(57)【要約】【課題】低コストで分岐率を推定できる交通流分岐率推定装置、交通流分岐率推定システムおよび交通流分岐率推定方法を提供すること。【解決手段】流入リンク交通量速度算出部２２０は、流入リンクの車両感知器による計測データと軌跡追跡法から、流入リンクにおける車両の走行軌跡を求める。流出リンク交通量速度算出部２３０は、流入リンクにおける車両の走行軌跡、流出リンクの車両感知器による計測データ、および軌跡追跡法から、流出リンクにおける車両の走行軌跡を求める。分岐交通量関係式構築部２４０は、車両の流入リンクから流出リンクへの走行軌跡に同期する流入リンクおよび流出リンクの交通量の関係式を構築する。分岐率組合せ探索部２６０は、分岐率組合せ生成部２５０により生成された分岐率の組合せの候補の中から、構築された関係式を最も良く満足する分岐率の組合せを探索する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入リンクから複数の流出リンクへと交通流が分岐するノードにおける交通流の分岐率を推定する交通流分岐率推定装置であって、
流入リンクと流出リンクとのそれぞれに設置された車両感知器の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量および交通流の速度を取得するデータ取得手段と、
前記一定時間間隔ごとの交通流の速度から、流入リンクから流出リンクへと走行する車両の走行軌跡を求め、前記一定時間間隔ごとの交通量から、前記走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを算出する交通量算出手段と、
前記走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築手段と、
前記関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する分岐率探索手段と、
を有する交通流分岐率推定装置。
【請求項２】
あらかじめ設定された流出リンク側への分岐の大小による順序および分岐の最大と最小の下限のしきい値から、前記ノードにおける交通流の分岐率の組合せの候補を生成する分岐率組合せ生成手段、をさらに有し、
前記分岐率探索手段は、
前記分岐率の組合せの候補の中から、前記関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する、
請求項１記載の交通流分岐率推定装置。
【請求項３】
前記車両感知器の計測データは、前記車両感知器の設置地点における前記一定時間間隔ごとの車両の占有率又は占有時間を含み、
前記データ取得手段は、
前記占有率又は占有時間と、前記一定時間間隔ごとの交通量と、前記車両感知器の設置地点を通過する車両の平均車長とから、前記交通流の速度を算出する、
請求項１又は請求項２記載の交通流分岐率推定装置。
【請求項４】
前記交通量算出手段は、
同一の流入リンクから同一の流出リンクへと至る２つの車両のうち、１つ目の車両が前記流入リンクの所定地点を通過してから２つ目の車両が前記流入リンクの所定地点を通過するまでの車両間交通量と、前記１つ目の車両が前記流出リンクの所定地点を通過してから前記２つ目の車両が前記流出リンクの所定地点を通過するまでの交通量とを算出し、
前記分岐交通量関係式構築手段は、
前記流入リンクの車両間交通量と前記流出リンクの車両間交通量との関係式を構築する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交通流分岐率推定装置。
【請求項５】
前記流入リンクの所定地点および前記流出リンクの所定地点は、それぞれ車両感知器の設置地点であり、前記１つ目の車両は、前記一定時間間隔の最初の時点に前記流入リンクの車両感知器の設置地点を通過する車両であり、前記２つ目の車両は、前記一定時間間隔の最初の時点に前記流入リンクの車両感知器の設置地点を通過する車両である、
請求項４記載の交通流分岐率推定装置。
【請求項６】
前記交通量算出手段は、
前記１つ目の車両および前記２つ目の車両が前記流入リンクの車両感知器の設置地点を通過する時刻を含む時間帯で前記流入リンクの車両感知器の計測データを平滑化して前記流入リンクの平均交通量を算出するとともに、前記１つ目の車両および前記２つ目の車両が前記流出リンクの車両感知器の設置地点を通過する時刻を含む時間帯で前記流出リンクの車両感知器の計測データを平滑化して前記流出リンクの平均交通量を算出し、
前記分岐交通量関係式構築手段は、
前記流入リンクの平均交通量と、前記流出リンクの平均交通量との関係式を構築する、
請求項５記載の交通流分岐率推定装置。
【請求項７】
前記流入リンクの車両感知器の計測データを平滑化する対象となる時間帯は、前記１つ目の車両が前記流入リンクの車両感知器の設置地点を通過する時刻から前記２つ目の車両が流入リンクの終点に到達する時刻で形成され、前記流出リンクの車両感知器の計測データを平滑化する対象となる時間帯は、前記１つ目の車両が前記流出リンクの始点を出発する時刻から前記２つ目の車両画前記流出リンクの車両感知器の設置地点を通過する時刻で形成される、
請求項６記載の交通流分岐率推定装置。
【請求項８】
請求項１記載の交通流分岐率推定装置と他の交通流分岐率推定装置を含んでなる交通流分岐率推定システムであって、
前記他の交通流分岐率推定装置は、
流入リンクと流出リンクとのそれぞれに設置された交通情報収集提供装置の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量と、それぞれの設置地点で車載機積載車両から送出される前記車両の識別情報および前記識別情報の送出時刻とを取得するデータ取得手段と、
前記識別情報および前記識別情報の送出時刻から、流入リンクから流出リンクへと走行する車載機積載車両の走行軌跡を求め、前記一定時間間隔ごとの交通量から、前記車載機積載車両の走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを算出する交通量算出手段と、
前記車載機積載車両の走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築手段と、
前記車載機積載車両の走行軌跡に同期する交通量の関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する分岐率探索手段と、
を有する交通流分岐率推定システム。
【請求項９】
前記他の交通流分岐率推定装置の交通量算出手段は、
同一の流入リンクから同一の流出リンクへと至る２つの車載機積載車両のうち、１つ目の車載機積載車両が前記流入リンクの所定地点を通過してから２つ目の車載機積載車両が前記流入リンクの所定地点を通過するまでの車両間交通量と、前記１つ目の車載機積載車両が前記流出リンクの所定地点を通過してから前記２つ目の車載機積載車両が前記流出リンクの所定地点を通過するまでの交通量とを算出し、
前記分岐交通量関係式構築手段は、
前記２つの車載機積載車両に基づく前記流入リンクの車両間交通量と前記流出リンクの車両間交通量との関係式を構築する、
請求項８記載の交通流分岐率推定システム。
【請求項１０】
請求項１記載の交通流分岐率推定装置と他の交通流分岐率推定装置を含んでなる交通流分岐率推定システムであって、
前記他の交通流分岐率推定装置は、
前記車両感知器の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量を取得するとともに、流入リンクから流出リンクへと走行するプローブカーから送出される前記プローブカーの識別情報、前記識別情報の送出時刻および前記識別情報の送出位置を取得するデータ取得手段と、
前記識別情報、前記識別情報の送出時刻、および前記識別情報の送出位置から、前記プローブカーの走行軌跡を求め、前記一定時間間隔ごとの交通量から、前記プローブカーの走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを算出する交通量算出手段と、
前記プローブカーの走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築手段と、
前記プローブカーの走行軌跡に同期する交通量の関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する分岐率探索手段と、
を有する交通流分岐率推定システム。
【請求項１１】
前記他の交通流分岐率推定装置の交通量算出手段は、
同一の流入リンクから同一の流出リンクへと至る２つのプローブカーのうち、１つ目のプローブカーが前記流入リンクの所定地点を通過してから２つ目のプローブカーが前記流入リンクの所定地点を通過するまでの車両間交通量と、前記１つ目のプローブカーが前記流出リンクの所定地点を通過してから前記２つ目のプローブカーが前記流出リンクの所定地点を通過するまでの交通量とを算出し、
前記分岐交通量関係式構築手段は、
前記２つのプローブカーに基づく前記流入リンクの車両間交通量と前記流出リンクの車両間交通量との関係式を構築する、
請求項１０記載の交通流分岐率推定システム。
【請求項１２】
流入リンクから複数の流出リンクへと交通流が分岐するノードにおける交通流の分岐率を推定する交通流分岐率推定方法であって、
流入リンクと流出リンクとのそれぞれに設置された車両感知器の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量および交通流の速度を取得するデータ取得ステップと、
流入リンクにおける前記一定時間間隔ごとの交通流の速度から、前記流入リンクにおける車両の走行軌跡を求める流入リンク走行軌跡算出ステップと、
前記流入リンク走行軌跡算出ステップで走行軌跡が求められた車両の流入リンク終点の通過時刻と、流出リンクにおける前記一定時間間隔ごとの交通流の速度とから、前記流出リンクにおける前記車両の走行軌跡を求める流出リンク走行軌跡算出ステップと、
前記車両の前記流入リンクから前記流出リンクへの走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを、前記流入リンクにおける一定時間間隔ごとの交通量および前記流出リンクにおける一定時間間隔ごとの交通量から算出する交通量算出ステップと、
前記走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築ステップと、
前記関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する前記分岐率探索ステップと、
を有する交通流分岐率推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路交差点等の交通流分岐箇所における交通流の分岐率を推定する交通流分岐率推定装置、交通流分岐率推定システムおよび交通流分岐率推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路交差点における交通流の分岐率（以下単に「分岐率」という）は、道路交通管制システムや交通情報提供システムにおいて利用される情報の一つである。分岐率に基づいて信号制御や車両の運転者への情報提供が行われ、交通渋滞の緩和など、道路環境の改善が図られている。
