(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出装置であって、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手段と、
前記車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を前記感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段と、
前記感知器情報、および前記第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、前記第一の待ち行列波及度から前記交通指標を算出する手段と、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報であって、車両のプローブデータを示す前記車両情報を取得する手段と、
取得された前記車両情報に基づいて前記第一のデータを補正する手段と
を備え、
前記第一のデータは、前記感知器情報から計算された車両の速度に対する一または複数の閾値、および前記閾値に対する待ち行列波及度を含む
交通指標算出装置。
【請求項２】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出装置であって、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手段と、
前記車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を前記感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段と、
前記感知器情報、および前記第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、前記第一の待ち行列波及度から前記交通指標を算出する手段と、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、
取得された前記車両情報に基づいて前記第一のデータを補正する手段と、
前記車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータを格納する手段と、
取得された前記車両情報および前記第二のデータに基づいて第二の待ち行列波及度を決定する手段と
を備え、
前記第一のデータを補正する手段が、前記第二の待ち行列波及度に基づいて前記第一のデータを補正する交通指標算出装置。
【請求項３】
前記第一のデータが、前記感知器情報から計算された車両の速度に対する一または複数の閾値、および前記閾値に対する待ち行列波及度を含み、
前記第一のデータを補正する手段が、前記第二の待ち行列波及度に基づいて前記閾値を補正する請求項２記載の交通指標算出装置。
【請求項４】
前記車両情報に基づいて前記車両感知器の設置位置における車両の停止時間を算出する手段をさらに備え、
前記第二のデータが、車両の停止時間から待ち行列波及度を得るためのデータである請求項２または請求項３記載の交通指標算出装置。
【請求項５】
前記車両の停止時間を算出する手段が、
前記車両情報から得た車両の停止位置および停止時刻、ならびに前記交差点の信号制御情報に基づいて前記車両感知器の設置位置における車両の停止時間を算出する請求項４記載の交通指標算出装置。
【請求項６】
前記交通指標は、待ち行列長または待ち行列台数である請求項１〜５のいずれか１項に記載の交通指標算出装置。
【請求項７】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出方法であって、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、
前記車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を前記感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段から前記第一のデータを読み出し、前記感知器情報、および前記第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、前記第一の待ち行列波及度から前記交通指標を算出する手順と、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報であって、車両のプローブデータを示す前記車両情報を取得する手順と、
取得された前記車両情報に基づいて前記第一のデータを補正する手順と
を備え、
前記第一のデータは、前記感知器情報から計算された車両の速度に対する一または複数の閾値、および前記閾値に対する待ち行列波及度を含む
交通指標算出方法。
【請求項８】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出方法であって、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、
前記車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を前記感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段から前記第一のデータを読み出し、前記感知器情報、および前記第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、前記第一の待ち行列波及度から前記交通指標を算出する手順と、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手順と、
