(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置であって、
低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、
高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部と、
前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、
前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出する旅行算出部と
を備え、
前記第１評価値算出部は、
前記第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出するようにしてあり、
前記第２評価値算出部は、
前記第１評価値算出部で算出した第１評価値及び前記旅行算出部で算出した旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するようにしてあるオフセット探索装置。
【請求項２】
前記第２評価値算出部は、
前記旅行時間差又は旅行速度差が所定閾値以上の場合には、該旅行時間差又は旅行速度差が該所定閾値より小さい場合に比べて、大きな値となるように第２評価値を算出するようにしてある請求項１に記載のオフセット探索装置。
【請求項３】
前記第２評価値算出部は、
前記第１評価値算出部で算出した第１評価値に前記旅行算出部で算出した旅行時間差が大きいほど大きな係数を乗算して第２評価値を算出するようにしてある請求項１又は請求項２に記載のオフセット探索装置。
【請求項４】
前記オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第１オフセット探索部と、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が大きくなるようにオフセットを探索する第２オフセット探索部と
を備える請求項１に記載のオフセット探索装置。
【請求項５】
前記オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第１オフセット探索部と、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第２オフセット探索部と
を備える請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のオフセット探索装置。
【請求項６】
前記第１オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてあり、
前記第２オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が前記極小値より大きくなく、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が極大値となるようにオフセットを探索するようにしてある請求項４に記載のオフセット探索装置。
【請求項７】
前記第１オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてあり、
前記第２オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が前記極小値より大きくなく、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてある請求項５に記載のオフセット探索装置。
【請求項８】
前記模擬道路網の交差点の中から、オフセットを探索する際の探索対象交差点を所定の順序で選択する選択部と、
該選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを複数の所定値に繰り返し設定する第１設定部と、
前記選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを所定値に設定した場合、設定した所定値を相殺するための相殺値をオフセットとして設定することが可能な相殺交差点を特定する特定部と、
前記選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを複数の所定値に繰り返し設定するとともに、前記特定部で特定した相殺交差点の信号灯器のオフセットを相殺値に繰り返し設定する第２設定部と
を備え、
前記第１オフセット探索部及び第２オフセット探索部は、
前記第１設定部及び第２設定部の少なくとも一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてある請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載のオフセット探索装置。
【請求項９】
前記第１オフセット探索部は、
前記第１設定部及び第２設定部の一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてあり、
前記第２オフセット探索部は、
前記第１設定部及び第２設定部の他方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてある請求項８に記載のオフセット探索装置。
【請求項１０】
前記第１オフセット探索部は、
前記第１設定部で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてあり、
前記第２オフセット探索部は、
前記第２設定部で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてある請求項８又は請求項９に記載のオフセット探索装置。
【請求項１１】
前記第２設定部は、
前記特定部で相殺交差点を特定することができない場合、前記選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを、相殺量が最も大きな相殺値を設定することができる交差点の該相殺値の絶対値の範囲内に設定するようにしてある請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載のオフセット探索装置。
【請求項１２】
前記特定部は、
複数の相殺交差点を特定することができる場合、該複数の相殺交差点のうち前記探索対象交差点から最も距離が近い交差点を相殺交差点として特定するようにしてある請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載のオフセット探索装置。
【請求項１３】
前記選択部は、
前記所定の順序を複数種類有する請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載のオフセット探索装置。
【請求項１４】
前記選択部は、
前記模擬道路網の交差点の上流側から下流側へ選択する第１選択順序、前記模擬道路網の交差点の下流側から上流側へ選択する第２選択順序、前記模擬道路網の交差点間の距離の短い順に選択する第３選択順序、前記模擬道路網の交差点間の距離の長い順に選択する第４選択順序、及び前記模擬道路網の交差点をランダムに選択する第５選択順序のうち、複数の選択順序を前記所定の順序として探索対象交差点を選択するようにしてある請求項１３に記載のオフセット探索装置。
【請求項１５】
コンピュータに、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、
高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、
前記第１評価値が最適値となり、前記第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部と、
前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、
前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出する旅行算出部と
して機能させ、
算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出し、
算出した第１評価値及び算出した旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するコンピュータプログラム。
【請求項１６】
複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置によるオフセット探索方法であって、
低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を第１評価値算出部が算出するステップと、
高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を第２評価値算出部が算出するステップと、
算出された第１評価値が最適値となり、算出された第２評価値が最適値となるようにオフセットをオフセット探索部が探索するステップと、
前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出するステップと、