【０００３】
従来、分岐率の計測手法は、目視計測やビデオ撮影データの解析といった現地調査によるものが主流であった。ところが、より利用価値の高い計測結果を得ようとする場合、頻繁かつより多くの地点における計測と、経年変化や周辺環境の変化に応じた長期的な計測の実施が求められる。このような計測を人手による現地調査で行った場合、人件費の問題が生じる。
【０００４】
そこで、交差点に車両が流入する流入リンクと、交差点から車両が流出する流出リンクとに、通過車両の車両番号を認識するＡＶＩ（Automatic Vehicle Identification：車番認識装置）をそれぞれ設置して、分岐率を自動計測する技術が、たとえば特許文献１および特許文献２に記載されている。この技術によれば、各ＡＶＩで認識された車両番号を照合して個々の車両の分岐方向を判別し、判別された分岐方向を集計する。これにより、人手による現地調査で行うことなく、分岐率を計測できる。
【０００５】
また、交差点にカメラを設置し、カメラ画像に基づいて個々の車両の分岐方向を判別し、同様に分岐方向を集計して分岐率を自動計測する技術が、たとえば特許文献３に記載されている。
【特許文献１】特開平６-２０３２８８号公報
【特許文献２】特開２００２-３１２８８６号公報
【特許文献３】特開２００５-１９０１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１および特許文献２記載の技術では、全リンクの組合せをカバーするようにＡＶＩを設置してシステム化しなければならない。したがって、導入に多大なコストを要するという問題がある。特許文献３記載の技術も、画像解析が可能な高性能のカメラが交差点ごとに必要であり、やはりコスト面で問題が生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、低コストで分岐率を推定できる交通流分岐率推定装置、交通流分岐率推定システムおよび交通流分岐率推定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の交通流分岐率推定装置は、流入リンクから複数の流出リンクへと交通流が分岐するノードにおける交通流の分岐率を推定する交通流分岐率推定装置であって、流入リンクと流出リンクとのそれぞれに設置された車両感知器の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量および交通流の速度を取得するデータ取得手段と、前記一定時間間隔ごとの交通流の速度から、流入リンクから流出リンクへと走行する車両の走行軌跡を求め、前記一定時間間隔ごとの交通量から、前記走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを算出する交通量算出手段と、前記走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築手段と、前記関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する分岐率探索手段とを具備する構成を採る。
【０００９】
本発明の交通流分岐率推定システムは、上記交通流分岐率推定装置と他の交通流分岐率推定装置を含んでなる交通流分岐率推定システムであって、前記他の交通流分岐率推定装置は、流入リンクと流出リンクとのそれぞれに設置された交通情報収集提供装置の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量と、それぞれの設置地点で車載機積載車両から送出される前記車両の識別情報および前記識別情報の送出時刻とを取得するデータ取得手段と、前記識別情報および前記識別情報の送出時刻から、流入リンクから流出リンクへと走行する車載機積載車両の走行軌跡を求め、前記一定時間間隔ごとの交通量から、前記車載機積載車両の走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを算出する交通量算出手段と、前記車載機積載車両の走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築手段と、前記車載機積載車両の走行軌跡に同期する交通量の関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する分岐率探索手段とを有する構成を採る。
【００１０】
本発明の交通流分岐率推定システムは、上記交通流分岐率推定装置と他の交通流分岐率推定装置を含んでなる交通流分岐率推定システムであって、前記他の交通流分岐率推定装置は、前記車両感知器の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量を取得するとともに、流入リンクから流出リンクへと走行するプローブカーから送出される前記プローブカーの識別情報、前記識別情報の送出時刻および前記識別情報の送出位置を取得するデータ取得手段と、前記識別情報、前記識別情報の送出時刻、および前記識別情報の送出位置から、前記プローブカーの走行軌跡を求め、前記一定時間間隔ごとの交通量から、前記プローブカーの走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを算出する交通量算出手段と、前記プローブカーの走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築手段と、前記プローブカーの走行軌跡に同期する交通量の関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する分岐率探索手段とを有する構成を採る。
【００１１】
本発明の交通流分岐率推定方法は、流入リンクから複数の流出リンクへと交通流が分岐するノードにおける交通流の分岐率を推定する交通流分岐率推定方法であって、流入リンクと流出リンクとのそれぞれに設置された車両感知器の計測データから、それぞれの設置地点における一定時間間隔ごとの交通量および交通流の速度を取得するデータ取得ステップと、流入リンクにおける前記一定時間間隔ごとの交通流の速度から、前記流入リンクにおける車両の走行軌跡を求める流入リンク走行軌跡算出ステップと、前記流入リンク走行軌跡算出ステップで走行軌跡が求められた車両の流入リンク終点の通過時刻と、流出リンクにおける前記一定時間間隔ごとの交通流の速度とから、前記流出リンクにおける前記車両の走行軌跡を求める流出リンク走行軌跡算出ステップと、前記車両の前記流入リンクから前記流出リンクへの走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量とを、前記流入リンクにおける一定時間間隔ごとの交通量および前記流出リンクにおける一定時間間隔ごとの交通量から算出する交通量算出ステップと、前記走行軌跡に同期する前記流入リンクの交通量と前記流出リンクの交通量との関係式を構築する分岐交通量関係式構築ステップと、前記関係式に当てはめたときに最もよく適合する分岐率の組合せを探索する前記分岐率探索ステップとを有するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、道路に設置されている既存の車両感知器を利用して、ノード（交差点）における分岐率を推定できる。これにより、ＡＶＩやカメラを特に設置することなく、低コストで分岐率を推定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施の形態について、それぞれ図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る交通流分岐率推定装置を含む交通流分岐率推定システムの構成を示すシステム構成図である。交通流分岐率推定システム１００は、ノード１１０に接続される第１〜第４のリンク１２０−１〜１２０−４に設置された既存の超音波式車両感知器（以下単に「車両感知器」という）１３０を用いて、ノード１１０における交通流の分岐率を推定するシステムである。ノード１１０は、任意の交差点であり、第１〜第４のリンク１２０−１〜１２０−４は、相互通行の道路である。
【００１５】
図１において、交通流分岐率推定システム１００は、ノード１１０へ車両が流入する道路（以下「流入リンク」という）と、ノード１１０から車両が流出する道路（以下「流出リンク」という）にそれぞれ設置された車両感知器１３０と、交通流分岐率推定装置２００とを有する。以下、第１〜第４のリンク１２０−１〜１２０−４の流入リンクを第１〜第４の流入リンクといい、第１〜第４のリンク１２０−１〜１２０−４の流出リンクを第１〜第４の流出リンクという。
【００１６】
車両感知器１３０は、第１〜第４の流入リンクおよび第１〜第４の流出リンクの任意位置の路面垂直方向に設置されている。車両感知器１３０は、任意の時間間隔ごとに、直下の計測地点の交通量と車両の存在時間の占める割合とを計測または算出し、任意の時間間隔ごとの時点データとして、交通流分岐率推定装置２００に送出する。以下、この任意の時間間隔を５分間隔として説明する。この場合、上記時点データは、５分間隔における通過車両台数を示す５分間交通量と、５分間隔における車両の存在時間（占有時間）またはこの時間の割合を示す占有率とを含む。
【００１７】
交通流分岐率推定装置２００は、マイクロコンピュータからなり、車両感知器１３０の計測データに基づいて、第１〜第４の流入リンクそれぞれの分岐率を算出する。交通流分岐率推定装置２００は、データベース２１０、流入リンク交通量速度算出部２２０、流出リンク交通量速度算出部２３０、分岐交通量関係式構築部２４０、分岐率組合せ生成部２５０、分岐率組合せ探索部２６０、および記憶領域（図示せず）を有する。
【００１８】
データベース２１０は、各車両感知器１３０から送出される５分間隔ごとの時点データを、時系列に記録する。
【００１９】
流入リンク交通量速度算出部２２０は、流入リンクごとおよび５分間隔ごとに、感知器１３０の時点データから交通流の速度を求め、速度データと軌跡追跡法から、５分間隔の最初の時点に計測地点を通過したとする車両およびと最後の時点に計測地点を通過したとする車両の流入リンク終点への到着時刻を求める。また、流入リンク交通量速度算出部２２０は、流入リンクごとおよび５分間隔ごとに、平均交通量および平均速度を算出する。流入リンクにおける平均交通量は、着目する５分間隔を含む時間帯において５分間交通量を平滑化したものであり、流入リンクにおける平均速度は、同時間帯において交通流の速度を平滑化したものである。
【００２０】
流出リンク交通量速度算出部２３０は、流出リンクごとおよび５分間隔ごとに、感知器１３０の時点データから交通流の速度を求める。また、流出リンク交通量速度算出部２３０は、上記流入リンク終点への到着時刻、速度データおよび軌跡追跡法から、５分間隔ごとに、５分間隔の最初の時点および最後の時点に流入リンクの計測地点を通過したとする車両の流出リンクの計測地点を通過する時刻を求める。そして、求めた時刻と車両感知器１３０の時点データから、平均交通量および平均速度を算出する。流出リンクにおける平均交通量は、着目する５分間隔の最初の時点および最後の時点に流入リンクの計測地点を通過したとする車両が流出リンクの計測地点を通過する時刻を含む時間帯において５分間交通量を平滑化したものであり、流出リンクにおける平均速度は、同時間帯において交通流の速度を平滑化したものである。
