(57)【要約】【課題】目的地までの旅行時間の変動範囲を正確に算出して、目的地までの旅行時間と、この旅行時間の変動範囲に基づいた情報とを使用者に提供する。【解決手段】目的地までの経路を構成する道路区間単位で計測された個々の車両の旅行時間データＴｉ（ｋ）（ｉは道路区間、ｋは車両を表す）を用いて、当該経路の経路旅行時間Ｔを算出するとともに、当該経路を構成する各区間旅行時間ペアの共分散Ｃｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）を使ってその分散Ｖ（Ｔ）を算出し、前記経路旅行時間Ｔの情報と、前記分散Ｖ（Ｔ）に基づいた情報とを利用者に提供する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者に旅行時間を提供するための方法であって、
利用者から入力された旅行時間を知りたい経路を特定する情報に基づいて経路を特定し、
当該経路を構成する道路区間単位で計測された車両の旅行時間データを用いて、当該経路の経路旅行時間と、ある確実性で当該経路を走行できる経路旅行時間の変動範囲とを算出し、
前記経路旅行時間の情報と、当該経路を走行できる経路旅行時間の変動範囲に基づいた情報とを利用者に提供することを特徴とする旅行時間提供方法。
【請求項２】
利用者に旅行時間を提供するための方法であって、
利用者から入力された旅行時間を知りたい経路を特定する情報に基づいて経路を特定し、
当該経路を構成する道路区間単位で計測された個々の車両の旅行時間データＴｉ（ｋ）（ｉは道路区間、ｋは車両を表す）を用いて、当該経路の経路旅行時間Ｔと、その分散Ｖ（Ｔ）とを算出し、
前記経路旅行時間Ｔの情報と、前記分散Ｖ（Ｔ）に基づいた情報とを利用者に提供することを特徴とする旅行時間提供方法。
【請求項３】
前記分散Ｖ（Ｔ）を、経路を構成する各区間旅行時間ペアの共分散Ｃｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）を使って求めることを特徴とする請求項２記載の旅行時間提供方法。
【請求項４】
前記道路区間単位で計測された車両の旅行時間データは、時間帯、渋滞時、非渋滞時、曜日、天気、催しの有無などの交通条件ごとに分類されたデータである請求項１又は請求項２記載の旅行時間提供方法。
【請求項５】
前記道路区間単位で計測された車両の旅行時間データは、当該経路の２区間以上を通過した車両の旅行時間データである請求項１から請求項３までのいずれかに記載の旅行時間提供方法。
【請求項６】
サービス提供サーバから利用者端末に対して、旅行時間データを提供するシステムであって、
サービス提供サーバは、前記請求項１から請求項５までのいずれかに記載の旅行時間提供方法を実施することを特徴とする旅行時間提供システム。
【請求項７】
サービス提供サーバから利用者端末に対して、旅行時間データを提供するためのプログラムであって、
前記請求項１から請求項５までのいずれかに記載の旅行時間提供方法をサービス提供サーバのコンピュータに実行させることを特徴とする旅行時間提供プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サービス提供サーバから利用者端末に対して、旅行時間データを提供する旅行時間提供方法、システム及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
目的地まで最短時間又は最短距離で車両が到達できる経路を計算し、車両ドライバ等の利用者に提供するサービスが行われている。
道路を道路区間で分割し、各道路区間を走行する時間を「区間旅行時間」という。出発地から目的地までの経路に沿った区間旅行時間の合計を「経路旅行時間」又は単に「旅行時間」という。
【０００３】
従来、利用者に対して経路を提供する際、旅行時間の情報も提供している。
【０００４】