前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出するステップと
を含み、
算出された第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出し、
算出された第１評価値及び算出された旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するオフセット探索方法。
【請求項１７】
複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置であって、
低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、
高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部と、
前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、
前記高速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第２遅れ時間及び第２停止回数の少なくとも一方を算出する第２算出部と
を備え、
前記第１評価値算出部は、
前記第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出するようにしてあり、
前記第２評価値算出部は、
前記第２算出部で算出した第２遅れ時間及び第２停止回数の少なくとも一方に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するようにしてあり、
前記オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第１オフセット探索部と、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が大きくなるようにオフセットを探索する第２オフセット探索部と
を備え、
前記第１オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてあり、
前記第２オフセット探索部は、
前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が前記極小値より大きくなく、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が極大値となるようにオフセットを探索するようにしてあるオフセット探索装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置、該オフセット探索装置を実現するためのコンピュータプログラム及び前記オフセット探索装置によるオフセット探索方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号の目的は、交差点における交通流を最適化することにより、渋滞発生を抑制して交通の円滑性を高め、あるいは交通事故の未然防止などの安全性を高めることにある。交差点における交通流を最適化する手段として交通シミュレータへの期待が高まっており、様々な技術開発が行われている。交通シミュレータには、車両の細かな挙動を扱い、交差点の改良の評価などを行うのに適したミクロモデルと、車両の挙動を簡素化し、オフセットの最適化などの繰り返し計算に適したマクロモデルがある。ミクロモデルの交通シミュレータ（ミクロシミュレータ）は、入力データとして、車両の走行の起終点情報を含む交通量（例えば、ＯＤ交通量）、車両の走行速度、加速減速特性などの交通情報が所与として取り扱われている。ＯＤ交通量は、車両の起点（出発地）と終点（目的地）の間の交通量を求めたもので、例えば、国又は自治体が定期的に実施する統計調査の結果得られた調査統計データなどが用いられる。一方、マクロモデルの交通シミュレータ（マクロシミュレータ）は、評価関数を繰り返し計算によって最適化することに重点を置いている。このため、車両走行の再現を停止及び走行の二状態とする、対象とする路線を単一路線とするなど、入力データ又は車両挙動モデルを簡素化している。
【０００３】
このような交通シミュレータは、予め車両の移動モデル、すなわち、車両の挙動を模した計算式を内包しており、上述の入力データを当該計算式に当てはめることにより、複数の交差点を含む道路網又は路線で模擬車両（シミュレータ上の車両）を走行させて所望の交通評価指標を求める。
【０００４】
例えば、特定の区間について、区間の両端に設けた車両感知器から得られる特定車両の旅行時間と時系列に得られる車両感知器データとを用いて、時間軸上のデータを空間軸上のデータに投影することにより、交通評価指標としての渋滞長を求める方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、交差点における交通流を最適化するためには、各交差点に設置された信号灯器（信号機）をどのように制御するかが重要であり、最適な信号制御パラメータを求めるために交通シミュレータが利用されている。例えば、信号制御パラメータの１つとしてのオフセットを求める場合には、予め設定された速度で走行する車両の評価値を算出し、算出した評価値により車両が交差点で停止する事態をできるだけ回避することができるような場合、例えば、評価値が最小となる場合のオフセットを最適値として算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１６１６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の交通シミュレータ（オフセット計算用シミュレータ）は、設定された速度（設計速度、例えば、規制速度又は規制速度より若干速い速度など）で走行する規制速度遵守車両に対する評価値を最適化することを目的としている。
【０００８】
一方で、市街地のように、信号灯器が設置された交差点間の距離（リンク距離）が、例えば、２００ｍ程度の道路（リンク）が連続する区間では、車両の速度が速くなるほど隣接する交差点を停止することなく連続的に青信号で通過できる通過帯（スルーバンド、グリーンウェーブとも称する）の幅が広くなる。このため、所定の設計速度で最適なオフセット（例えば、交差点毎のオフセットのパターン）を求めることができたとしても、求めたオフセットが、規制速度をかなり超過した高速走行車両（例えば、規制速度違反車両）にとって、交差点で停止することなく次々と交差点を通過して走行することができるオフセットになるというおそれがあり、規制速度違反を助長するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、規制速度遵守車両の走行を妨げることなく、高速走行車両の走行を抑制するための最適なオフセットを探索することができるオフセット探索装置、該オフセット探索装置を実現するためのコンピュータプログラム及び前記オフセット探索装置によるオフセット探索方法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】
【００１０】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置であって、低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部と、前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出する旅行算出部とを備え、前記第１評価値算出部は、前記第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出するようにしてあり、前記第２評価値算出部は、前記第１評価値算出部で算出した第１評価値及び前記旅行算出部で算出した旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するようにしてある。
【００１１】
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、前記第１評価値が最適値となり、前記第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部と、前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出する旅行算出部として機能させ、算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出し、算出した第１評価値及び算出した旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出する。