取得された前記車両情報に基づいて前記第一のデータを補正する手順と、
前記車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータを格納する手段から前記第二のデータを読み出し、取得された前記車両情報および前記第二のデータに基づいて第二の待ち行列波及度を決定する手順と
を備え、
前記第一のデータを補正する手順が、前記第二の待ち行列波及度に基づいて前記第一のデータを補正する交通指標算出方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の手順をコンピュータに実行させるための交通指標算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号機の制御などに用いる交通指標を算出する交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号機の制御には、待ち行列長や待ち行列台数、渋滞長、旅行時間など、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標が用いられる。特許文献１は、車両感知器の感知器情報から得た車両速度を用いて、車両感知器の設置位置での待ち行列の波及度合いを表す待ち行列波及度を求めることで渋滞長を計測する方法を記載する。この渋滞計測方法は、速度から待ち行列波及度を得るために速度閾値を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６１６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この渋滞計測方法における速度閾値には、事前の調査によって設定した固定の定数値が用いられる。その速度閾値は、人手をかけて対象地点を調査し、待ち行列長が波及したと判定し易くなるように、場所によっては試行錯誤してみつけて設定するしかなかった。具体的には、その地点に応じて、最もひどい渋滞が発生したときに対応できるように設定したり、１日を通して平均的な交通状況に合うように設定したりして運用していた。そのため、想定している交通状況から極端に外れると、待ち行列長の計測精度が低下してしまい、効果的な信号制御を行えない場合があった。このように渋滞長や待ち行列長、待ち行列台数などの交通指標を継続的に精度よく計測することが困難であった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、交通指標を継続的に精度よく算出することのできる交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の提供する交通指標算出装置は、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する。この交通指標算出装置は、道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手段と、車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を前記感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段と、感知器情報、および第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、第一の待ち行列波及度から交通指標を算出する手段と、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、取得された車両情報に基づいて第一のデータを補正する手段とを備える。交通指標は、たとえば、待ち行列長または待ち行列台数である。
【０００７】
この交通指標算出装置は、待ち行列波及度を求めるのに用いる第一のデータを車両情報に基づいて補正するため、そのときの交通状況を第一のデータに反映することができる。このため、算出する交通指標の精度を高めることができ、その交通指標を信号制御に用いる場合、より適切な信号制御を実現することが可能となる。
【０００８】
この交通指標算出装置は、車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータを格納する手段と、取得された前記車両情報および前記第二のデータに基づいて第二の待ち行列波及度を決定する手段とをさらに備えることができる。第一のデータを補正する手段は、第二の待ち行列波及度に基づいて第一のデータを補正する。たとえば第一の待ち行列波及度に対する第二の待ち行列波及度の比を求め、その比に基づいて第一のデータを補正することができる。
【０００９】
交通指標算出装置において、第一のデータは、感知器情報から計算された車両の速度に対する一または複数の閾値、および閾値に対する待ち行列波及度を含むことができる。第一のデータを補正する手段は、第二の待ち行列波及度に基づいて閾値を補正する。
【００１０】
交通指標算出装置は、車両情報に基づいて車両感知器の設置位置における車両の停止時間を算出する手段をさらに備えるようにしてもよい。この場合、第二のデータは、車両の停止時間から待ち行列波及度を得るためのデータである。
【００１１】
交通指標算出装置において、車両の停止時間を算出する手段は、車両情報から得た車両の停止位置および停止時刻、ならびに交差点の信号制御情報に基づいて車両感知器の設置位置における車両の停止時間を算出する交通指標を算出することができる。
【００１２】