【００２１】
分岐交通量関係式構築部２４０は、流入リンクの平均交通量と流出リンクの平均交通量から、分岐率の推定の対象となる任意の時間帯について、流入交通量と流出交通量との関係式（以下単に「関係式」という）を構築する。
【００２２】
分岐率組合せ生成部２５０は、交通状況の日常の観察や経験に基づいて定められた制約条件を充足する第１〜第４の流入リンクの分岐率の組合せ候補を生成する。
【００２３】
分岐率組合せ探索部２６０は、分岐率の組合せ候補を全流入リンクに対して組合せ、関係式を最も満足する分岐率の組合せを選択する。
【００２４】
以上の構成を有する交通流分岐率推定システム１００の動作について、以下、詳細に説明する。
【００２５】
ここで、分岐率の推定の対象となる任意の時間帯を、任意日の７時〜８時の１時間とした場合について説明する。以下、インデックスｔは、上記１時間における５分間隔の時点を示し、１，２，３，…，１２の値をとる。また、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域には、全てのリンクについて、リンク始点から計測地点までの距離と、計測地点からリンク終点までの距離とが、あらかじめ格納されているものとする。
【００２６】
第ｉ（ｉ＝１，２，３，４）の流入リンクに設置された各車両感知器１３０は、時点ｔ＝１，２，３，…，１２に、過去５分間のデータを集計し、５分間交通量Ｑi*(t)と占有率または占有時間とを交通流分岐率推定装置２００に送出する。５分間交通量Ｑi*(t)は、時点ｔの５分間隔における第ｉの流入リンクの全流出リンク“＊”（ワイルドカード）への交通量である。
【００２７】
第ｊ（ｊ＝１，２，３，４）の流出リンクに設置された各車両感知器１３０も、各時点ｔに過去５分間のデータを集計し、５分間交通量Ｑ*j(t)と占有率または占有時間とを交通流分岐率推定装置２００に送出する。５分間交通量Ｑ*j(t)は、時点ｔの５分間隔における第ｊの流出リンクの全流入リンク“＊”からの交通量である。
【００２８】
交通流分岐率推定装置２００において、データベース２１０は、各車両感知器１３０から送出される５分間交通量Ｑ(t)と占有率または占有時間とを、時系列に蓄積する。
【００２９】
流入リンク交通量速度算出部２２０は、データベース２１０に蓄積された占有率または占有時間と、あらかじめ定められた平均車長から、流入リンクごとおよび５分間隔ごとに流入リンクの５分間速度Ｖi*(t)を算出し、データベース２１０に蓄積する。５分間速度Ｖ(t)は、時刻ｔの５分間隔における車両速度の平均である。
【００３０】
具体的には、流入リンク交通量速度算出部２２０は、５分間交通量Ｑi*(t)に平均車長Ｌを乗じた値を占有時間Ｏi*(t)で除して、５分間速度Ｖi*(t)を算出する。占有時間ではなく占有率が車両感知器１３０で計測される場合には、５分に占有率を乗じることにより占有時間Ｏi*(t)を得る。算出された５分間速度Ｖi*(t)は、データベース２１０に格納される。以下、５分間交通量Ｑ(t)とこれに対応する５分間速度Ｖ(t)とを、「交通流データ」と総称する。
【００３１】
流出リンク交通量速度算出部２３０は、流入リンク交通量速度算出部２２０と同様に、流出リンクごとおよび５分間隔ごとに流出リンクの５分間速度Ｖ*j(t)を算出し、データベース２１０に蓄積する。なお、５分間速度Ｖi*(t)，Ｖ*j(t)が車両感知器１３０から送出される場合には、そのままデータベース２１０に格納される。
【００３２】
分岐率推定の対象となる時間帯の全ての時点ｔおよび全てにリンクについて、５分間交通量Ｑ(t)と５分間速度Ｖ(t)とがデータベース２１０に格納されると、分岐率推定の処理が開始される。処理の概要は次の通りである。
【００３３】
まず、流入リンク交通量速度算出部２２０は、５分間交通量Ｑi*(t)および５分間速度Ｖi*(t)から平均交通量Ｑ'i*(t)を求め、流出リンク交通量速度算出部２３０は、５分間交通量Ｑ*j(t)および５分間速度Ｖ*j(t)から平均交通量Ｑ'*j(t)を求める。そして、分岐率組合せ探索部２６０は、分岐率交通量関係式構築部２４０により構築される関係式と、分岐率組合せ生成部２５０により生成される分岐率の組合せとを用いて、第ｉの流入リンクから第ｊの流出リンクへの分岐率βijを求める。平均交通量Ｑ'i*(t)に分岐率βijを乗じた値が、第ｉの流入リンクから第ｊの流出リンクへの推定された分岐平均交通量となる。また、５分間交通量Ｑi*(t)に分岐率βij乗じた場合には、車両感知器１３０で時点ｔに集計された計測データに対する推定された分岐交通量となる。
【００３４】
以下、上述の処理について詳細に説明する。まず、流入リンク交通量速度算出部２２０の動作について説明する。
【００３５】
図２は、流入リンク交通量速度算出部２２０の処理を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、ステップＳ１１１０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、分岐率の推定の対象となる時間帯を含む時間帯の交通流データを、データベース２１０から読み込む。
【００３７】
次に、ステップＳ１１２０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、流入リンクおよび任意の時間間隔（５分間隔）をそれぞれ１つ選択する。そして、流入リンク交通量速度算出部２２０は、任意の時間間隔の最初の時点に計測地点を通過したとする車両（以下「先頭車両」という）の、流入リンク始点の出発時刻および流入リンク終点への到着時刻を、車両感知器１３０による速度データと軌跡追跡法から求める。具体的には、流入リンク交通量速度算出部２２０は、各５分間隔の５分間速度Ｖi*と、流入リンク始点から計測地点までの距離、および計測地点から流入リンク終点までの距離から、先頭車両および末尾車両の走行軌跡を追跡し、上記時刻を求める。
【００３８】
次に、ステップＳ１１３０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、任意の時間間隔の最後の時点に計測地点を通過したとする車両（以下「末尾車両」という）の、流入リンク始点の出発時刻および流入リンク終点への到着時刻を、車両感知器１３０による速度データと軌跡追跡法から、同様に求める。
【００３９】
次に、ステップＳ１１４０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、選択した任意の時間間隔を含む時間帯の平均速度Ｖ'i*(t)と平均交通量Ｑ'i*(t)とを求める。
【００４０】
具体的には、流入リンク交通量速度算出部２２０は、流入リンクが短い場合には、選択した任意の時間間隔を通過する車両の、流入リンク始点の最も過去の出発時刻と、流入リンク終点への最も新しい到着時刻とを含む時間帯を抽出する。つまり、先頭車両の流入リンク始点の出発時刻と、末尾車両の流入リンク終点への到着時刻とを含む、５分間隔からなる時間帯を抽出する。そして、流入リンク交通量速度算出部２２０は、抽出した時間帯の５分間速度Ｖi*と５分間交通量Ｑi*をそれぞれ平均し、平均速度Ｖ'i*(t)と平均交通量Ｑ'i*(t)を算出する。
【００４１】
一方、流入リンクが長く、計測地点の位置が流入リンク中の前後にずれるような場合には、抽出の対象となる交通流データの数が多くなり、平均速度Ｖ'i*(t)や平均交通量Ｑ'i*(t)を算出する際の平滑化項数が増大する。したがって、このような場合には、計測地点の通過時刻、つまり選択した任意の時間間隔の最初の時刻と最後の時刻と、末尾車両の流入リンク終点への到着時刻とを含む時間帯を抽出し、同様に平均速度Ｖ'i*(t)と平均交通量Ｑ'i*(t)を求めてもよい。
【００４２】
ここでは、流入リンクが短く、先頭車両の流入リンク始点の出発時刻と末尾車両の流入リンク終点への到着時刻とを含む時間帯の平均値が算出されるものとする。
【００４３】
次に、ステップＳ１１５０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、ステップＳ１１２０で選択した任意の時間間隔について、ステップＳ１１２０〜Ｓ１１４０の処理を全ての流入リンク分終了したかを判別する。流入リンク交通量速度算出部２２０は、いずれかの流入リンクに対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ１１５０：ＮＯ）、ステップＳ１１２０に戻って未処理の流入リンクを選択し、上記処理を全ての流入リンク分終了した場合には（Ｓ１１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１６０に進む。
【００４４】
ステップＳ１１６０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、ステップＳ１１２０〜Ｓ１１５０の処理を、分岐率の推定の対象となる時間帯の全ての５分間隔分終了したかを判別する。流入リンク交通量速度算出部２２０は、いずれかの５分間隔に対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ１１６０：ＮＯ）、ステップＳ１１２０に戻って未処理の５分間隔を選択し、上記処理を全ての５分間隔分終了した場合には（Ｓ１１６０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１７０に進む。
【００４５】
図１に示すように、１本の流出リンクに対して３本の流入リンクが接続されている場合、それぞれの任意の時間間隔で、６組の先頭車両の流入リンク始点の出発時刻および末尾車両の流入リンク終点への到着時刻と、３組の平均速度Ｖ'i*(t)および平均交通量Ｑ'i*(t)が得られる。そして、分岐率の推定の対象となる時間帯全体では、これらのデータが１２セット（ｔ＝１，２，３，…，１２）得られる。
【００４６】
図２のステップＳ１１７０において、流入リンク交通量速度算出部２２０は、流入リンクごとおよび５分間隔ごとに求めた、先頭車両および末尾車両それぞれのリンク終点到着時刻と、平均交通量Ｑ'i*(t)とを、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域に保存し、一連の処理を終了する。
【００４７】
たとえば、ステップＳ１１２０，Ｓ１１３０で、時点ｔ＝５の５分間隔における先頭車両の流入リンク始点の出発時刻と末尾車両の流入リンク終点への到着時刻が、７時２２分、７時３４分と算出されたとする。この場合、これらの時刻を含む５分間隔単位の時間帯は、７時２０分〜７時３５分となる。したがって、ステップＳ１１４０で、７時２０分〜７時２５分、７時２５分〜７時３０分、７時３０分〜７時３５分に対応する５分間交通量Ｑi*(4)、Ｑi*(5)、Ｑi*(6)の平均値と、５分間速度Ｖi*(4)、Ｖi*(5)、Ｖi*(6)の平均値が算出される。そして、これらの平均値が、平均交通量Ｑ'i*(5)、平均速度Ｖ'i*(5)となる。
【００４８】
次に、流出リンク交通量速度算出部２３０の動作について説明する。
【００４９】
