両情報は、該車両が走行している車線、該車線における通番、該車両の進路、該車両の位置、該車両の速度、該車両の加速度を含む。
【００２１】
通番は、該車両が、同じ車線を走行している車両の中で前から何番目であるかを示す。また、進路は、交差点で直進、左折、右折のうちのいずれをするかと、走行している車線とをアルファベットと数字で表している。アルファベットは、走行している車線を表し、数字の「０」は直進、「１」は左折、「２」は右折を表す。位置は、正の値のときは、交差点の進入口までの距離であり、負の値のときは、交差点に進入してからの走行距離を表す。なお、位置が負の値のとき、車両情報の車線は、交差点に進入する前に走行していた車線を表す。
【００２２】
図３の例では、１行目の車両情報は、車線が「Ａ」であり、通番が「１」であり、進路が「Ａ０」、位置が「−２」、速度が「１０」、加速度が「０」である。２行目の車両情報は、車線が「Ａ」であり、通番が「２」であり、進路が「Ａ０」、位置が「１１」、速度が「１０」、加速度が「０」である。３行目の車両情報は、車線が「Ａ」であり、通番が「３」であり、進路が「Ａ１」、位置が「２０」、速度が「１５」、加速度が「−２」である。
【００２３】
図４は、交通制御装置１０の動作を説明するフローチャートである。まず、車両情報取得部１２は、通信部１１を介して、各車両と通信し、車両情報を生成する（Ｓａ１）。次に、加速度算出部１３は、評価関数を最小化する、各車両の各時間ステップにおける加速度を算出する（Ｓａ２）。このとき、加速度算出部１３は、ステップＳａ１にて生成した車両情報の位置、速度、加速度を、現在時刻における位置、速度、加速度として用いる。
【００２４】
次に、加速度指示部１４は、ステップＳａ２にて算出した加速度のうち、現在時刻の次の時間ステップにおける加速度を、通信部１１を介して、各車両に通知し（Ｓａ３）、ステップＳａ１に戻る。なお、ステップＳａ１に戻る前に、所定の待機時間を設けてもよい。
【００２５】
次に、数式を用いて、加速度算出部１３による加速度の算出方法を説明する。加速度算出部１３は、以下に示す式（３）から（９）の制約条件で、非線形な評価関数Ｊである式（１）を最小化する加速度を、制約付き非線形最適化問題（Non-linear Constraint Optimization Problem）の公知の解法を用いて算出する。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
式（１）において、ｔは、時間ステップのステップ数である。Ｔは、評価関数を評価する時間範囲のステップ数であり、予め設定される。ｉ、ｊは、車両情報を生成した車両、すなわち加速度を算出する車両の通番であり、Ｎは、加速度を算出する車両の台数である。ｗｖｉは、車両ごとに設定される、速度に関する重み係数である。重み係数ｗｖｉは、各車線を走行している車両のうち、先頭のものを、他のものより大きくすることが望ましい。これにより、先頭の車両の速度が小さいために、後続する車両の速度が制限されてしまうのを防ぐことができる。ｖｉ（ｔ）は、通番ｉの車両の、時間ステップｔにおける速度である。ｖｄは、理想速度であり、予め設定される。ｗｕは、加速度に関する重み係数であり、予め設定される。ｕｉ（ｔ）は、通番ｉの車両の、時間ステップｔにおける加速度である。Ｆｉ，ｊ（ｔ）は、通番ｉの車両と、通番ｊの車両との組み合わせの時間ステップｔにおける接触の危険度を示す関数である。Ｆｉ，ｊ（ｔ）は、式（２）にて表される。
【００２８】
【数２】
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【００２９】
式（２）において、Ｈは、重み係数である。φｉは、通番ｉの車両の進路を示す。δφｉ，φｊは、進路φｉと進路φｊとが交差または接触しているときは「１」、交差も接触していないときは「０」である。ｅは、ネイピア数（自然対数の底）である。αｉは、予め設定される重み係数である。ｘｉ（ｔ）は、通番ｉの車両の時間ステップｔにおける位置である。ｐφｉφｊは、進路φｉにおける交差点の進入口から、進路φｉと進路φｊとが交差または接触している点（以降、進路の交点（Cross Collision Point；ＣＣＰ）という）までの走行距離である。
【００３０】
従って、式（１）の評価関数Ｊは、各車両の速度が理想速度ｖｄから離れているほど大きくなり、各車両の加速度の大きさが大きいほど大きくなる。また、式（１）の評価関数Ｊは、進路が交差または接触している２つの車両の位置が、同時に、進路の交点の近くになればなるほど大きくなる。
【００３１】
加速度算出部１３における制約条件である式（３）から（９）は、以下である。
【００３２】
【数３】
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【００３３】
式（３）において、ｖｍａｘは、予め設定される最大速度である。ｖｍａｘには、例えば、法定速度を設定する。式（４）において、ｖｍｉｎは、予め設定される最小速度である。ｖｍｉｎには、例えば、「０」を設定する。式（５）において、ｕｍａｘは、予め設定される最大加速度である。式（６）において、ｕｍｉｎは、予め設定される最小加速度である。式（７）において、ｘｎｌは、車線ｌの先頭からｎ番目の車両の位置である。ｒｍｉｎは、最小の車間距離である。したがって、式（３）、（４）は、各車両の速度の取り得る範囲を規定し、式（５）、（６）は、各車両の加速度の取り得る範囲を規定し、式（７）は、同じ車線を走行する車両同士の車間距離の取り得る範囲を規定している。