他の態様によれば、本発明は、上述の交通指標算出装置に対応する交通指標算出方法を提供する。この交通指標算出方法は、道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段から第一のデータを読み出し、感知器情報、および第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、第一の待ち行列波及度から交通指標を算出する手順と、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手順と、取得された車両情報に基づいて前記第一のデータを補正する手順とを備える。
他の態様によれば、本発明は、上述の交通指標算出方法の手順をコンピュータに実行させるための交通指標算出プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以上のように、交通指標を継続的に精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の前述やその他の目的、特徴および利点は、以下で添付図面を参照して説明する実施の形態でより明らかにする。図面において、同一の符号は異なる図面においても同一部分を示す。
【図１】本発明の実施の形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】交通信号制御システムの交差点周辺の構成例をより詳細に示す図である。
【図３】交通信号制御機の構成例を説明するための図である。
【図４】車載装置の構成例を説明するための図である。
【図５】中央装置の構成例を説明するための図である。
【図６】車両の速度から待ち行列波及度を得るための第一のデータの一例を説明するための図である。
【図７】待ち行列波及度から待ち行列長を算出する方法を説明するための図である。
【図８】車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータの一例を説明するための図である。
【図９】車両感知器位置における車両の停止時間を車両情報から算出する方法を説明するための図である。
【図１０】車両情報および感知器情報それぞれから求めた各車両感知器位置における待ち行列波及度の例を示す図である。
【図１１】速度閾値の補正の一例を説明するための図である。
【図１２】車両情報に含まれる各種データのビット割り当て例を説明するための図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す図である。この交通信号制御システム１００は、交通信号機１０１と、中央装置１０２と、車両１０３を感知する車両感知器１０４と、車両１０３に搭載された車載装置と無線通信する無線通信装置１０５とを備える。交通信号制御システム１００は、車両感知器１０４や無線通信装置１０５から交通情報を収集し、交通信号機１０１を制御したり交通情報を提供したりすることができる。交通信号機１０１は、信号制御情報を設定することで制御される。信号制御情報は、典型的にはサイクル長、スプリット、およびオフセットである。
【００１６】
サイクル長は、信号現示が一巡するのに要する時間であり、スプリットは、一サイクル長に対する各現示が占める時間の割合である。ここで、現示とは、交差点において、ある一組の交通流に対して同時に割り当てられている通行権のことである。オフセットは、対象交差点と隣接交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である相対オフセットや、対象交差点と基準交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である絶対オフセットとして表現される。このような信号制御情報を設定するために、交通信号制御システム１００は、ＭＯＤＥＲＡＴＯ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｂｙ  Ｏｒｉｇｉｎ−ＤＥｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）制御や、プロファイル制御をすることができる。
【００１７】
ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御は、中央装置１０２が行うことができる。ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御では、中央装置１０２のネットワークに属する（管轄する）すべての交通信号機１０１がマクロ制御される。近飽和の交通状態に対応するために、負荷率という交通指標を用いて各交通信号機１０１に対する信号制御情報を決定する。近飽和状態では、だんだんと交通量が増えてきて、交通密度が高くなり、任意速度での走行や追越しが困難になる。たとえば、各交差点について、現示ごとの各流入路の負荷率の最大値を求め、現示負荷率の比で正規化されたスプリットを配分する負荷率比配分方式が採用される。負荷率ρは、次式（１）のように定義される。
ρ＝（Ｑ＋ｋ・Ｅ）／ｓ  …（１）
ここで、Ｑは車両の流入流量［台／時］、Ｅは待ち行列台数［台／時］、ｓは飽和交通流率［台／時］、ｋは重み定数である。
【００１８】
プロファイル制御では、中央装置１０２のネットワークに属する一部の交通信号機１０１がミクロ制御され、その交通信号機１０１に対する青信号時間が微調整される。プロファイル制御では、交通状況の変化が予測され、対象交差点での信号待ちによる遅れ時間が最小となるように青信号の打ち切りタイミングが決定される。ある交差点における、停止線の到着プロファイルの情報と信号制御情報とに基づいてシミュレーション演算を行い、現時点から１サイクル以上未来までの待ち行列台数Ｅの変動状況を計算する。このような制御を行う中央装置１０２は、交通管制センター内や道路上に設置することができる。各交通信号機１０１がそれぞれ分散処理をして動作することもできる。その場合、交通信号機１０１は自己の収集した情報から交通状況の変化を予測し、その予測結果を隣接する交通信号機１０１に渡すことで、分散処理を実現する。