図３は、流出リンク交通量速度算出部２３０の処理を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、ステップＳ１２１０において、流出リンク交通量速度算出部２３０は、分岐率の推定の対象となる時間帯を含む時間帯の交通流データを、データベース２１０から読み込む。また、流出リンク交通量速度算出部２３０は、分岐率の推定の対象となる時間帯の各時点ｔについて算出された先頭車両および末尾車両の流入リンク終点への到着時刻を、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域から読み込む。
【００５１】
次に、ステップＳ１２２０において、流出リンク交通量速度算出部２３０は、流出リンクおよび任意の時間間隔（５分間隔）をそれぞれ１つ選択する。流出リンク交通量速度算出部２３０は、流出リンク始点の出発時刻を、接続する各流入リンクの終点への到着時刻と置く。そして、先頭車両および末尾車両の流入リンク終点への到着時刻と、車両感知器１３０による速度データと、軌跡追跡法から、先頭車両および末尾車両それぞれの計測地点の通過時刻および流出リンク終点への到着時刻を求める。具体的には、流出リンク交通量速度算出部２３０は、各５分間隔の５分間速度Ｖ*jと、流出リンク始点から計測地点までの距離、および計測地点から流出リンク終点までの距離から、先頭車両および末尾車両の走行軌跡を追跡し、上記時刻を求める。
【００５２】
次に、ステップＳ１２３０において、流出リンク交通量速度算出部２３０は、先頭車両および末尾車両の計測地点通過時刻を含む時間帯の平均速度Ｖ'*j(t)と平均交通量Ｑ'*j(t)とを求める。
【００５３】
具体的には、流出リンク交通量速度算出部２３０は、流出リンクが短い場合には、流出リンク始点における最も過去の出発時刻と、流出リンク終点における最も新しい到着時刻とを含む５分間隔からなる時間帯を抽出する。そして、流出リンク交通量速度算出部２３０は、抽出した時間帯の５分間速度Ｖ*jと５分間交通量Ｑ*jをそれぞれ平均し、平均速度Ｖ'*j(t)と平均交通量Ｑ'*j(t)を求める。
【００５４】
一方、流出リンクが長く、計測地点の位置が流出リンク中の前後にずれるような場合には、先頭車両の流出リンク始点の出発時刻と末尾車両の計測地点通過時刻とを含む時間帯を抽出して平均速度Ｖ'*j(t)と平均交通量Ｑ'*j(t)を求め、平滑化項数の増大を抑えるようにしてもよい。
【００５５】
ここでは、流出リンクが短く、先頭車両の流出リンク始点の出発時刻と末尾車両の流出リンク終点への到着時刻とを含む時間帯の平均値が算出されるものとする。
【００５６】
また、一般には１つの流出リンクに複数の流入リンクがあるため、流出リンク交通量速度算出部２３０は、複数の走行軌跡から、平均速度Ｖ'*j(t)および平均交通量Ｑ'*j(t)を求める。たとえば、先頭車両の流入リンク終点への到着時刻のうち最も過去の到着時刻と、末尾車両の流入リンク終点への到着時刻のうち最も新しい到着時刻から、先頭車両の流出リンク始点の出発時刻と末尾車両の流出リンク終点への到着時刻とを求める。
【００５７】
次に、ステップＳ１２４０において、流出リンク交通量速度算出部２３０は、ステップＳ１２２０で選択した任意の時間間隔について、ステップＳ１２２０，Ｓ１２３０の処理を全ての流出リンク分終了したかを判別する。流出リンク交通量速度算出部２３０は、いずれかの流出リンクに対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ１２４０：ＮＯ）、ステップＳ１２２０に戻って未処理の流出リンクを選択し、上記処理を全ての流出リンク分終了した場合には（Ｓ１２４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２５０に進む。
【００５８】
ステップＳ１２５０において、流出リンク交通量速度算出部２３０は、ステップＳ１２２０〜Ｓ１２４０の処理を、分岐率の推定の対象となる時間帯の全ての５分間隔分終了したかを判別する。流出リンク交通量速度算出部２３０は、いずれかの５分間隔に対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ１２５０：ＮＯ）、ステップＳ１２２０に戻って未処理の５分間隔を選択し、上記処理を全ての５分間隔分終了した場合には（Ｓ１２５０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２６０に進む。
【００５９】
図１に示すように、１本の流出リンクに対して３本の流入リンクが接続されている場合、それぞれの任意の時間間隔で、それぞれの任意の時間間隔で、６組の先頭車両の流出リンク始点の出発時刻（＝先頭車両の流入リンク終点への到着時刻）および末尾車両の流出リンク終点への到着時刻と、１組の平均速度Ｖ'*j(t)および平均交通量Ｑ'*j(t)が得られる。そして、分岐率の推定の対象となる時間帯全体では、これらのデータが１２セット（ｔ＝１，２，３，…，１２）得られる。
【００６０】
図３のステップＳ１２６０において、流出リンク交通量速度算出部２３０は、流出リンクごとおよび５分間隔ごとに求めた平均交通量Ｑ'*j(t)を、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域に保存し、一連の処理を終了する。
【００６１】
たとえば、流入リンクと流出リンクが１本ずつであり、流入リンク側のｔ＝５の５分間隔７時２５分〜７時３０分に対応する先頭車両および末尾車両の流出リンク始点の出発時刻が、７時２７分、７時３４分と算出されたとする。また、先頭車両の計測地点通過時刻と末尾車両の計測地点通過時刻が、７時３１分、７時３７分と算出され、先頭車両の流出リンク終点への到着時刻と末尾車両の流出リンク終点への到着時刻が、７時３３分、７時４１分と算出されたとする。この場合、先頭車両の流出リンク始点の出発時刻と末尾車両の流出リンク終点への到着時刻が、７時２７分、７時４１分であることから、これらを含む５分間隔単位の時間帯は、７時２５分〜７時４５分となる。
【００６２】
したがって、この場合、ステップＳ１２３０で、７時２５分〜７時３０分、７時３０分〜７時３５分、７時３５分〜７時４０分、７時４０分〜７時４５分の５分間交通量Ｑ*j(5)、Ｑ*j(6)、Ｑ*j(7)、Ｑ*j(8)の平均値と、５分間速度Ｖ*j(5)、Ｖ*j(6)、Ｖ*j(7)、Ｖ*j(8)の平均値が算出される。そして、これらの平均値が、平均交通量Ｑ'*j(5)、平均速度Ｖ'*j(5)となる。
【００６３】
このようにして、任意の時間間隔ごとに、任意の時間間隔の最初の時点および最後の時点に流入リンクの計測地点を通過したとする車両が、流出リンクの計測地点を通過する時刻が求められる。そして、流入リンクで計測された車両が流出リンクで計測されるまでの時間差を考慮した形で、流入リンクの交通流データと流出リンクの交通流データが対応付けられ、任意の時間間隔の平均交通量Ｑ'i*(t)に対応する平均交通量Ｑ'*j(t)が求められる。
【００６４】
図４は、図２および図３の処理を概念的に示す説明図である。図４は、第１，３，４の流入リンクから第２の流出リンク方向への分岐率を求める場合において、１流入・１流出として、第１の流入リンクから第２の流出リンクへの平均交通量と平均速度を求める概念を示している。
【００６５】
図４（Ａ）は、第１、第３、第４の流入リンクの分岐交通量と第２の流出リンクへの流入交通量との関係を示す。第１、第３、第４の流入リンクから第２の流出リンクへの分岐交通量Ｑ12(t)，Ｑ32(t)，Ｑ42(t)は、５分間交通量Ｑ1*(t)，Ｑ3*(t)，Ｑ4*(t)に、それぞれ分岐率β12，β32，β42を乗じて得ることができる。分岐交通量Ｑ12，Ｑ32，Ｑ42は、第２のリンク１２０−２に流入する。
【００６６】
図４（Ｂ）は、第１のリンク１２０−１から第２のリンク１２０−２へと流入する走行車両の軌跡追跡から出発時刻や到着時刻を求める過程を示す。まず、時点ｔの５分間隔３０１の５分間交通量Ｑ1*(t)および５分間速度Ｖ1*(t)と、前後の５分間隔の５分間速度Ｖ1*(t-1)，Ｖ1*(t+1)が取得される。そして、軌跡追跡法により、先頭車両と末尾車両の第１の流入リンク始点出発時刻３１１，３１２と、第１の流入リンク終点への到着時刻３２１，３２２とが求められる。次に、上記到着時刻３２１，３２２が、それぞれ先頭車両と末尾車両の第２の流出リンク始点出発時刻３３１，３３２と置かれる。そして、各５分間隔における５分間速度Ｖ*2から、軌跡追跡法により、先頭車両と末尾車両の第２の流出リンクにおける計測地点通過時刻３４１，３４２と、流出リンク終点への到着時刻３５１，３５２とが求められる。通過時刻３４１，３４２間の時間範囲３０２は、５分間交通量Ｑ12(t)に対応する交通流が、第２の流出リンクの計測地点を通過する時間範囲である。
【００６７】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示す過程で求められた時刻や車両感知器１３０による交通流データから得た平均交通量や平均速度による軌跡追跡結果を示す。まず、出発時刻３１１および到着時刻３２２を含む時間帯の５分間交通量Ｑ1*および５分間速度Ｖ1*がそれぞれ平滑化され、平均交通量Ｑ'1*(t)および平均速度Ｖ'1*(t)が求められる。また、図４（Ｂ）に示す出発時刻３３１および到着時刻３５２を含む時間帯の５分間交通量Ｑ*2および５分間速度Ｖ*2がそれぞれ平滑化され、平均交通量Ｑ'*2(t)および平均速度Ｖ'*2(t)が求められる。平均交通量Ｑ'*2(t)に相当する時間範囲は、図４（Ｃ）に示す時間範囲３０３である。
【００６８】
次に、分岐交通量関係式構築部２４０の動作について説明する。
【００６９】
図５は、分岐交通量関係式構築部２４０の処理を示すフローチャートである。ここでは、分岐交通量関係式構築部２４０は、分岐率βijを未知の係数として流入リンクの平均交通量Ｑ'i*(t)に乗じた分岐交通量の流入リンク分の総和と、流出リンクの平均交通量Ｑ'*j(t)とから、平均交通量と分岐率の関係式を構築する。
【００７０】
まず、ステップＳ１３１０において、分岐交通量関係式構築部２４０は、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域から、分岐率の推定の対象となる時間帯の各々の流入リンクおよび流出リンクの平均交通量Ｑ'i*(t)，Ｑ'*j(t)を読み込む。
【００７１】
次に、ステップＳ１３２０において、分岐交通量関係式構築部２４０は、流入リンクの平均交通量Ｑ'i*(t)、流出リンクの平均交通量Ｑ'*j(t)および分岐率βijの関係式を、以下の式（１）のように構築する。
【数１】
2008181397.tif 000003
【００７２】
次に、ステップＳ１３３０において、分岐交通量関係式構築部２４０は、構築した関係式を交通流分岐率推定装置２００の記憶領域に保存し、一連の処理を終了する。
【００７３】
なお、本実施の形態では、１時間のデータに基づいて関係式を構築するようにしているが、さらに直近の他の時間帯のデータを用いてもよい。この場合には、この追加された時間帯または直後の分岐率を求めることになる。また、過去の同一の時間帯のデータが多数存在する場合には、それらのデータも用いてもよい。この場合には、関係式の数が増加する。