【００３４】
【数４】
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【００３５】
【数５】
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【００３６】
式（８）において、Ｒｍｉｎは、進路が交差または接触している車両同士の最小距離であり、予め設定される。式（９）において、Ｖａは、交差点から離れた位置における速度の最大値であり、Ｖｂは、交差点の中心における速度の最大値である。なお、交差点を直進するときとよりも、曲がるときの方が、速度は小さくなるので、進路によって、Ｖｂの値を変更するようにしてもよい。βは、予め設定される係数である。ｃｌｉは、通番ｉの車両の進路における交差点の中心位置である。したがって、式（８）は、進路が交差または接触している車両同士が接触しないための制約条件であり、式（９）は、車両の位置に応じた速度の制約条件である。
【００３７】
なお、車両は、運動方程式に従った運動をするので、時間ステップｔ＋１における車両の位置ｘｉ（ｔ＋１）は、時間ステップｔにおける位置ｘｉ（ｔ）と、速度ｖｉ（ｔ）と、加速度ｕｉ（ｔ）と、時間ステップ幅τとを用いて、式（１０）のように表せる。また、時間ステップｔ＋１における車両の速度ｖｉ（ｔ＋１）は、時間ステップｔにおける速度ｖｉ（ｔ）と、加速度ｕｉ（ｔ）と、時間ステップ幅τとを用いて、式（１１）のように表せる。
【００３８】
【数６】
2015075779.tif 000008
【００３９】
すなわち、式（１）における未知数を、各時間ステップにおける各車両の加速度ｕｉ（ｔ）とすることができる。このため、加速度算出部１３は、式（３）から（９）の制約条件で、非線形な評価関数Ｊである式（１）を最小化する加速度を、制約付き非線形最適化問題（Non-linear Constraint Optimization Problem）の公知の解法を用いて算出することができる。
【００４０】
図５は、進路の交点（ＣＣＰ）の例を示す模式図である。図５は、図１と同様に、片側１車線の道路（車線Ａ、Ｂ）と、片側２車線の道路（車線Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）とが交差する交差点における進路の交点の例を示す。この交差点では、車線Ａ、Ｂは、直進、左折、右折が可能であるが、車線Ｃ、Ｅは、直進と左折のみが可能であり、車線Ｄ、Ｆは、直進と右折のみが可能である。例えば、点Ｐ１は、以下の５つの進路の交点となっている。１つ目は、進路Ｃ０と進路Ａ０とが交差する進路の交点である。２つ目は、進路Ｃ０と、進路Ｆ２とが交差する進路の交点である。３つ目は、進路Ｃ１と進路Ａ０とが接触する進路の交点である。４つ目は、進路Ｃ１と進路Ｆ２とが接触する進路の交点である。５つ目は、進路Ａ０と進路Ｆ２とが接触する進路の交点である。
【００４１】
図６は、通番ｉの車両の位置と、通番ｊの車両の位置と、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）との対応を示すグラフである。図６において、ｘ＿ｎｌは、通番ｉの車両の位置と、進路の交点との間の走行距離（ｘｉ（ｔ）−ｐφｉφｊ）を示す。ｘ＿ｍｋは、通番ｊの車両の位置と、進路の交点との間の走行距離（ｘｊ（ｔ）−ｐφｊφｉ）を示す。高さは、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）である。このように、通番ｉの車両と、通番ｊの車両との両方が進路の交点に近いときは、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）は大きくなり、いずれか一方、もしくは双方が進路の交点から遠いときは、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）は小さくなる。
【００４２】
図７は、交通制御装置１０による制御結果例（その１）を示すグラフである。図７の例は、南北に走る片側１車線の道路と、東西に走る片側１車線の道路とが交差する交差点に、西側から２台の車両が進入し、北側からも２台の車両が進入して来て、そのまま直進する場合の制御結果である。図７のグラフにおいて、横軸は時間ステップ（Ｓｔｅｐ）、縦軸は位置（Distance to the Junction）である。
【００４３】
グラフＷ１は、西側から進入してくる１台目の車両に関するグラフであり、グラフＷ２は、西側から進入してくる２台目の車両に関するグラフである。また、グラフＮ１は、北側から進入してくる１台目の車両に関するグラフであり、グラフＮ２は、北側から進入してくる２台目の車両に関するグラフである。
【００４４】
出発点である時間ステップｔ＝１においては、西側の１台目と北側の１台目は、交差点からの距離が同じであり、西側の２台目と北側の２台目とも、交差点からの距離が同じである。したがって、同じ速度でそのまま交差点に進入すると接触してしまう。しかし、西側から進入してくる車両は、２台とも減速し、北側から進入してくる車両は、２台とも加速している。これにより、西側の１台目が交差点を通過するのは、北側の１台目と２台目との間であり、北側の２台目が交差点を通過するのは、西側の１台目と２台目との間になっており、接触せずに通過している。