【００１９】
本実施の形態において、本発明の交通指標算出装置は、交通信号制御システム１００における中央装置１０２として利用される。ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御には、交差点の交通指標として待ち行列台数が用いられる。中央装置１０２は、車両感知器１０４から得た感知器情報、および無線通信装置１０５から得た車両１０３の車両情報（プローブデータ）の両方を用いて待ち行列台数を特定し、その待ち行列台数に基づいて、対象の交通信号機１０１を制御する。
【００２０】
図２は交通信号制御システムの交差点周辺の構成例をより詳細に示す図である。この例は交通量の多い主道路ＲＭ１，ＲＭ２と交通量の少ない従道路ＲＳ１，ＲＳ２とが交差した交差点周辺の例である。この交差点における交通信号機は、主道路ＲＭ１，ＲＭ２および従道路ＲＳ１，ＲＳ２のそれぞれに設置された信号灯器２０１と、これら信号灯器２０１と点灯・滅灯の制御が可能に接続された交通信号制御機２０２とを有する。交通信号制御機２０２は、中央装置１０２から信号制御指令を受信し、その信号制御指令から定めた信号制御情報に基づいて、各信号灯器２０１に、青・黄・赤および右折矢等の各信号灯の点灯・消灯および点滅を行わせる。
【００２１】
交通信号制御機２０２には、車両感知器１０４および無線通信装置１０５が通信可能に接続される。交通信号制御機２０２は、車両感知器１０４から感知器情報を受信する。車両感知器１０４は、交差点に流入する車両１０３を感知し、検出結果（感知器情報）を交通信号制御機２０２に送信する。車両感知器１０４は、道路上の車両１０３を感知することによって、車両の通過台数、時間占有率、平均通過速度などの交通情報を計測することができる。車両感知器１０４は、典型的には超音波式感知器である。しかしながら、ループコイル式感知器や遠赤外線式感知器など他の種類の感知器であってもよい。車両感知器１０４は、たとえば停止線から１５０ｍ上流に設置される。車両感知器１０４は、停止線より上流側に複数設置することができる。一般的には、交通量計測用の感知器が停止線から１５０ｍ上流に設置され、渋滞計測用の感知器が停止線から３００ｍ、５００ｍ、以降２５０ｍ間隔で設置される。
【００２２】
また交通信号制御機２０２は、無線通信装置１０５を用いて、交差点を通過する車両１０３の車載装置２０３と通信する。複数の車両に共通する情報については無線通信装置１０５により同報通信を行う。無線通信装置１０５は、車載装置２０３から送信された車両情報を受信するとともに、渋滞情報などの交通情報や、死角の車両の存在などの安全情報、信号時間情報、地図情報、周辺の店舗の情報などを車載装置２０３に送信する。無線通信装置１０５には、ＵＨＦ帯もしくはＶＨＦ帯などを利用した無線ＬＡＮのような中域通信装置を利用することができる。しかしながら、これに代えて、光ビーコンや、電波ビーコン、ＲＦＩＤまたはＤＳＲＣ等の狭域通信機能を有する路上通信装置を利用してもよい。また、携帯電話、ＰＨＳ，多重ＦＭ放送などの広域通信により交通情報を提供することもできる。双方向の広域通信では特に交差点付近に無線通信装置がなくとも、携帯電話網や固定網、インターネットなどを介して車両情報を取得することができる。
【００２３】
図３は交通信号制御機の構成例を説明するための図である。交通信号制御機２０２は、有線通信部３０１、記憶部３０２、灯器駆動部３０３、および演算部３０４を備える。演算部３０４には、一または複数のマイクロコンピュータを利用することができる。演算部３０４は、有線通信部３０１、記憶部３０２、灯器駆動部３０３、および無線通信装置１０５と内部バスや各種インターフェイスを介して接続され、これらに対して入出力を行うことで交通信号制御機２０２の機能を実現する。
【００２４】
有線通信部３０１は、本実施の形態において、中央装置１０２および車両感知器１０４と通信するために用いられる。中央装置１０２から信号制御指令および交通情報を受信し、車両感知器１０４から感知器情報を受信する。また、車両感知器１０４から受信した感知器情報、および無線通信装置１０５から受信した車両情報を中央装置１０２に送信する。中央装置１０２との通信では、中継装置（図示せず）を経由してもよい。中継装置は、車両感知器１０４からの感知器情報を交通信号機１０１を介して間接的に、または直接的に受信したり、無線通信装置１０５から車両情報を受信したりし、それら感知器情報や車両情報を中央装置１０２に送信する。
【００２５】
記憶部３０２には、ハードディスクや半導体メモリ等の各種記録媒体を利用することができる。記憶部３０２は、有線通信部３０１から受信した各種情報および無線通信装置１０５から受信した車両情報（車両の位置データおよび識別データを含む）などを記憶する。
【００２６】
灯器駆動部３０３は半導体リレーを有し、演算部３０４からの指令信号にしたがって、複数の信号灯器２０１の青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）または直流電圧をそのリレーによってオン／オフする。
演算部３０４は、有線通信部３０１により受信された中央装置１０２からの信号制御指令に基づいて灯器駆動部３０３への指令信号を生成し、それによって適当なタイミングで各信号灯器の信号灯色を切り替えさせる。