【非特許文献１】若林、飯田「交通量変動に起因する道路網の所要時間信頼性評価」土木学会第４６回年次学術講演会ＩＶ−２１０　ｐｐ．　４３０−４３１（平成３年９月）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、提供される旅行時間は、その時間で必ず目的地に到達することを保障するものではない。実際には、目的地に到達する時間には、ばらつきがある。
図８は、横軸に旅行時間、縦軸に確率密度をとった場合の、旅行時間分布を示すグラフである。従来、利用者に提供される旅行時間は、分布の、例えば５０％値であった。
【０００６】
このグラフのように、実際にかかる旅行時間は確率的に分布しているので、利用者に、旅行時間のばらつき具合、つまり旅行時間の変動範囲に基づく情報を提供すれば、利用者は旅行計画が立てやすくなり、利用者の要望に沿うことができる。
ところが、旅行時間の変動範囲を算出するのは容易でない面がある。すなわち、道路区間の交通量変動が、道路区間ごとに独立であれば、経路旅行時間の変動は、その経路を構成する道路区間の区間旅行時間の変動に基づいて、簡単に算出できる。
【０００７】
しかし現実には、個々の車両はつながった道路区間を走行するものであり、交通量は道路区間相互の間で、ある程度の相関をもって変動している。
本発明は、目的地までの旅行時間とともに、旅行時間の変動範囲に基づいた情報を使用者に提供することのできる旅行時間提供方法、システム及びプログラムを実現することを目的とする。
また本発明は、旅行時間の変動範囲を正確に算出して、この旅行時間の変動範囲に基づいた情報を使用者に提供することのできる旅行時間提供方法、システム及びプログラムを実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の旅行時間提供方法は、利用者から入力された旅行時間を知りたい経路を特定する情報に基づいて経路を特定し、当該経路を構成する道路区間単位で計測された車両の旅行時間データを用いて、当該経路の経路旅行時間と、ある確実性で当該経路を走行できる経路旅行時間の変動範囲とを算出し、この経路旅行時間の情報と、当該経路を走行できる経路旅行時間の変動範囲に基づいた情報とを利用者に提供する方法である（請求項１）。
【０００９】
この方法によれば、利用者に対して、ある確実性で、当該経路を走行できる旅行時間の変動範囲に基づいた情報を提供することができるので、利用者は、希望する確実性に応じた旅行時間の変動範囲を知ることができる。したがって、利用者は、この旅行時間の変動範囲の情報に基づいて、適切なドライブ計画を立てることができる。
前記「旅行時間を知りたい経路を特定する情報」は、出発地、目的地の情報を含むものでもよく、出発地、目的地及び出発時刻の情報を含むものでもよく、出発地、目的地及び到着時刻の情報を含むものでもよい。
【００１０】
本発明の旅行時間提供方法は、経路を構成する道路区間単位で計測された個々の車両の旅行時間データＴｉ（ｋ）（ｉは道路区間、ｋは車両を表す）を用いて、当該経路の経路旅行時間Ｔと、その分散Ｖ（Ｔ）とを算出し、前記経路旅行時間Ｔの情報と、前記分散Ｖ（Ｔ）に基づいた情報とを利用者に提供する方法である（請求項２）。
この方法であれば、従来のように、道路区間単位で計測された多数の車両の旅行時間データの平均値を用いるのでなく、道路区間単位で計測された個々の車両の旅行時間データＴｉ（ｋ）を用いて分散Ｖ（Ｔ）を算出するので、分散Ｖ（Ｔ）を正確に算出できる。この分散Ｖ（Ｔ）を用いれば、所望の確実性をもった経路旅行時間の変動範囲が正確に求まる。
【００１１】
前記分散Ｖ（Ｔ）は、経路を構成する各区間旅行時間ペアの共分散Ｃｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）を使って求めることができる（請求項３）。
前記道路区間単位で計測された車両の旅行時間データは、時間帯、渋滞時、非渋滞時、曜日、天気、催しの有無などの交通条件ごとに分類されたデータであれば好ましい（請求項４）。当該交通条件に一致した旅行時間データを用いて、より精度の高い経路旅行時間の変動範囲が算出できる。