【００７４】
次に、分岐率組合せ生成部２５０および分岐率組合せ探索部２６０の動作について説明する。
【００７５】
分岐率組合せ生成部２５０は、分岐率の組合せを生成する。分岐率組合せ探索部２６０は、生成された分岐率の組合せの中から、関係式を満足するものを探索する。しかしながら、この関係式を満足する分岐率の組合せは、多数存在する可能性がある。
【００７６】
そこで、分岐率組合せ生成部２５０は、値「０」〜「１」の数値範囲を、たとえば０.１刻みというように任意のきざみ幅Δｂで分割して分岐率βijを離散化し、さらに分岐率の組合せの制約条件を適用することにより、組合せ数の増大を抑制する。上記制約条件としては、たとえば、各流入リンクから流出リンクへの分岐の大小による分岐順序と分岐率βijの最大および最小の下限のしきい値があらかじめ設定され、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域に保存される。
【００７７】
分岐率の組合せの数は分岐率のきざみ幅Δｂによって増減する。したがって、計算負荷と求められる推定精度とを考慮して、適切なきざみ幅Δｂを選定すればよい。また、分岐率の制約条件には、時間帯ごとの交通状況の日常の観察や経験等を反映させればよい。たとえば、幹線道路で直進方向への分岐が半数以上と観察される場合、直進方向への分岐率に０.５以上という制約条件が設定される。
【００７８】
図６は、分岐率組合せ生成部２５０の処理を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、ステップＳ１４１０において、分岐率組合せ生成部２５０は、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域から、各流入・流出リンクの制約条件を読み込む。この制約条件は、たとえば、各流入リンクから流出リンクへの分岐順序と、分岐率βijの最大および最小の下限のしきい値である。
【００８０】
次に、ステップＳ１４２０において、分岐率組合せ生成部２５０は、各流入・流出リンクの制約条件を充足する各流入リンクの分岐率の組合せを、求める分岐率の組合せの候補として生成する。このとき、分岐のロスがないものとして、第ｉの流入リンクについての分岐率の総和（Σｊβij）が１.０となるような分岐率の組合せを生成する。
【００８１】
たとえば、第１の流入リンクの各流出リンクへの分岐が、降順に第３の流出リンク、第４の流出リンク、第２の流出リンクと設定され、分岐率βijの最小の下限値が０.１、最大の下限値が０.５とそれぞれ設定されたとする。この場合、第２のリンク１２０−２への分岐率βijは０.１以上となり、第３のリンク１２０−３への分岐率βijは０.５以上となる。これは、第１のリンク１２０−１からノード１１０に流入する車両の少なくとも半分以上が直進し、１割程度が左折するという分岐関係である。第３，４，２の流出リンクへの分岐率の組合せ候補は、｛０.５，０.４，０.１｝，｛０.５，０.３，０.２｝，｛０.６，０.３，０.１｝，｛０.７，０.２，０.１｝となる。
【００８２】
なお、上記制約条件として、それぞれの分岐方向にレンジを設定してもよい。この場合には、分岐率組合せ生成部２５０は、全ての方向の分岐率βijが設定された範囲にあるか、または１方向の分岐率βijのみ範囲外にあるような分岐率の組合せ候補を決定する。
【００８３】
次に、ステップＳ１４３０において、分岐率組合せ生成部２５０は、ステップＳ１４２０で生成した分岐率の組合せ候補を交通流分岐率推定装置２００の記憶領域に保存し、一連の処理を終了する。
【００８４】
図７は、分岐率組合せ探索部２６０の処理を示すフローチャートである。
【００８５】
まず、ステップＳ１５１０において、分岐率組合せ探索部２６０は、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域から、分岐率推定の対象となる時間帯の全ての流入リンクの分岐率の組合せ候補を読み込む。
【００８６】
次に、ステップＳ１５２０において、分岐率組合せ探索部２６０は、上記記憶領域から、関係式に組み込まれた各々の流入リンクと流出リンクの平均交通量Ｑ'i*(t)，Ｑ'*j(t)を読み込む。
【００８７】
次に、ステップＳ１５３０において、分岐率組合せ探索部２６０は、分岐率の組合せ候補を全ての流入リンクの全ての時点ｔの平均交通量Ｑ'i*(t)に対して適用し、関係式を最も良く満足する分岐率の組合せを選択する。
【００８８】
分岐率組合せ探索部２６０は、たとえば、最適化手法を用い、関係式を最もよく近似する分岐率の組合せを求める。組合せ数が少ない場合には、総当り法を用いて、関係式を最も満足する組合せを特定してもよい。具体的には、たとえば、分岐率の組合せによって、式（１）に示す関係式の左辺から求められる値、つまり交通量の推定値と、式（１）に示す関係式の右辺の値との誤差や自乗誤差の総和を最小化する分岐率の組合せを特定すればよい。組合せ数が多く、組合せ爆発を起こす場合には、ランダム探索法といった手法を適用し、分岐率の組合せ候補を確率的に選択し、最も良好な組合せを求めてもよい。
【００８９】
次に、ステップＳ１５４０において、分岐率組合せ探索部２６０は、選択した分岐率の組合せを、交通流分岐率推定装置２００の記憶領域に格納し、一連の処理を終了する。
【００９０】
このようにして、車両感知器１３０で計測された交通流データから、各流入リンクから各流出リンクへの分岐率βijが推定される。分岐交通量を求める場合には、上記時間帯の交通量に分岐率βijを乗ずればよい。分岐率βijのデータは、たとえば、直後の時間帯や次の日の同じ時間帯における信号制御のためのデータとして用いたり、運転者への情報提供に用いたりして、道路交通渋滞の解消などに役立てることができる。なお、分岐交通量関係式構築部２４０が生成する関係式が多ければ多いほど、より一般化された推定結果として、分岐率βijが得られる。
【００９１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、流入リンクにおける車両感知器の計測データから、軌跡追跡法により先頭車両および末尾車両の流入リンクにおける走行軌跡を求め、先頭車両および末尾車両の流入リンク終点への到着時刻と流出リンクにおける車両感知器の計測データから、さらに軌跡追跡法により先頭車両および末尾車両の流出リンクにおける走行軌跡を求める。次に、得られた走行軌跡と車両感知器の計測データから、流入・流出リンクそれぞれについて、車両感知器の計測地点を先頭車両が通過してから末尾車両が通過するまでの時間範囲の交通量、つまり先頭車両と末尾車両の走行軌跡に同期する交通量を算出する。そして、同期する流入交通量と流出交通量との関係式を最も良く満足する分岐率の組合せを探索する。これにより、道路に設置されている既存の車両感知器を利用して、ノード（交差点）における分岐率を推定できる。つまり、路上への新たな機材の設置を要しないため、低コストで分岐率を推定でき、各交差点に容易に導入し、既存の交通管制システムや情報提供システムに適用できる。また、得られた分岐率によって、信号制御や交通管理の精度や性能向上に寄与できる。
【００９２】
車両感知器は、交差点から比較的離れた位置に設置されていることが多い。したがって、通常、流入リンクの車両感知器で計測された車両が、流出リンクの車両感知器で計測されるまでには時間差が生じる。本実施の形態によれば、軌跡追跡法により、車両の流入リンクの計測地点通過時刻と流出リンクの計測地点通過時刻とを対応付けて、流入リンクと流出リンクと分岐率の平均交通量関係式を構築するので、上記時間差を考慮した高い精度での分岐率推定が可能となる。
【００９３】
また、本実施の形態によれば、分岐率の制約条件に基づいて分岐率の組合せを生成し、この分岐率の組合せに対して上記探索を行う。これにより、分岐率を効率良く推定することができる。この分岐率の制約条件に、時間帯ごとの交通状況の日常の観察や経験等を反映させるようにすれば、分岐率の推定をさらに効率良く行うことができるだけでなく、上記観察および経験に沿った分岐率推定が可能となる。さらに、分岐率推定の対象となる時間帯の任意の時間間隔ごとに関係式を構築するので、異なる複数の時間範囲における複数の関係式が構築され、高い精度で分岐率βijを推定できる。また、全ての任意の時間間隔における流入リンク計測地点の交通量を均一に用いて上記複数の関係式を構築するので、上記時間帯でより一般化された推定結果を得ることができる。
【００９４】
なお、以上説明した本実施の形態では、車両感知器における計測の単位となる任意の時間間隔の最初の時点および最後の時点に流入リンクの計測地点を通過したとする車両の走行軌跡を求め、これらの走行軌跡に同期する交通量により関係式を構築したが、これに限るものではない。任意の時点に流入リンクの計測地点を通過したとする車両の走行軌跡に同期する交通量により関係式を構築してもよい。また、１つの走行軌跡に同期する交通量から関係式を構築するようにしてもよい。この場合、たとえば、平均交通量を算出する時間幅をあらかじめ定めておくようにすればよい。
【００９５】
（実施の形態２）
光ビーコンは、車両感知のための赤外線通信機能を備えた端末であり、交通情報収集提供装置または光学式車両感知器とも呼ばれる装置である。光ビーコンは、主要な幹線道路には既に導入され、車両感知器と同様に交通量を計測するとともに、一意の車両ＩＤ（identifier）を割り振られた車載機を搭載した車両（以下「車載機搭載車両」という）が計測地点を通過するとき、車載機からＩＤを受信する。実施の形態１で求められる走行軌跡は、感知器の計測データによって算出される仮想的なものであり、実際の車両の走行軌跡とは必ずしも一致しない。一方、光ビーコンのデータからは、車載機搭載車両が実際に計測地点を通過した時刻が求められ、この時刻データを用いることにより、より高い精度で分岐率を推定できる。そこで、本実施の形態では、光ビーコンが各リンクに設置された交差点に対しては光ビーコンのデータから分岐率を推定することにより、車両感知器の計測データから推定された分岐率の誤差を補償し、道路交通網における分岐率推定の精度の向上を図る。
【００９６】
図８は、本発明の実施の形態２に係る交通流分岐率推定システムの構成を示すシステム構成図であり、実施の形態１の図１に対応するものである。図８において、図１と等価な部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。
【００９７】
図８に示すように、交通流分岐率推定システム４００は、ノード４１０に接続された第１〜第４のリンク４２０の流入・流出リンクのそれぞれに配置された光ビーコン４３０と、交通流分岐率推定装置５００とを有する。各光ビーコン４３０は、交通流分岐率推定装置５００に接続されている。交通流分岐率推定システム４００は、図１に示す交通流分岐率推定装置２００および第１〜第４のリンク１２０に設置された車両感知器１３０を含むが、ここでの図示を省略する。以下、第１〜第４のリンク４２０−１〜４２０−４の流入リンクを第１〜第４の流入リンクといい、第１〜第４のリンク４２０−１〜４２０−４の流出リンクを第１〜第４の流出リンクという。
【００９８】