なお、交通信号制御機が通信・記録する車両情報のような情報には、ハードウェア的にまたはソフトウェア的にプライバシー保護のためにセキュリティを施すようにしてもよい。
【００２７】
図４は車載装置の構成例を説明するための図である。車載装置２０３は、無線通信装置１０５と通信して交通信号制御機２０２との間で各種情報を授受するとともに、目的地へのナビゲーションをすることができる。車載装置２０３は、ＧＰＳ処理部４０１、方位センサ４０２、車速取得部４０３、通信部４０４、記憶部４０５、操作部４０６、表示部４０７、音声出力部４０８、および演算部４０９を備える。
【００２８】
ＧＰＳ処理部４０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報等に基づいて、車両の位置（緯度、経度および高度）を計測する。
方位センサ４０２には、光ファイバジャイロを用いることができる。方位センサ４０２は、車両の方位および角速度を計測する。車速取得部４０３は、車速センサが車輪の角速度を検出することにより計測した車両の速度データを取得する。
【００２９】
通信部４０４は、無線通信装置１０５による無線発信が行われない期間に、他の車両上の車載装置との通信、すなわち車車間通信を行うことができる。通信部４０４は、自装置の識別データ、自車両の位置データおよび速度データなどを車両情報としてリアルタイムに（たとえば０．１から１．０秒周期で）発信する。この車両情報は、無線通信装置１０５によりモニタリングされる。また通信部４０４は、車両の走行によって無線通信装置１０５の通信領域で、その無線通信装置１０５から交通情報を受信することもできる。
【００３０】
記憶部４０５には、ハードディスクや半導体メモリ等の各種記録媒体を利用することができる。記憶部４０５は、通信部４０４が受信した交通情報、および車載装置２０３自身が計測した車両情報のデータなどを記憶する。記憶部４０５には、車車間通信により得た周囲の車両の車両情報を蓄積してもよい。記憶された自身の車両情報のデータは、演算部４０９により通信部４０４に随時出力され、通信部４０４から送信される。光ビーコンのようにスポット通信する場合には、記憶部４０５に蓄積された自身の車両情報のデータをそのスポット通信領域で演算部４０９が読み出し、通信部４０４によりアップリンクする。記憶部４０５には、地図データベースも格納される。
【００３１】
この地図データベースにおける道路地図データは、交差点ＩＤと交差点の位置とを対応付けた交差点データと、リンクＩＤ、そのリンクの始点・終点・補間点（道路が折れ曲がる地点に対応）それぞれの位置、そのリンクの始点に接続するリンクのリンクＩＤ、リンクの終点に接続するリンクのリンクＩＤ、およびリンクコストを含むリンクデータを有する。リンクコストは、たとえば、リンクとその終点に接続するリンクの組合せの数だけ用意されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間として定められる。すなわち、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコスト（時間）と、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト（時間）、つまり、交差点を通過するのに要する時間が含まれる。
【００３２】
操作部４０６は、タッチパネルやボタンを有し、ドライバを含む車両の搭乗者が目的地の設定等を行えるようになっている。表示部４０７は、たとえば車両のダッシュボード部分に取付けられるモニタ装置であり、インターフェイス画面を表示する。音声出力部４０８は、演算部４０９が作成した音声データをスピーカから出力する。
【００３３】
演算部４０９には、一または複数のマイクロコンピュータを用いることができる。演算部４０９は、ＧＰＳ処理部４０１、方位センサ４０２、車速取得部４０３、通信部４０４、記憶部４０５、操作部４０６、表示部４０７、音声出力部４０８とバスを介して接続され、各部に対して入出力を行うことで車載装置２０３の機能を実現する。
【００３４】
演算部４０９は、ＧＰＳ処理部４０１が計測した車両の位置、方位センサ４０２が計測した車両の方位および角速度、車速取得部４０３が取得した車両の速度の各データ、記憶部４０５に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両の位置を定める。演算部４０９は、操作部４０６により目的地の設定を受け付けた場合には、その車両位置に対して目的地への経路計算を行い、表示部７０７や音声出力部４０８を用いてその経路計算の結果を案内する。
【００３５】
図５は中央装置の構成例を説明するための図である。中央装置１０２には、一または複数のコンピュータを利用することができる。図５の例では一台のコンピュータを中央装置１０２として用いている。この中央装置１０２は、記憶部５０１、通信部５０２、表示部５０３、操作部５０４、および演算部５０５を備える。演算部５０５は、記憶部５０１、通信部５０２、表示部５０３、および操作部５０４とバスを介して接続されており、これら各部に対して入出力を行うことで中央装置１０２の機能を実現する。
【００３６】
記憶部５０１には、不揮発性のＲＯＭやフラッシュメモリ、揮発性のＲＡＭなど各種半導体メモリ、ハードディスクなどのコンピュータ読み取り可能な媒体を使用することができる。記憶部５０１は、ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御を行う制御プログラムやその他のプログラムの実行ファイルや、この制御に用いる各種交通指標のデータなどを格納する。実行ファイルには、本発明の交通指標算出方法の各手順を記述した交通指標算出プログラムの実行ファイルまたはプログラムモジュールが含まれる。