【００１２】
前記道路区間単位で計測された車両の旅行時間データは、当該経路の２区間以上を通過した車両の旅行時間データであることが望ましい（請求項５）。当該経路の一区間のみ通過した車両の旅行時間データでは、道路区間通過時間相互の相関がとれないためである。
本発明の旅行時間提供システムは、サービス提供サーバから利用者端末に対して、旅行時間データを提供するシステムであって、サービス提供サーバは、前記旅行時間提供方法を実施するものである（請求項６）。
【００１３】
また、本発明の旅行時間提供プログラムは、サービス提供サーバから利用者端末に対して、旅行時間データを提供するためのプログラムであって、前記旅行時間提供方法をサービス提供サーバのコンピュータに実行させるものである（請求項７）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜実施形態１＞
この実施形態では、多数の車両がサービス提供サーバに区間旅行時間の情報を提供し、サービス提供サーバが旅行時間データを算出して端末機器に提供する。
サービス提供サーバ５で行う、旅行時間計算などの各処理機能の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなど所定の媒体に記録されたプログラムを、サービス提供サーバ５内のコンピュータが実行することにより実現される。
【００１５】
前記端末機器は、車載ナビゲーション装置などの車載機器であっても、家庭やオフィスに設置されたデスクトップ型のパーソナルコンピュータなどの車載しない機器であってもよい。また車載状態でも非車載状態でも使える、ＰＤＡ、携帯電話機、ノートパソコンなど可搬型のコンピュータでもよい。
図１は、本システムの概要図である。
車載ナビゲーション装置３と、サービス提供サーバ５とは、インターネットなどのネットワーク４を通して接続されている。
【００１６】
サービス提供サーバ５は、車載ナビゲーション装置３から通過地点と通過時刻のデータを取得し、これらの通過地点と通過時刻のデータに基づいて、区間旅行時間を算出し、記憶装置１４に蓄積している。
表１に、記憶装置１４に蓄積された通過地点と通過時刻のデータ、区間旅行時間のデータの一例を示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１では、車両ごとに、通過ＶＩＣＳリンク（道路区間）の番号と、リンクの通過開始時刻のデータを掲げている。さらに、これらのデータに基づいて算出された区間旅行時間のデータも、掲げている。
このようなデータが、多数の車両について収集され、時間帯、渋滞時、非渋滞時、曜日、天気、催しの有無ごとに分類されて記憶される。以下、時間帯、渋滞時、非渋滞時、曜日、天気、催しの有無などの条件を「交通条件」という。
【００１９】
サービス提供サーバ５は、さらに処理装置１５を備えている。この処理装置１５は、区間旅行時間データを使って、出発地を起点とする経路トリーを作成し保存している。ここで、「経路トリー」とは、ある出発地から出発して、各地点に至る旅行時間最短経路の集合と定義することができる（１つの地点に至る旅行時間最短経路が複数存在する場合は、使用するものを１本に特定するので、経路トリーは、分岐後、再び交わることがない）。
【００２０】
処理装置１５は、管轄リンクのすべてを出発地として出発地の数だけ経路トリーを用意する。区間旅行時間データは交通条件ごとに存在するので、経路トリーも交通条件ごとに用意される。例えば出発地がＮ本、時間帯が５分ごとに（一日当たり２８８時間帯）あれば、２８８Ｎ枚の経路トリーができる。
処理装置１５は、ある交通条件下において、端末機器から出発地、目的地を示して経路、旅行時間の取得要求があれば、該当する交通条件の経路トリーを用いて、経路を算出し、この経路に沿った旅行時間を算出する。
【００２１】