光ビーコン４３０は、第１〜第４の流入リンクおよび第１〜第４の流出リンクの任意位置の路面垂直方向に設置されている。各光ビーコン４３０は、任意の時間間隔ごとに直下の計測地点の交通量を計測とともに、計測地点において車載機搭載車両から送出されるＩＤ等のアップリンクデータを取得する。光ビーコン４３０は、計測した交通量と、受信したアップリンクデータとを、任意の時間間隔ごとの時点データとして、交通流分岐率推定装置５００に送出する。以下、この任意の時間間隔を５分間隔として説明する。この場合、時点データは、５分間隔の通過車両台数を示す計測交通量Ｑ(t)を含む。
【００９９】
交通流分岐率推定装置５００は、マイクロコンピュータからなり、光ビーコン４３０の計測交通量データおよびアップリンクデータに基づいて、第１〜第４の流入リンクの分岐率を算出する。交通流分岐率推定装置５００は、流入・流出通過交通量算定部５２０および分岐交通量関係式構築部５４０を有する。
【０１００】
データベース２１０は、各光ビーコン４３０から送出される時点データを、時系列に蓄積する。
【０１０１】
流入・流出通過交通量算定部５２０は、各流入リンクで取得された車載機搭載車両のＩＤおよび計測地点通過時刻と、各流出リンクで取得された車載機搭載車両のＩＤおよび計測地点通過時刻とを照合して車載機搭載車両の軌跡を追跡する。そして、流入・流出通過交通量算定部５２０は、軌跡追跡車両の計測地点通過時刻、つまり軌跡追跡車両の走行軌跡に同期する流入リンクの通過交通量と流出リンクの通過交通量とを算出する。
【０１０２】
分岐交通量関係式構築部５４０は、流入リンクの通過交通量と流出リンクの通過交通量から、分岐率の推定の対象となる任意の時間帯について、流入交通量と流出交通量との関係式（以下単に「関係式」という）を構築する。
【０１０３】
分岐率組合せ生成部２５０は、軌跡追跡車両の分岐率β'ijに基づく制約条件を充足する第１〜第４の流入リンクの分岐率の組合せ候補を生成する。
【０１０４】
分岐率組合せ探索部２６０は、分岐率の組合せ候補を全流入リンクに対して組合せ、関係式を最も満足する分岐率の組合せを選択する。
【０１０５】
以上の構成を有する交通流分岐率推定システム４００の動作について、以下、詳細に説明する。
【０１０６】
ここで、実施の形態１と同様に、分岐率の推定の対象となる任意の時間帯は任意日の７時〜８時の１時間とし、インデックスｔは上記１時間における５分間隔の時点を示す。また、交通流分岐率推定装置５００の記憶領域には、全てのリンクについて、リンク始点から計測地点までの距離と、計測地点からリンク終点までの距離とが、あらかじめ格納されているものとする。
【０１０７】
各光ビーコン４３０は、時点ｔ＝１，２，３，…，１２に、過去５分間のデータを集計し、計測交通量Ｑ(t)と、車載機搭載車両から受信したアップリンクデータを、交通流分岐率推定装置５００に送出する。
【０１０８】
交通流分岐率推定装置５００において、データベース２１０は、各光ビーコン４３０から送出される計測交通量Ｑ(t)を時系列に蓄積するとともに、各光ビーコン４３０から送出されるアップリンクデータを計測地点の通過時刻と対応付けて蓄積する。
【０１０９】
流入・流出通過交通量算定部５２０は、各流入リンクで取得された車載機搭載車両のＩＤおよび計測地点通過時刻と、各流出リンクで取得された車載機搭載車両のＩＤおよび計測地点通過時刻とを照合して車載機搭載車両の軌跡を追跡し、車載機搭載車両の分岐を確定する。そして、流入・流出通過交通量算定部５２０は、分岐が確定された車両（以下「軌跡追跡車両」という）の分岐方向から、軌跡追跡車両の分岐率を算出し、交通流分岐率推定装置５００の記憶領域（図示せず）に格納する。具体的には、分岐方向が得られた全車両数で分岐方向別の車両数を除し、各流入リンクから各流出リンク方向への軌跡追跡車両の分岐率β'ijを算出する。
【０１１０】
分岐率推定の対象となる時間帯の全ての時点ｔおよび全てにリンクについて、計測交通量Ｑ(t)および受信したアップリンクデータがデータベース２１０に格納され、上記時間帯の軌跡追跡車両の分岐率β'ijが記憶領域に格納されると、分岐率推定の処理が開始される。ここでは、軌跡追跡車両の走行軌跡という付与データを参考に、流入・流出交通量に均衡する分岐率、つまり、これらのデータセットに対して平均的な意味で近似する一意の分岐率を推定するものとして説明する。与えるデータが時間帯や傾向等で類似のものであれば、その時間帯や交通状況での交通量によって推定された分岐率β"ijとなる。処理の概要は次の通りである。
【０１１１】
まず、流入・流出通過交通量算定部５２０は、計測交通量Ｑi*(t)，Ｑ*j(t)から、軌跡追跡車両の各計測地点通過時刻に同期する通過交通量Ｑ"i*(t)，Ｑ"*j(t)を算出する。そして、分岐率組合せ探索部２６０は、分岐交通量関係式構築部５４０により構築される関係式と、軌跡追跡車両の分岐率β'ijに基づき分岐率組合せ生成部２５０により生成される分岐率の組合せから、通過交通量Ｑ"i*(t)，Ｑ"*j(t)に均衡する上記時間帯の分岐率β"ijを推定する。推定分岐率β"ijに任意の時点ｔの計測交通量Ｑi*(t)を乗じた値は、第ｉの流入リンクから第ｊの流出リンク方向への推定された平均的な分岐交通量となる。
【０１１２】
以下、上述の処理について詳細に説明する。まず、流入・流出通過交通量算定部５２０の動作について説明する。
【０１１３】
図９は、流入・流出通過交通量算定部５２０の処理を示すフローチャートである。
【０１１４】
まず、ステップＳ４１１０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、データベース２１０から、分岐率の推定の対象となる時間帯について、全ての光ビーコン４３０における軌跡追跡車両の通過時刻データを、データベース２１０から読み込む。
【０１１５】
次に、ステップＳ４１２０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、分岐率の推定の対象となる時間帯の全ての光ビーコン４３０の計測交通量データを、データベース２１０から読み込む。
【０１１６】
次に、ステップＳ４１３０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、流入リンクおよび任意の時間間隔（５分間隔）をそれぞれ１つ選択する。そして、流入・流出通過交通量算定部５２０は、軌跡追跡車両の通過時刻データから、任意の時間間隔内における最も過去の軌跡追跡車両の計測地点通過時刻と最も新しい軌跡追跡車両の計測地点通過時刻を求める。つまり、流入・流出通過交通量算定部５２０は、任意の時間間隔で、流入リンクの計測地点を最初に通過した軌跡追跡車両（以下「先頭追跡車両」という）の計測地点通過時刻と、最後に通過した軌跡追跡車両（以下「末尾追跡車両」という）の計測地点通過時刻とを求める。
【０１１７】
次に、ステップＳ４１４０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、選択した任意の時間間隔の計測交通量Ｑi*(t)から、先頭追跡車両の計測地点通過時刻から末尾追跡車両の計測地点通過時刻までの時間範囲における通過交通量Ｑ"i*(t)を求める。
【０１１８】
図１０は、第ｉの流入リンクにおける通過交通量の算出の概念の一例を示す説明図である。横軸を流入リンクの始点からの距離、縦軸を時間軸とし、７時〜７時５分（ｔ＝１）に流入リンクの計測地点を通過した交通流について図示している。
【０１１９】
図１０に示すように、７時〜７時５分に、光ビーコン４３０の計測地点６１１を、車両６１２が複数台通過し、先頭追跡車両と末尾追跡車両の計測地点通過時刻６１３，６１４がそれぞれ７時１分、７時４分であったとする。流入・流出通過交通量算定部５２０は、通過時刻６１３から通過時刻６１４までの時間範囲６１５の通過交通量Ｑ"i*(1)を、ｔ＝１の時間範囲６１６の計測地点６１１における計測交通量Ｑi*(1)と、時間範囲６１５が時間範囲６１６において占める割合から算出する。
【０１２０】
たとえば、計測交通量Ｑi*(1)、つまり７時〜７時５分の５分間の交通量が５０台であったとする。この場合、流入・流出通過交通量算定部５２０は、７時１分から７時４分までの時間が３分であることから、通過交通量Ｑ"i*(1)を、５０［台］×３［分］／５［分］＝３０［台］と算定する。
【０１２１】
つまり、流入・流出通過交通量算定部５２０は、任意の時間間隔に対する先頭追跡車両の計測地点通過時刻から末尾追跡車両の計測地点通過時刻までの時間の割合を、計測交通量Ｑi*(t)に乗じて、通過交通量Ｑ"i*(t)を求める。なお、車載機を搭載していない車両を含む各通過車両の通過時刻も計測されている場合には、先頭追跡車両の流入リンクの計測地点通過時刻から末尾追跡車両の流入リンクの計測地点通過時刻までの実際の通過交通量をカウントしてもよい。
【０１２２】
図９のステップＳ４１５０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、選択した任意の時間間隔について、ステップＳ４１３０，Ｓ４１４０の処理を全ての流入リンク分終了したかを判別する。流入・流出通過交通量算定部５２０は、いずれかの流入リンクに対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ４１５０：ＮＯ）、ステップＳ４１３０に戻って未処理の流入リンクを選択し、上記処理を全ての流入リンク分終了した場合には（Ｓ４１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１６０に進む。
【０１２３】
ステップＳ４１６０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、流出リンクを１つ選択する。そして、流入・流出通過交通量算定部５２０は、軌跡追跡車両の通過時刻データから、選択した任意の時間間隔における全流入リンクの先頭追跡車両および末尾追跡車両のうち、流出リンクにおける最も過去の先頭追跡車両の計測地点通過時刻と、最も新しい末尾追跡車両の計測地点通過時刻とを求める。
【０１２４】
次に、ステップＳ４１７０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、計測交通量Ｑ*jから、先頭追跡車両の計測地点通過時刻から末尾追跡車両の計測地点通過時刻までの通過交通量Ｑ"*j(t)を求める。ただし、流入側と流出側では、各々で走行軌跡に基づく通過時刻に同期する交通量が求められるため、データの計測時刻には差が存在する。
【０１２５】
図１１は、第ｊの流出リンクにおける通過交通量の算出の概念の一例を示す説明図であり、図１０に対応するものである。図１１は、７時〜７時５分（ｔ＝１）に流入リンクの計測地点を通過した交通流が、７時〜７時１０分（ｔ＝１，２）に流出リンクの計測地点を通過した場合について示している。
【０１２６】
流入・流出通過交通量算定部５２０は、流出リンクにおける先頭追跡車両の最も過去の計測地点通過時刻６２２から、末尾追跡車両の最も新しい計測地点通過時刻６２３までの時間範囲６２４を含む時間範囲６２５、６２６の交通量、つまり計測交通量Ｑ*j(1)、Ｑ*j(2)から、通過交通量Ｑ"*j(1)を算出する。
【０１２７】