【００４５】
図８、図９、図１０は、交通制御装置１０による制御結果例（その２）を示すグラフである。図８から図１０に示す制御結果例は、図１に示した交差点において、一定の割合の車両が曲がる場合の制御結果である。車線ＡからＦをそれぞれ２台の車両が走行しており、グラフの符号のうち、アルファベットのＡ〜Ｆは、出発点の車線を、アルファベットに続く数字の１、２は、該車線における先頭からの通し番号を表す。
【００４６】
図８において、横軸は時間（Ｔｉｍｅ（ｓ））、縦軸は位置（Ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｍ））である。図９において、横軸は時間、縦軸は速度（Ｖｅｌｏｃｉｔｙ（ｋｍ／ｈ））である。図１０において、横軸は時間、縦軸は加速度（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ（ｍ／ｓ２））である。図８〜図１０に示すように、いずれの車両も一回も停止することなく、交差点を通過している。
【００４７】
図１１は、交通制御装置１０による制御の見積り値と、制御結果と、信号機による制御結果とを比較するグラフである。縦軸は、交差点の容量、すなわち、車線および単位時間当たりの通過台数である。Ｃａｓｅ１は、全ての車両が直進する場合であり、Ｃａｓｅ２は、車線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅのうち、２０％が左折し、その他は全て直進する場合であり、Ｃａｓｅ３は、車線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅのうち、２０％が左折し、車線Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｆのうち１０％が右折する例である。
【００４８】
図１１において、ＶＩＣＳ−Ｅｓｔｉｍａｔｅｄは、車線Ａ、Ｂの車両が交差点から出た直後に、車線ＣからＦの車両が交差点に入るとしたときの、交差点の容量の見積もり値である。ＶＩＣＳ−Ｓｉｍｕｌａｔｅｄは、交通制御装置１０による制御結果の容量であり、Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ  ＳＩＳは、従来から行われている信号機のみによる制御結果の容量である。
【００４９】
図１１に示すように、Ｃａｓｅ１、２、３のいずれにおいても、交通制御装置１０による制御の結果は、信号機のみによる制御結果よりも容量が大幅に大きくなり、見積もり値に近い値が得られている。
【００５０】
図１２から図１４は、単位時間当たりの通行車両数に応じた制御結果を示すグラフである。図１２から図１４において横軸は、単位時間当たりの通行車両数である。図１２の縦軸は、交差点の通過に要する時間（Crossing time）である。図１３の縦軸は、車両の停止時間（Idling time）である。図１４の縦軸は、燃費（Fuel(ml)）である。図１２から図１４において、Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ  ＳＩＳは、従来から行われている信号機のみによる制御である。Ｐｒｏｐｏｓｅｄ  ＶＩＣＳは、交通制御装置１０による制御である。
【００５１】
図１２から図１４を見ると、単位時間当たりの通行車両数が１６００台／時間程度でも、交通制御装置１０による制御結果では、通過に要する時間や停止時間に大きな変動は見られず、各車両がスムーズに通行できていることがわかる。一方、信号機のみによる制御結果では、８００台／時間程度において、交差点の通過に要する時間や、停止時間が大幅に上昇しており、青信号に変わるのを待っているだけではなく、他の車両の通過待ちが発生していることが分かる。
【００５２】
なお、加速度算出部１３は、加速度ではなく、位置、または、速度を算出し、加速度指示部１４は、加速度そのものではなく、加速度を示す情報として位置、または、速度を、車両に通知するようにしてもよい。位置を通知する場合、位置を通知された車両は、次の時間ステップにおける位置が、通知された位置になるように、加速や減速を行う。また、速度を通知する場合、速度を通知された車両は、そのときの車両の速度と、通知された速度との差に基づき、加速や減速を行う。
【００５３】
また、通知する加速度を、次の時間ステップのもののみとしたが、現在時刻以後の所定の数の時間ステップのものを通知するようにしてもよい。
また、車両情報取得部１２が通信し、車両情報を生成する車両は、交差点に向かって走行している車両のうち、交差点の進入口から所定の距離内にある車両と、交差点を通行している車両とであってもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、加速度算出部１３は、評価関数Ｊを最小化する加速度を算出しているが、それに限らず、評価関数Ｊを、最小値から所定の範囲内とする、すなわち略最小化する加速度を算出する、あるいは、評価関数Ｊを所定の値よりも小さくする加速度を算出するようにしてもよい。