さらに、当該交通条件における個々の車両の区間旅行時間データに基づいて、経路旅行時間の分散、共分散などの値を算出する。
図１において、処理装置１５のこの算出機能を３つの機能ブロック１５ａ〜１５ｃで示している。
処理装置１５によって算出された経路旅行時間等のデータは、交通情報センタ６に集められ、交通情報センタ６からＦＭ放送などの放送媒体を通じて端末機器に配信される。また、ネットワーク４を通して端末機器に配信される。さらに、道路上の各地に設置された路上ビーコンにも配信され、路上ビーコンを通して車載ナビゲーション装置３などの車載機器に配信される。
【００２２】
図２は、経路旅行時間算出の対象となる道路区間地図である。
出発地Ａから目的地Ｂまでの経路を破線で表している。経路を構成するｎ個（ｎ≧２）の道路区間を１，２，．．．，ｉ，．．．，ｎで表す。道路区間ｉ（ｉ＝１〜ｎ）における車両ｋの区間旅行時間をＴｉ（ｋ）　（ｋ＝１〜Ｎｉ）と書く。
道路区間ｉの区間旅行時間の平均値Ｔｉは、
Ｔｉ＝（１／Ｎｉ）ΣＴｉ（ｋ）
である。ここで、Ｎｉは、当該時間帯に、道路区間ｉで計測した車両台数を表す。総和Σは、ｋが１からＮｉまでとる。
【００２３】
経路旅行時間Ｔは、
Ｔ＝ΣＴｉ　　（総和Σは、ｉが１からｎまで）
である。
経路旅行時間の分散Ｖ（Ｔ）は、
Ｖ（Ｔ）＝ΣΣＣｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）（総和ΣΣはｉが１からｎ、ｊが１からｎまで）
＝ΣＶ（Ｔｉ）＋２ΣΣＣｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）　　　　　　（ａ）
で表される。Ｃｏｖは、共分散（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ）を表す。式（ａ）の右辺第１項の総和Σはｉが１からｎまでとり、右辺第２項の総和ΣΣはｊが１からｎまで、ｉはｉ＜ｊという条件でとる。
【００２４】
この式（ａ）は、経路旅行時間の分散Ｖ（Ｔ）は、その経路を構成する道路区間の、区間旅行時間の分散の単純和（右辺第１項）では表せないことを示している。式（ａ）の右辺第２項を「区間旅行時間ペアの共分散」ということにする。
従来、道路区間相互の相関を解析した例はあるが（前記［非特許文献１］参照）、解析に用いた区間旅行時間は、複数の車両の旅行時間を平均するなどの処理を行った後の値を採用しているため、相関があまりない結果に終わっている。このため、区間旅行時間ペアの共分散も小さな値になり、経路旅行時間の分散は、ほぼ各道路区間旅行時間の分散の単純和になっている。
【００２５】
そこで、本発明の実施の形態では、個々の車両から、車載ナビゲーション装置３を通して区間旅行時間データを取得して、経路旅行時間の分散Ｖ（Ｔ）
Ｖ（Ｔ）＝ΣΣＣｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）（総和ΣΣはｉが１からｎ、ｊが１からｎまで）
を、次の式により算出する。
Ｃｏｖ（Ｔｉ，Ｔｊ）＝Ｅ（ＴｉＴｊ）−Ｅ（Ｔｉ）Ｅ（Ｔｊ）　　　　（ｂ）
ここで、Ｅは、複数の車両にわたっての平均を表す。
【００２６】
Ｅ（ＴｉＴｊ）＝（１／Ｎｉｊ）ΣＴｉ（ｋ）Ｔｊ（ｋ）　　　　　　（ｃ）
Ｅ（Ｔｉ）＝（１／Ｎｉ）ΣＴｉ（ｋ）　　　　　　　　　　（ｄ）
Ｅ（Ｔｊ）＝（１／Ｎｊ）ΣＴｊ（ｋ）　　　　　　　　　　（ｅ）
上の３式（ｃ）〜（ｅ）において、総和Σは、それぞれｋが１からＮｉｊまで、１からＮｉまで、１からＮｊまでとる。ここで、Ｎｉｊは当該時間帯に道路区間ｉと道路区間ｊでともに計測された車両の台数を表す。
【００２７】
前記式（ｂ）〜（ｅ）から分かるように、複数の車両にわたっての平均をとった後の区間旅行時間データでなく、個々の車両の区間旅行時間データＴｉ（ｋ），Ｔｊ（ｋ）を用いて分散を求めているところに特徴がある。
詳しく説明すると、平均する前の個々の車両の区間旅行時間データを用いれば、同一車両の走行結果であるため、道路区間相互の相関が現われると考えられる。