たとえば、通過時刻６２２，６２３が、７時２分と７時９分であり、７時〜７時５分の交通量と７時５分〜７時１０分の交通量、つまり計測交通量Ｑ*j(1)，Ｑ*j(2)が、それぞれ６０台、５０台であったとする。この場合、流入・流出通過交通量算定部５２０は、７時２分から７時５分までの時間が３分、７時５分から７時９分までの時間が４分であることから、それぞれの時間範囲６２５，６２６に占める割合を用いて、通過交通量Ｑ"*j(1)を、６０[台]×３[分]／５[分]＋５０[台]×４[分]／５[分]＝７６[台]と算定する。
【０１２８】
次に、図９のステップＳ４１８０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、ステップＳ４１３０で選択した任意の時間間隔について、ステップＳ４１６０，Ｓ４１７０の処理を全ての流出リンク分終了したかを判別する。流入・流出通過交通量算定部５２０は、いずれかの流出リンクに対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ４１８０：ＮＯ）、ステップＳ４１６０に戻って未処理の流出リンクを選択し、上記処理を全ての流出リンク分終了した場合には（Ｓ４１８０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１９０に進む。
【０１２９】
ステップＳ４１９０において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、ステップＳ４１３０〜Ｓ４１８０の処理を、分岐率の推定の対象となる時間帯の全ての５分間隔分終了したかを判別する。流入・流出通過交通量算定部５２０は、いずれかの５分間隔に対して上記処理を行っていない場合には（Ｓ４１９０：ＮＯ）、ステップＳ４１３０に戻って未処理の５分間隔を選択し、上記処理を全ての５分間隔分終了した場合には（Ｓ４１９０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２００に進む。
【０１３０】
ステップＳ４２００において、流入・流出通過交通量算定部５２０は、付与データの時点数分（ここでは、ｔ＝１，２，３，…，１２）、つまり１２組生成された通過交通量Ｑ"i*(t)，Ｑ"*j(t)からなるデータセットを、交通流分岐率推定装置５００の記憶領域に格納し、一連の処理を終了する。
【０１３１】
このようにして、分岐率の推定の対象となる時間帯について、軌跡追跡車両の走行軌跡に同期する通過交通量Ｑ"i*(t)，Ｑ"*j(t)が求められる。
【０１３２】
次に、分岐交通量関係式構築部５４０の動作について説明する。
【０１３３】
図１２は、分岐交通量関係式構築部５４０の処理を示すフローチャートである。ここでは、分岐交通量関係式構築部５４０は、分岐率β"ijを未知の係数として流入リンクの通過交通量Ｑ"i*(t)に乗じた分岐交通量の流入リンク分の総和と、流出リンクの通過交通量Ｑ"*j(t)とから、通過交通量と分岐率の関係式を構築する
【０１３４】
まず、ステップＳ４３１０において、分岐交通量関係式構築部５４０は、交通流分岐率推定装置５００の記憶領域から、分岐率の推定の対象となる時間帯の各々の流入リンクおよび流出リンクの通過交通量Ｑ"i*(t)，Ｑ"*j(t)を読み込む。
【０１３５】
次に、ステップＳ４３２０において、分岐交通量関係式構築部５４０は、流入リンクの通過交通量Ｑ"i*(t)、流出リンクの通過交通量Ｑ"*j(t)および分岐率β"ijの関係式を、以下の式（２）のように構築する。
【数２】
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【０１３６】
ステップＳ４３３０において、分岐交通量関係式構築部５４０は、構築した関係式を、交通流分岐率推定装置５００の記憶領域に格納し、一連の処理を終了する。
【０１３７】
次に、分岐率組合せ生成部２５０の動作について説明する。
【０１３８】
分岐率組合せ生成部２５０は、実施の形態１と同様に、各流入・流出リンクの制約条件を読み込み、制約条件を充足する分岐率の組合せ候補を生成する。このとき、本実施の形態では、軌跡追跡車両の分岐率β'ijから、分岐率の組合せの制約条件が設定される。
【０１３９】
具体的には、分岐率組合せ生成部２５０は、たとえば、レンジを利用し、分岐率推定の対象となる時間帯で得られた軌跡追跡車両の分岐率β'ijの分布範囲内に、全ての流出方向への分岐率β"ijが存在するか、または１つを除く流出方向への分岐率β"ijが存在する組合せを生成する。たとえば、第１の流入リンクから第２〜４の流出リンクへの軌跡追跡車両の分岐率β'ijの範囲が、順に０.１〜０.２，０.６〜０.８，０.１〜０.３であるとき、｛０.１，０.６，０.３｝，｛０.２，０.７，０.１｝，｛０.３，０.６，０.１｝，｛０.２，０.５，０.３｝といった分岐率の組合せが生成される。生成された分岐率の組合せは、交通流分岐率推定装置５００の記憶領域に保存される。
【０１４０】
以降、実施の形態１と同様に、分岐率組合せ探索部２６０は、分岐率組合せ生成部２５０により生成された分岐率の組合せの中から、分岐交通量関係式構築部５４０により構築された関係式を最も満足する分岐率の組合せを探索する。
【０１４１】
このように、本実施の形態によれば、光ビーコンのアップリンクデータから車載機搭載車両の走行軌跡を求め、光ビーコンの計測交通量データから、この走行軌跡に同期する流入・流出リンクの通過交通量を算出し、これら通過交通量の関係式を最も良く満足する分岐率の組合せを探索する。光ビーコンの車載機搭載車両の実際の走行軌跡を用いるので、車両速度と軌跡追跡法から算出された走行軌跡を用いる場合よりも分岐率推定の精度を向上させることができる。これにより、他の交差点で感知器の計測データから推定される分岐率の誤差を補償し、道路交通網全体における分岐率推定の精度向上を図れる。また、走行軌跡を車両速度と軌跡追跡法から算出する必要が無いので、より簡単な処理で交通流の分岐率を推定できる。また、実際の車載機搭載車両の分岐率を分岐率の組合せ候補の制約条件に用いるので、分岐率の推定を効率良くかつ精度良く行うことができる。さらに、道路に設置されている既存の光ビーコンを利用して分岐率を推定できるので、路上への新たな機材の設置を要せず、低コストでシステムを構築できる。
【０１４２】
光ビーコンは既に道路に設置されている設備であるが、車載機搭載車両の実際の交通流に占める割合は現状ではまだ十分に高くない。このため、上記した軌跡追跡車両の分岐率のみでは低い精度でしか分岐率を推定できない。これに対し、本実施の形態では、車載機搭載車両以外の車両も含めた交通量のデータを用いるので、より高い精度の分岐率推定を実現できる。
【０１４３】
なお、光ビーコンが設置されたリンクに車両感知器など交通量計測が可能な他の設備が設置されている場合には、この設備の計測データを用いてもよい。ただし、この場合には、軌跡追跡車両の走行軌跡から、上記他の設備の計測地点を軌跡追跡車両が通過する時刻を求める必要がある。
【０１４４】
また、先頭追跡車両と末尾追跡車両ではなく、他の２つの軌跡追跡車両の軌跡から、通過交通量を求めるようにしてもよい。
【０１４５】
さらに、必ずしも任意の時間間隔ごとに２つの軌跡追跡車両を設定しなくてもよい。この場合には、流出リンクにおける通過交通量の算定と同様の手法により、複数の時点の計測交通量から、流入リンクにおける２つの軌跡追跡車両の間の通過交通量を求めればよい。
【０１４６】
（実施の形態３）
プローブカーシステムは、携帯電話機等を利用して、車両側から送出されるＩＤ、位置情報、および時刻データなどを収集するシステムである。プローブカーシステムでは、このようなデータの送信を行う車両（以下「プローブカー」という）が計測地点を通過した時刻を高い精度で求めることができ、この時刻データを用いることにより、感知器のみを用いた仮想的な走行軌跡を用いる場合に比べて、高い精度で分岐率を推定できる。そこで、本実施の形態では、プローブカーが通過する交差点に対してはプローブカーのデータを用いて分岐率を推定することにより、感知器の計測データを用いて推定される分岐率の誤差を補償し、道路交通網における分岐率推定の精度の向上を図る。
【０１４７】
図１３は、本発明の実施の形態３に係る交通流分岐率推定システムの構成を示すシステム構成図であり、実施の形態１の図１および実施の形態２の図８に対応するものである。図１３において、図１および図８と等価な部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。
【０１４８】
図１３に示すように、交通流分岐率推定システム７００は、ノード７１０に接続された第１〜第４のリンク７２０の流入・流出リンクのそれぞれに配置された車両感知器７３０と、交通流分岐率推定装置８００とを有する。各車両感知器７３０は、交通流分岐率推定装置８００に接続されている。交通流分岐率推定システム７００は、図１に示す交通流分岐率推定装置２００および第１〜第４のリンク１２０に設置された車両感知器１３０を含むが、ここでの図示を省略する。以下、第１〜第４のリンク７２０−１〜７２０−４の流入リンクを第１〜第４の流入リンクといい、第１〜第４のリンク７２０−１〜７２０−４の流出リンクを第１〜第４の流出リンクという。
【０１４９】
車両感知器７３０は、任意の時間間隔ごとの時点データとして計測交通量を交通流分岐率推定装置８００に送出する。以下、この任意の時間間隔を５分間隔として説明する。
【０１５０】
交通流分岐率推定装置８００は、マイクロコンピュータからなり、車両感知器７３０の計測交通量データおよびプローブカーデータに基づいて、第１〜第４の流入リンクの分岐率を算出する。交通流分岐率推定装置８００は、流入・流出通過交通量算定部８２０を有する。
【０１５１】
また、交通流分岐率推定装置８００は、第１〜第４の流入リンクおよび第１〜第４の流出リンクを走行するプローブカーから送出されるプローブカーデータを受信する。プローブカーデータは、プローブカーのＩＤと、データの送信位置とを含む。
【０１５２】
データベース２１０は、車両感知器７３０から送出される時点データを時系列に蓄積するとともに、プローブカーから受信したプローブカーデータをデータの受信時刻に対応付けて蓄積する。
【０１５３】
流入・流出通過交通量算定部８２０は、各流入リンクで取得されたプローブカーデータおよび時刻データと、各流出リンクで取得されたプローブカーデータおよび時刻データとを照合してプローブカーの軌跡を追跡し、プローブカーの分岐を確定する。そして、流入・流出通過交通量算定部８２０は、分岐が確定された車両（以下「軌跡追跡車両」という）の分岐方向から、実施の形態２と同様に、軌跡追跡車両の分岐率を算出し、交通流分岐率推定装置８００の記憶領域（図示せず）に格納する。
【０１５４】
また、流入・流出通過交通量算定部８２０は、計測交通量および軌跡追跡車両の走行軌跡に基づいて、軌跡追跡車両の計測地点通過時刻、つまり軌跡追跡車両の走行軌跡に同期する流入リンクの通過交通量と流出リンクの通過交通量とを算出する。ただし、プローブカーデータのデータ送信位置は固定ではないため、流入・流出通過交通量算定部８２０は、軌跡追跡車両の送信位置と送信時刻から、車両感知器７３０の計測地点を通過する時刻を算出する。
【０１５５】
図１４は、流入・流出通過交通量算定部８２０の処理を示すフローチャートであり、実施の形態２の図９に対応するものである。図１４において、図９と同様の部分には同一ステップ番号を付し、これについての説明を省略する。