【００５５】
このように、交通制御装置１０は、車両情報取得部１２と、加速度算出部１３と、加速度指示部１４とを含む。車両情報取得部１２は、交差点に向かっている車両各々について、位置を示す情報と、進路を示す情報とを取得する。加速度算出部１３は、車両の組合せ毎の各時間における接触の危険度の所定の時間にわたる合計を含む評価関数が所定の条件を満たすように、車両各々の加速度を算出する。加速度指示部１４は、算出した加速度を示す情報を、車両に通知する。そして、一の時間における、第１の車両と、第２の車両との接触の危険度は、第１の車両に関する進路を示す情報と、第２の車両に関する進路を示す情報とを用いて算出される。
これにより、交差点の容量を良好にしつつ、車両同士の接触を防ぐことができる。
【００５６】
さらに、一の時間における、第１の車両と、第２の車両との接触の危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）は、第１の車両の進路と、第２の車両の進路との交点からの、一の時間における第１の車両の位置までの距離と、該交点からの、一の時間における第２の車両の位置までの距離とを用いて算出される。
【００５７】
これにより、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）を、第１の車両の進路の交点までの距離と、第２の車両の進路の交点までの距離とに応じたものとすることができる。すなわち、第１の車両と、第２の車両との双方が、同時に進路の交点に近いときに、危険度Ｆｉ，ｊ（ｔ）を大きくすることができる。
【００５８】
さらに、評価関数Ｊは、車両の速度と予め設定された理想速度との差の大きさ、または、車両の加速度の大きさを含む。
これにより、速度が低下したり、大きすぎたりすること、あるいは、急な加減速が発生することを防ぐことができる。これにより、燃費を向上させることもできる。
【００５９】
さらに、加速度算出部１３は、以下の５つのうち、少なくとも一つを制約条件として、車両各々の加速度を算出する。１つ目は、車両各々の速度を所定の範囲内とすること（式（３）、（４））である。２つ目は、車両各々の加速度を所定の範囲内とすること（式（５）、（６））である。３つ目は、同じ車線を走っており、かつ、隣接する車両同士の間隔を所定以上とすること（式（７））である。４つ目は、車両各々の速度を、交差点の中心から車両までの距離に応じて決まる速度以下とすること（式（９））である。５つ目は、進路が交点を持つ車両同士の組合せ各々について、進路の交点からの、組合せのうちの一つの車両の位置までの距離と、該交点からの、該組合せのうちのもう一つの車両の位置までの距離とを用いて算出した値を所定の範囲内とすること（式（８））である。
【００６０】
１つ目を制約条件とすることで、速度が、大きすぎること、および、小さすぎることを防ぐことができる。速度が大きすぎることとして、例えば法定速度を超える、車両の性能限界を超えるなどがある。また、速度が小さすぎることとして、例えば、負の値となり逆走するなどがある。
【００６１】
また、２つ目を制約条件とすることで、加速度が大きすぎること、および、小さすぎることを防ぐことができる。加速度が大きすぎることとして、例えば、車両の性能限界を超えるなどがある。また、加速度が小さすぎることとして、例えば、急ブレーキとなるなどがある。
【００６２】
また、３つ目を制約条件とすることで、車間距離を一定以上に保ち、車両の乗員に不安感を与えるのを防ぐことができる。
また、４つ目を制約条件とすることで、交差点内の速度が大きすぎ、例えば、左折や右折をする際に曲がりきれないといったことを防ぐことができる。
また、５つ目を制約条件とすることで、進路が交点を持つ車両同士の距離を一定以上に保ち、車両の乗員に不安感を与えるのを防ぐことができる。
【００６３】
また、図２における車両情報取得部１２、加速度算出部１３、加速度指示部１４の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより交通制御装置１０を実現するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００６４】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００６５】
また、上述した図２における交通制御装置１０の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。ハイブリッド、モノリシックのいずれでも良い。一部は、ハードウェアにより、一部はソフトウェアにより機能を実現させても良い。
また、半導体技術の進歩により、ＬＳＩに代替する集積回路化等の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【００６６】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１０…交通制御装置
１１…通信部
１２…車両情報取得部
１３…加速度算出部
１４…加速度指示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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