【００２８】
例えば、（１）ある車両が道路区間１を青信号で通過した場合、次の道路区間２で赤信号待ちをする場合が多ければ、当該車両の道路区間１，２における区間旅行時間は負の相関がある。（２）これとは逆に、ある車両が道路区間１を青信号で通過した場合、次の道路区間２も青信号で通過する場合が多ければ、当該車両の道路区間１，２における区間旅行時間は正の相関がある。
このような相関は、多数の車両についての平均区間旅行時間をとれば、考慮されなくなってしまう。
【００２９】
経路旅行時間Ｔ及びその分散Ｖ（Ｔ）が求まると、処理装置１５は、そのままの形で、又は利用者が利用しやすい形に変換して端末機器に提供する。
例えば、旅行時間の分布が正規分布で近似できる場合は、標準偏差σは、
σ＝√Ｖ（Ｔ）
となる。
経路旅行時間Ｔの経路の、実際の旅行時間とＴとの差がｍσ以下となる確率を、Ｐ（ｍ）とする。ここでＰは確実性を示す指標、ｍは変動範囲を示す指標といえる。
【００３０】
例えば正規分布においてｍ＝２とおけば、Ｐ＝０．９５であるから、実際の旅行時間は、９５％の確率で、
Ｔ±２σ
の範囲に入る。
そこで、処理装置１５は、経路旅行時間Ｔの値とともに、いくつかのＰとｍの組を出力すれば、利用者側で、Ｔ，Ｐ，ｍに基づいて、経路旅行時間の確率的な評価をすることができる。
【００３１】
例えば、「出発地Ａから目的地Ｂまで１００Ｐ％の確実性を見込むならば、旅行時間は、Ｔ±ｍσの範囲となる」、「出発地Ａから目的地Ｂまで１００Ｐ％の確実性を見込むならば、Ｔ＋ｍσの旅行時間を想定して出発地Ａを出発したほうがよい」などである。
以下、端末機器からサービス提供サーバ５に出発地、目的地情報等を送り、サービス提供サーバ５から端末機器に旅行時間のデータを返送する手順を説明する。
【００３２】
利用者は、パーソナルコンピュータや携帯電話機を通して、サービス提供サーバ５のウェブ画面にアクセスして、ドライブの出発地、目的地、出発時刻等を設定する。
例えば、利用者は、図３の画面において、出発地、目的地を交差点名（リンク番号でもよい）で入力し、出発時刻（例えば１０時）を入力する。
さらに利用者は、旅行時間の確実性を入力する。この「確実性」は、経路を、ある旅行時間で走行できる確率を示す指標である。
【００３３】
サービス提供サーバ５は、前述した手順で経路を計算し、旅行時間Ｔ，確実性Ｐ，旅行時間の変動範囲ｍのデータを算出する。
このＰ，ｍを含む旅行時間のデータは、要求元のパーソナルコンピュータ又は携帯電話機に送信される。
図４は、要求元のパーソナルコンピュータ又は携帯電話機の回答画面の表示例を示す画面図である。図４では、出発時刻１０：００の場合に、確実性９５％の所要時間の範囲を表示している。例えば、○○交差点〜△△交差点、旅行時間１時間１５分〜４５分、９５％という表示である。
【００３４】
図３、図４の例では、利用者が出発時刻を指定し、ある確実性で到達できる所要時間の範囲を表示していたが、利用者が到着時刻を指定し、ある確実性で到着するための出発時間を表示する実施も考えられる。
図５は、アクセスしたウェブ画面の一例を示す画面図である。利用者は、この画面において、出発地、目的地を交差点名（リンク番号でもよい）で入力し、到着したい時刻（例えば１２時）を入力する。
【００３５】
さらに利用者は、旅行時間の確実性を入力する。
サービス提供サーバ５は、この場合、各時間帯に対応する区間旅行時間データを使って、目的地を起点として算出された逆経路トリーを所持している。そして利用者から指定された到着時刻と目的地に対応する逆経路トリーを参照して、出発地から目的地までの経路を特定する。さらに、この経路の旅行時間Ｔ，確実性Ｐ，旅行時間の変動範囲ｍのデータを算出する。
【００３６】
このＰ，ｍを含む旅行時間のデータは、ネットワークを通して、要求元のパーソナルコンピュータ又は携帯電話機に送信される。