【０１５６】
まず、ステップＳ７１１０において、流入・流出通過交通量算定部８２０は、推定の対象となる時間帯について、対象となる全リンクにおける軌跡追跡車両のデータ送信位置と時刻データとを、データベース２１０から読み込む。
【０１５７】
次に、ステップＳ７１２０において、流入・流出通過交通量算定部８２０は、分岐率の推定の対象となる時間帯をカバーする任意の時間間隔（５分間隔）について、対象となる全てのリンクに設置された車両感知器７３０で集計された計測交通量データを、データベース２１０から読み込む。
【０１５８】
次に、ステップＳ７１３０において、流入・流出通過交通量算定部８２０は、ある軌跡追跡車両の全ての位置データおよび時刻データ（以下「軌跡追跡車両データ」と総称する）を選択し、流入リンクおよび流出リンク双方における車両感知器７３０の計測地点の推定通過時刻を求める。
【０１５９】
たとえば、軌跡追跡車両が、時点Ｔ１，Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）の２回、車両感知器設置位置Ｐｄｅｔを挟む位置Ｐｄｅｔ−Ｐ１，Ｐｄｅｔ＋Ｐ２でデータ送信を行ったとする。ここで、Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ車両感知器設置位置Ｐｄｅｔまでのデータ送信位置からの距離とする。このとき、流入・流出通過交通量算定部８２０は、Ｔ１＋（Ｔ２−Ｔ１）×｛Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）｝というように、線形補間により計測地点の推定通過時刻を求める。また、たとえば、複数の軌跡追跡車両データから、任意の時間間隔ごとの軌跡追跡車両の速度を推定し、推定された車両速度と軌跡追跡法から、計測地点の推定通過時刻を求めてもよい。
【０１６０】
次に、ステップＳ７１４０において、流入・流出通過交通量算定部８２０は、ステップＳ７１３０，Ｓ７１４０の処理を全ての軌跡追跡車両データ分終了したかを判別する。流入・流出通過交通量算定部８２０は、いずれかの軌跡追跡車両データに対して処理を行なっていない場合には（Ｓ７１４０：ＮＯ）、ステップＳ７１３０に戻り、上記処理を全ての軌跡追跡車両データ分終了した場合には（Ｓ７１４０：ＹＥＳ）、ステップＳ７１５０に進む。
【０１６１】
ステップＳ７１５０において、流入・流出通過交通量算定部８２０は、流入リンクおよび任意の時間間隔をそれぞれ１つ選択する。そして、流入・流出通過交通量算定部８２０は、軌跡追跡車両の推定通過時刻データから、任意の時間間隔内における最も過去の軌跡追跡車両の計測地点推定通過時刻と最も新しい軌跡追跡車両の計測地点通過時刻を求める。つまり、流入・流出通過交通量算定部８２０は、任意の時間間隔で、流入リンクの計測地点を最初に通過した軌跡追跡車両（以下「先頭追跡車両」という）の計測地点推定通過時刻と、最後に通過した軌跡追跡車両（以下「末尾追跡車両」という）の計測地点推定通過時刻とを求める。
【０１６２】
ステップＳ７１５０で求められる計測地点推定通過時刻は、図９のステップＳ４１３０で求められる計測地点通過時刻と等価である。したがって、流入・流出通過交通量算定部８２０は、求めた計測地点推定通過時刻を計測地点通過時刻とおき、次のステップＳ４１４０で、実施の形態２と同様に、流入リンクの通過交通量Ｑ"i*(t)を求める。そして、流入・流出通過交通量算定部８２０は、ステップＳ７１５０，Ｓ４１４０の処理をいずれかの流入リンクに対して行っていない場合（Ｓ４１５０：ＮＯ）、ステップＳ７１５０に戻り、上記処理を全ての流出リンク分終了した場合には（Ｓ４１５０：ＹＥＳ）、ステップＳ７１６０に進む。
【０１６３】
ステップＳ７１６０において、流入・流出通過交通量算定部８２０は、流出リンクを１つ選択し、各流入リンクから流入してきた先頭追跡車両の最も過去の計測地点推定通過時刻と、各流入リンクから流入してきた末尾追跡車両の最も新しい計測地点推定通過時刻とを求める。つまり、流入・流出通過交通量算定部８２０は、流出リンクの計測地点を最初に通過したと推定される先頭追跡車両の計測地点推定通過時刻と、最後に通過したと推定される末尾追跡車両の計測地点推定通過時刻とを求める。そして、流入・流出通過交通量算定部８２０は、ステップＳ４１７０に進む。
【０１６４】
ステップＳ７１６０で求められる計測地点推定通過時刻は、図９のステップＳ４１６０で求められる計測地点通過時刻と等価である。したがって、流入・流出通過交通量算定部８２０は、求めた計測地点推定通過時刻を計測地点通過時刻とおき、ステップＳ４１７０で、実施の形態２と同様に、流出リンクの通過交通量Ｑ"*j(t)を求める。そして、流入・流出通過交通量算定部８２０は、ステップＳ７１６０，Ｓ４１７０の処理をいずれかの流出リンクに対して行っていない場合（Ｓ４１８０：ＮＯ）、ステップＳ７１５０に戻り、上記処理を全ての流出リンク分終了した場合には（Ｓ４１８０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１９０に進む。
【０１６５】
そして、流入・流出通過交通量算定部８２０は、ステップＳ７１５０〜Ｓ４１８０の処理をいずれかの５分間隔に対して行っていない場合には（Ｓ４１９０：ＮＯ）、ステップＳ７１５０に戻り、全ての５分間隔に対して処理を行った場合には（Ｓ４１９０：ＹＥＳ）、ステップＳ４２００に進む。このようにして、付与の全時点データに対して通過交通量Ｑ"i*(t)，Ｑ"*j(t)が算定され、これらのデータセットが記憶領域に保存される。
【０１６６】
このようにして、プローブカーデータと車両感知器７３０の計測交通量データから、軌跡追跡車両の走行軌跡に同期する各流入リンクの通過交通量Ｑ"i*(t)および流出リンクの通過交通量Ｑ"*j(t)が求められる。以降、実施の形態２と同様に、分岐率組合せの制約条件としてプローブカーの軌跡追跡車両の分岐率が用いられ、分岐率の組合せの中から関係式を満たすものを探索する形で交通流の分岐率が推定される。
【０１６７】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態２と同様に、軌跡追跡車両の走行軌跡に同期する流入・流出リンクの通過交通量の関係式を構築し、交通流の分岐率を推定することができる。プローブカーの情報送出は固定点において行われるものではなく、さらにプローブカーシステムではプローブカー以外の車両の交通量を計測できないが、車両感知器を併用するとともに、走行軌跡を追跡して車両感知器の計測地点の通過時刻を求めることにより、プローブカーのデータを仮想的に光ビーコンによるデータと等価に扱える。つまり、プローブカーの実際の走行軌跡を用いるので、車両速度と軌跡追跡法から算出された走行軌跡を用いる場合よりも分岐率推定の精度を向上させることができる。これにより、他の交差点で感知器の計測データから推定される分岐率の誤差を補償し、道路交通網全体における分岐率推定の精度を向上が図れる。また、実際のプローブカーの分岐率を分岐率の組合せ候補の制約条件に用いるので、分岐率の推定を効率良くかつ精度良く行うことができる。さらに、既存のプローブカーシステムと車両感知器とを利用して分岐率を推定できるので、路上への新たな機材の設置を要せず、低コストでシステムを構築できる。
【０１６８】
プローブカーの実際の交通流に占める割合は現状ではまだ十分に高くないため、軌跡追跡車両の分岐率のみでは低い精度でしか分岐率を推定できない。これに対し、本実施の形態では、プローブカー以外の車両も含めた交通量のデータを用いるので、高い精度の分岐率推定を実現できる。
【０１６９】
なお、本実施の形態では、感知器が計測した交通量データを用いたが、光ビーコンやその他の設備により計測された交通量データを用いても良い。
【０１７０】
また、上記各実施の形態では、４つの流入リンクおよび４つの流出リンクを有する交差点の分岐率を推定する場合について説明したが、他の各種の交差点や交通流分岐箇所に本発明を適用できることは勿論である。
【０１７１】
また、交通流データを計測する時間間隔や分岐率の推定の対象となる時間帯は、使用する計測手段や推定結果の使用目的に応じて、それぞれ任意の値を設定できる。
【０１７２】
また、交通量を計測する手段として、超音波式車両感知器、光ビーコン、プローブカーシステムを用いる場合を説明したが、これらに限定されるものではない。たとえば、マイクロ波式車両感知器や画像式車両感知器など、それぞれのリンクの一定時間ごとの交通量を計測する装置や、交通流の速度または車両のＩＤを取得できる装置を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明に係る交通流分岐率推定装置、交通流分岐率推定システムおよび交通流分岐率推定方法は、低コストで分岐率を推定できる交通流分岐率推定装置、交通流分岐率推定システムおよび交通流分岐率推定方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る交通流分岐率推定装置を含む交通流分岐率推定システムの構成を示すシステム構成図
【図２】実施の形態１における流入リンク交通量速度算出部の処理を示すフローチャート
【図３】実施の形態１における流出リンク交通量速度算出部の処理を示すフローチャート
【図４】実施の形態１における流入リンク交通量速度算出部および流出リンク交通量速度算出部の処理を概念的に示す説明図
【図５】実施の形態１における分岐交通量関係式構築部の処理を示すフローチャート
【図６】実施の形態１における分岐率組合せ生成部の処理を示すフローチャート
【図７】実施の形態１における分岐率組合せ探索部の処理を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態２に係る交通流分岐率推定システムの構成を示すシステム構成図
【図９】実施の形態２における流入・流出通過交通量算定部の処理を示すフローチャート
【図１０】実施の形態２における流入リンクの通過交通量算出の概念の一例を示す説明図
【図１１】実施の形態２における流出リンクの通過交通量算出の概念の一例を示す説明図
【図１２】実施の形態２における分岐交通量関係式構築部の処理を示すフローチャート
【図１３】本発明の実施の形態３に係る交通流分岐率推定システムの構成を示すシステム構成図
【図１４】実施の形態３における流入・流出通過交通量算定部の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【０１７５】
１００，４００，７００  交通流分岐率推定システム
１３０，７３０  車両感知器
２００，５００，８００  交通流分岐率推定装置
２１０  データベース
２２０  流入リンク交通量速度算出部
２３０  流出リンク交通量速度算出部
２４０，５４０  分岐交通量関係式構築部
２５０  分岐率組合せ生成部
２６０  分岐率組合せ探索部
４３０  光ビーコン
５２０，８２０  流入・流出通過交通量算定部
【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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