【００３７】
演算部５０５が交通指標算出プログラムを実行することで、中央装置１０２に用いるコンピュータに交通指標算出方法の各手順を行わせることができる。これによって、中央装置１０２は本発明の交通指標算出装置として機能する。汎用コンピュータと交通指標算出プログラムを用いるのに代えて、または加えて、交通指標算出方法の手順または交通指標算出装置の機能の一部または全部を専用ハードウェアにより実現してもよい。
【００３８】
交通指標算出プログラムは、電気通信回線や、コンピュータ読み取り可能な媒体を用いて、記憶部５０１に導入することができる。たとえばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光学ディスク、フレキシブルディスクのような磁気ディスク、フラッシュメモリを有する取外し可能な半導体メモリデバイスをその導入に利用することができる。
【００３９】
記憶部５０１は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を感知器情報から得るための第一のデータを格納する手段、さらには車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータを格納する手段として動作する。
【００４０】
通信部５０２は、渋滞情報等を含む交通情報や信号制御指令を所定時間ごとに各交通信号機に送信する。信号制御指令は、信号制御情報の演算周期（たとえば１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報はたとえば５分ごとに送信される。
【００４１】
通信部５０２は、各交通信号機から、車載装置が搭載されている車両に関する情報である車両情報と、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器１０４の感知器情報とをリアルタイムで受信している。車両情報は、少なくとも車両の位置データおよび識別データを含む。車両の速度データや車両の方向、運転中の車両の操作情報などをさらに含んでもよい。
【００４２】
通信部５０２は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、車両感知器１０４から感知器情報を受信する手段、および、車両で計測された車両の位置データを含む車両情報を取得する手段として動作する。ここで、「車両で計測された」は車両自体で計測された場合に限られるものではなく、車載装置や携帯電話等、車両内に設置または持ち込まれた装置で計測された場合を含む。
【００４３】
表示部５０３は、中央装置１０２が管理するエリアの道路地図と、この道路地図上のすべての交通信号機やその他の路上設備の位置を含む画面を表示し、オペレータに渋滞や事故等の状況を報知するのに用いられる。操作部５０４は、キーボードやマウス等の入力インターフェイスである。この操作部５０４によってオペレータは表示部５０３に対する表示切り替え操作等を行える。
【００４４】
演算部５０５は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、たとえば感知器情報から計算された車両の速度、および第一のデータに基づいて第一の待ち行列波及度を求め、その第一の待ち行列波及度から交通指標を算出する手段、および、取得された車両情報に基づいて第一のデータを補正する手段として動作する。
【００４５】
図６は車両の速度から待ち行列波及度を得るための第一のデータの一例を説明するための図である。第一のデータは、車両の速度と待ち行列波及度との関係を表すデータであり、たとえば、予め車両感知器ごとに設定した速度閾値ｓ１、ｓ２およびｓ３を含む。車両の速度Ｓ［ｍ／秒］は、流入流量Ｑ［台／秒］、占有率Ｏ、実効車長（設定値）Ｌｅ［ｍ］を用いて、次式（２）で与えられる。
Ｓ＝（Ｌｅ・Ｑ）／Ｏ  …（２）
ここで、実効車長Ｌｅは、平均車長［ｍ］に感知領域［ｍ］を加算した値である。
【００４６】
中央装置の演算部は、感知器情報から流量Ｑおよび占有率Ｏを決定するとともに、平均車長および感知領域を記憶部から読み出て実効車長Ｌｅを計算し、それら流量Ｑ、占有率Ｏ、および実効車長Ｌｅから上記式（２）にしたがって車両の速度を計算する。この車両の速度から、車両感知器への待ち行列の波及度合いを示す待ち行列波及度を決定する。待ち行列波及度には、車両の速度によって、０〜１．０の値が与えられる。車両の速度に対して、感知器ごとに速度閾値ｓ１、ｓ２およびｓ３が予め設定される。
【００４７】
速度閾値ｓ１は、待ち行列波及度１．０に対応し、待ち行列末尾が車両感知器位置を十分に越えている状態の速度を表す。速度閾値ｓ２は、待ち行列波及度０．５に対応し、待ち行列末尾が車両感知器位置付近に存在する状態の速度を表す。速度閾値ｓ３は、待ち行列波及度０に対応し、待ち行列が感知器速度に影響を及ぼさない状態の速度を表す。中央装置の記憶部に格納される第一のデータは、たとえば、これら速度閾値ｓ１、ｓ２およびｓ３、ならびにそれら速度閾値に対する待ち行列波及度の値を含む。これらの速度閾値ｓ１、ｓ２、ｓ３を使って、車両感知器で得られた平均速度Ｓにより、待ち行列波及度ｒは、次式（３）で与えられる。
ｒ＝１                                  （Ｓ＜ｓ１）
（ｓ２−Ｓ）／（ｓ２−ｓ１）        （ｓ１＜Ｓ＜ｓ２）…（３）
（ｓ３−Ｓ）／（ｓ３−ｓ２）＊０．５（ｓ２＜Ｓ＜ｓ３）
【００４８】