図６は、要求元のパーソナルコンピュータ又は携帯電話機の回答画面の表示例を示す画面図である。図６では、到着したい時刻１２：００に、確実性９５％で到着できる出発時刻１０：１５と、出発地から目的地までの所要時間１時間４５分を示している。
【００３７】
＜実施形態２＞
以上の実施形態では、多数の車両が、搭載した車載ナビゲーション装置３を使ってサービス提供サーバに区間旅行時間の情報を送っていた。
しかし、路上ビーコンによって、多数の車両の区間旅行時間データを収集し、路上ビーコンからサービス提供サーバにその区間旅行時間データを送り、サービス提供サーバが旅行時間データを端末機器に送信するシステムを採用することもできる。
【００３８】
図７は、路上ビーコン７によって、多数の車両の区間旅行時間データを収集するシステムの概要図である。
路上ビーコン７と、サービス提供サーバ５とは、専用回線を通して接続されている。
サービス提供サーバ５は、路上ビーコン７から、車両ごとの通過地点と通過時刻のデータ及び区間旅行時間のデータを取得し、記憶装置１４に蓄積している。
【００３９】
表２に、記憶装置１４に蓄積されたデータの一例を示す。
【００４０】
【表２】
2004125562.tif 000004
【００４１】
表２では、路上ビーコン７ごとに、当該ビーコンを通過した車両番号、ビーコン通過時刻、これらのデータに基づいて算出された区間旅行時間のデータを掲げている。
このようなデータが、各路上ビーコン７を通して、多数の車両について収集され、時間帯に分類され、記憶される。
サービス提供サーバ５は、さらにコンピュータなどの処理装置１５を備えている。この処理装置１５の機能、すなわち、経路トリーを使って経路を算出する機能、個々の車両の区間旅行時間データに基づいて、経路旅行時間の平均値、分散、共分散などを算出することは、図１を用いて説明したとおりであるから、説明は省略する。
【００４２】
サービス提供サーバ５において算出された経路旅行時間などのデータは、交通情報センタ６に集められ、交通情報センタ６からＦＭ放送などの放送媒体を通じて端末機器に配信される。また、ネットワーク４を通して端末機器に配信される。さらに、道路上の各地に設置された路上ビーコンにも配信され、路上ビーコンを通して車載ナビゲーション装置などの車載機器に配信される。
本実施形態２によれば、路上ビーコン７の設置区域内でしか、区間旅行時間のデータを収集できないので実施地域が限定されるが、車両から、道路区間通過地点と通過時刻のデータを上げる必要はないので、車載ナビゲーション装置３の負担は軽くなる。
【００４３】
なお、実際には、実施形態１と実施形態２との両方に対応できるシステムを構築することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる旅行時間情報提供システムの概要図である。
【図２】経路旅行時間算出の対象を示す道路区間地図である。
【図３】利用者が、出発地、目的地、出発時刻、確実性を入力するための画面図である。
【図４】要求元の利用者の画面に、旅行時間を範囲とともに表示した例を示す画面図である。
【図５】利用者が、出発地、目的地、到着時刻、確実性を入力するための画面図である。
【図６】要求元の利用者の画面に、出発時刻、旅行時間を表示した例を示す画面図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる旅行時間情報提供システムの概要図である。
【図８】横軸に旅行時間、縦軸に確率密度をとった場合の、旅行時間分布を示すグラフである。
【符号の説明】
３　車載ナビゲーション装置
４　ネットワーク
５　サービス提供サーバ
６　交通情報センタ
７　路上ビーコン
１４　記憶装置
１５　処理装置
１５ａ　経路算出部
１５ｂ　経路旅行時間算出部
１５ｃ　分散、共分散算出部
【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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