図７は待ち行列波及度から待ち行列長を算出する方法を説明するための図である。図７は感知器位置と待ち行列波及度との関係の一例を表す。この例は、３つの車両感知器Ｄ１、Ｄ２およびＤ３それぞれに対する待ち行列波及度を含む。各点を直線で結んだとき、待ち行列波及度が０．５未満となる地点が渋滞の末尾を示し、渋滞末尾より下流方向に連続して待ち行列波及度が０．５以上である区間の長さが待ち行列長を示す。中央装置の演算部は、各車両感知器に対する待ち行列波及度から各点を結ぶ直線を算出し、待ち行列波及度が０．５となる位置を計算することで、待ち行列長を決定する。中央装置の演算部は、このように待ち行列長を決定するときに用いる速度閾値を車両情報に基づいて補正する。演算部は、車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータを記憶部から読み出し、その第二のデータを用いて速度閾値を補正する。
【００４９】
図８は車両情報から待ち行列波及度を得るための第二のデータの一例を説明するための図である。第二のデータは、車両情報から得た車両の単独で停止した１回当たりの停止時間と待ち行列波及度との関係を表すデータである。第二のデータは、たとえば停止時間閾値Ｔｄ、およびその閾値に対する待ち行列波及度を含む。停止時間閾値Ｔｄは、待ち行列波及度１．０に対応する停止時間の下限値である。停止時間が閾値Ｔｄ以上であるとき、待ち行列末尾が車両感知器位置を十分に越えている状態にある。なお、交通量が少ない場合は、車両情報の停止時間による待ち行列波及度を算出しない。例えば、交通量が６００［台／時］以下であれば、待ち行列波及度は０とする。中央装置の演算部は、この第二のデータを記憶部から読み出すとともに、車両の停止時間を車両情報のデータから取得または算出し、その停止時間に対応する待ち行列波及度を算出する。
【００５０】
図９は車両感知器位置における車両の停止時間を車両情報から算出する方法を説明するための図である。図９は、車両情報を得た車両の走行軌跡９０１、停止波９０２、および発進波９０３を示す。車両の停止位置は、赤信号が開始してから時間とともに交差点上流側に延びていき、交通流率に応じた伝播速度を持つ。これを停止波と呼んでいる。また車両の発進位置は、青信号が開始してから時間とともに交差点上流側に延びていき、交通流率に応じた伝播速度を持つ。これを発進波と呼んでいる。発進波９０３の速度を統計的に予め定めておけば、車両情報から車両の停止位置および停止時刻を得ることで、停止時間を計算することができる。中央装置の演算部は、車両情報を得た車両の停止位置を当該車両情報から取得するとともに、対象交差点の信号制御情報から青信号開始時刻を取得し、さらに発進波９０３の速度を記憶部から読み出す。演算部は、青信号開始時刻、発進波９０３の速度、および車両の停止位置に基づいて、対象車両の停止位置に発進波９０３が到達する時刻を算出することで、当該車両の発進時刻を決定する。演算部は、その発進時刻から、車両情報から得た停止時刻を差し引くことで、対象車両の停止時間を算出することができる。
【００５１】
中央装置の演算部は、さらに各車両感知器位置における車両の停止時間を推定する。演算部は、対象交差点の信号制御情報から赤信号開始時刻を取得し、赤信号開始時刻、ならびに車両情報から得た車両の停止位置および停止時刻に基づいて、発進波９０２を決定する。演算部は、各車両感知器位置が発進波９０２および停止波９０３それぞれと交差する点を求め、停止波９０３との交点の時刻から発進波９０２との交点の時刻を差し引くことで、各車両感知器位置における停止時間を推定する。車両感知器の設置位置が車両情報の示す車両の停止位置よりも対象交差点から離れている場合には、その推定の際に、さらに当該車両感知器による流入流量を用いてもよい。演算部は、各車両感知器位置における停止時間、および図８の第二のデータに基づいて、各車両感知器における待ち行列波及度を算出する。
【００５２】
図１０は車両情報および感知器情報それぞれから求めた各車両感知器位置における待ち行列波及度の例を示す図である。この図において、実線が、上述のように車両情報から求めた各車両感知器位置における待ち行列波及度を示し、一点鎖線が、感知器情報から求めた各車両感知器位置における待ち行列波及度を示す。点１００１は、車両情報を得た車両の停止時間に対応する待ち行列波及度を表す。図１０に示すように、車両情報から求めた待ち行列波及度が０．５以上の区間を特定することで、待ち行列波及度から待ち行列長が得られる。そのために、中央装置の演算部は、車両情報から求めた待ち行列波及度と感知器情報から求めた待ち行列波及度との各車両感知器位置における「ずれ」を算出し、その「ずれ」に基づいて各車両感知器に対する速度閾値を補正する。この「ずれ」は、たとえば、感知器情報から求めた待ち行列波及度（第一の待ち行列波及度）に対する車両情報から求めた待ち行列波及度（第二の待ち行列波及度）の比で表すことができる。
【００５３】
図１１は速度閾値の補正の一例を説明するための図である。中央装置の演算部は、たとえば、上述のように求めた比を速度閾値Ｓ１、Ｓ２およびＳ３に乗算することで、それら速度閾値を値Ｓ１’、Ｓ２’およびＳ３’に補正する。中央装置の演算部は、このような補正をたとえば一定期間ごとに行うことができる。演算部は、その待ち行列波及度から待ち行列長を決定し、その待ち行列長から待ち行列台数を求め、さらには負荷率を求める。それによって、対象交差点の信号制御を行う。
【００５４】
このように本実施の形態における中央装置は、車両情報に基づいて速度閾値を補正するため、待ち行列波及度の決定に実際の交通状況を反映することができ、より適切な信号制御を実現することができる。さらに、この中央装置は、速度閾値の初期値や調整値を自動で設定することも可能であり、装置の運用・管理が容易である。
【００５５】
なお、閑散状態では、待ち行列長が短いため、適用外とすることができる。また、停止することなく通過した車両の車両情報を速度閾値の補正に利用する必要はない。
【００５６】
図１２は車両情報に含まれる各種データのビット割り当て例を説明するための図表である。たとえば光ビーコンのように、車両情報を蓄積し、スポット通信領域で一括して車載装置から送信する場合、この例のようなデータ構成を有する車両情報を用いることができる。この例においては、車両におけるイベントの種別として、単独停止、方向変動、一定距離走行・方向変動、およびアップリンクが用意されている。このイベント種別によって、車載装置から送信するデータを選別することができる。単独停止の場合、停止時間のデータが、方向変動の場合、絶対方位のデータが、一定距離走行・方向変動の場合、前イベントからの走行距離が、アップリンクの場合、無効値がそれぞれ記録される。単独停止の場合の停止時間は８ビットで表され、その先頭ビットの値で秒と分の場合を区別し、残りの７ビットで時間を表すようになっている。このため、１秒を最小単位として、１６進数で０ｘ０１（１秒）から０ｘｆｆ（１２７分）までの時間を割り当てることができる。また方向変動の場合の絶対方位が、北を「１」とし、時計回りに１６単位として割り当てられている。一定距離走行や方向変動の場合、前回イベントからの距離に８ビットが割り当てられており、１ビットが５ｍ単位になっている。この場合、１６進数で０ｘ０１（５ｍ）から０ｘｆｆ（１２７５ｍ）までの走行距離を割り当てることができる。図９には記載していないが、交差点を通過するまでの停止回数やブレーキによる加減速の状態、ウィンカーなどの車両操作を示す情報を情報項目として記録することもできる。また、図９に示したような停止時間を求める手段を構成しなくても、この情報により停止時間を得て、待ち行列波及度の判定閾値の補正に使用することができる。
【００５７】
上述の実施の形態では、車両の停止時間から待ち行列波及度を得る第二のデータを用いたが、その代わりに、車両速度から待ち行列波及度を得るデータを用意してもよい。その場合、その車両速度は、車両情報から取得または算出される。中央装置の演算部は、車両情報から得た車両速度に基づいて待ち行列波及度を決定する。
【００５８】
また上述の実施の形態では、車両の速度から待ち行列波及度を得る第一のデータを用いたが、これに限られるものではない。第一のデータとして、たとえば感知器情報より得た占有時間や占有率などから待ち行列波及度を得るデータを用いるようにしてもよい。この場合、占有時間や占有率に対し、待ち行列波及度が１．０や０．５の値となる閾値を設定し、その閾値を第一のデータとして用いる。このように占有時間や占有率に対する閾値を第１のデータとして用いる場合でも、その値を本発明によって補正することが可能である。
【００５９】
中央装置の演算部は、さらに、車両情報から得られる車両の停止時間や車両速度として、複数の車両に対する停止時間や車両速度の統計値（たとえば平均値）を利用するようにしてもよい。統計値を得る場合には、一定期間または一定数の車両の車両情報を収集する。
【００６０】
上述した実施の形態では、本発明の交通指標算出装置を交通信号制御システムにおける中央装置として利用したが、これに限られるものではない。交通信号制御機やその他の装置に本発明の交通指標算出装置を利用するようにしてもよい。さらに交通指標算出装置はハードウェア的に複数の装置により構成されてもよい。さらに交通信号制御に交通指標を用いる場合だけでなく、車両の運転等のために交通指標を算出する場合にも本発明は利用することができる。算出する交通指標は待ち行列長または待ち行列台数が代表例である。しかしながら、交差点に接続する道路の混雑の度合いを表す旅行時間、遅れ時間、ＣＯ２排出量など、その他の交通指標を算出する場合にも本発明は利用することができる。
【００６１】
上述した実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の交通指標算出装置、交通指標算出方法、交通指標算出プログラムは、交通指標を継続的に精度よく算出することができ、交通信号制御や交通情報の提供など各種用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００  交通信号制御システム    １０１  交通信号機    １０２  中央装置
１０３  車両    １０４  車両感知器    １０５  無線通信装置
２０１  信号灯器    ２０２  交通信号制御機    ２０３  車載装置
３０１  有線通信部    ３０２  交通信号制御機の記憶部    ３０３  灯器駆動部
３０４  交通信号制御機の演算部
４０１  ＧＰＳ処理部    ４０２  方位センサ    ４０３  車速取得部
４０４  車載装置の通信部    ４０５  車載装置の記憶部  ４０６  車載装置の操作部
４０７  車載装置の表示部    ４０８  音声出力部    ４０９  車載装置の演算部
５０１  中央装置の記憶部    ５０２  中央装置の通信部
５０３  中央装置の表示部    ５０４  中央装置の操作部
５０５  中央装置の演算部
９０１  車両の走行軌跡    ９０２  停止波    ９０３  発進波
１００１  車両情報を得た車両の停止時間に対応する待ち行列波及度
【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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