【００１２】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索方法は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置によるオフセット探索方法であって、低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を第１評価値算出部が算出するステップと、高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を第２評価値算出部が算出するステップと、算出された第１評価値が最適値となり、算出された第２評価値が最適値となるようにオフセットをオフセット探索部が探索するステップと、前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出するステップと、前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出するステップとを含み、算出された第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出し、算出された第１評価値及び算出された旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出する。
【００１３】
本発明によれば、規制速度遵守車両の走行を妨げることなく、高速走行車両の走行を抑制するための最適なオフセットを探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両挙動の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットを探索する場合の道路網の一例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態の交通シミュレータの構成の一例を示すブロック図である
【図４】同時オフセットの場合のオフセットの一例を示す模式図である。
【図５】本実施の形態の交通シミュレータによる下流全交差点移動方式（第１方式）の場合のオフセットの一例を示す模式図である。
【図６】本実施の形態の交通シミュレータによる連携交差点群移動方式（第２方式）の場合のオフセットの一例を示す模式図である。
【図７】本実施の形態の交通シミュレータによる連携交差点群移動方式（第２方式）の場合に設定したオフセットを吸収することができないときに探索対象交差点のオフセットを設定する方法の一例を示す模式図である。
【図８】連携交差点群移動方式（第２方式）のオフセットの探索値の一例を示す説明図である。
【図９】本実施の形態の交通シミュレータによる連携交差点群移動方式（第２方式）の場合に設定したオフセットを相殺することができる交差点が複数存在するときに相殺交差点を特定する方法の一例を示す模式図である。
【図１０】１交差点移動方式の場合のオフセットの一例を示す模式図である。
【図１１】オフセット反転の一例を示す模式図である。
【図１２】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットの許容範囲を設定する際のパラメータの一例を示す説明図である。
【図１３】オフセットを青信号開始に合わせる場合の制約の一例を示す模式図である。
【図１４】オフセットを青信号終了に合わせる場合の制約の一例を示す模式図である。
【図１５】オフセットを発進波に合わせる場合の制約の一例を示す模式図である。
【図１６】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットの許容範囲の一例を示す説明図である。
【図１７】本実施の形態の交通シミュレータによる遅れ時間の算出の一例を示す説明図である。
【図１８】車両の危険度の概念を示す説明図である。
【図１９】車両の危険度の重み付けの一例を示す説明図である。
【図２０】本実施の形態の交通シミュレータが算出する評価値の第１実施例を示す説明図である。
【図２１】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットの探索の一例を示す模式図である。
【図２２】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットの探索の一例を示す模式図である。
【図２３】本実施の形態の交通シミュレータが算出する評価値の第２実施例を示す説明図である。
【図２４】旅行速度差で条件設定した場合の旅行時間差を示す説明図である。
【図２５】旅行時間差で条件設定した場合の旅行速度差を示す説明図である。
【図２６】道路網の一例を示す模式図である。
【図２７】本実施の形態の交通シミュレータによる探索対象交差点の選択種別の一例を示す模式図である。
【図２８】オフセット探索時の交差点移動規則の組み合わせを示す説明図である。
【図２９】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットの探索の結果の一例を示す模式図である。
【図３０】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセットの探索の結果の一例を示す模式図である。
【図３１】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセット探索の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３２】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセット探索の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３３】本実施の形態の交通シミュレータによるオフセット探索の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３４】第１評価値Ｅ１の最適化に関する第１方式と第２方式との比較を示す説明図である。
【図３５】探索対象交差点の選択順序を１種類とした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３６】探索対象交差点の選択順序を１種類とした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３７】探索対象交差点の選択順序を４種類とした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３８】探索対象交差点の選択順序を４種類とした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図３９】第１評価値及び第２評価値の最適化を同時に行ってオフセット探索を行う場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図４０】評価値の最適化探索の概念を示す説明図である。
【図４１】最適化計算を４００回にした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図４２】最適化計算を４００回にした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図４３】高速抑止オフセットのパターンの発見状況の比較を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置であって、低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部とを備える。
【００１６】
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を算出する第１評価値算出部と、高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を算出する第２評価値算出部と、前記第１評価値が最適値となり、前記第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索するオフセット探索部として機能させる。
【００１７】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索方法は、複数の交差点を含む模擬道路網で複数の模擬車両を走行させて交差点の信号灯器のオフセットを探索するオフセット探索装置によるオフセット探索方法であって、低速模擬車両を走行させた場合の該低速模擬車両に係る第１評価値を第１評価値算出部が算出するステップと、高速模擬車両を走行させた場合の該高速模擬車両に係る第２評価値を第２評価値算出部が算出するステップと、算出された第１評価値が最適値となり、算出された第２評価値が最適値となるようにオフセットをオフセット探索部が探索するステップとを含む。
【００１８】
第１評価値算出部は、低速模擬車両を走行させた場合の低速模擬車両に係る第１評価値を算出する。第２評価値算出部は、高速模擬車両を走行させた場合の高速模擬車両に係る第２評価値を算出する。低速模擬車両は、例えば、規制速度又は規制速度より若干速い速度（例えば、規制速度＋５ｋｍ／ｈ程度であり、規制速度を含めて規制速度近傍とも称する）等の実際上安全な走行速度で走行する規制速度遵守車両である。模擬車両を単に車両とも称する。高速模擬車両は、例えば、規制速度を大幅に超過した違反速度（例えば、規制速度＋２０ｋｍ／ｈを超える速度）などの危険な走行速度で走行する高速走行車両（規制速度違反車両とも称する）である。
【００１９】
オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索する。第１評価値の最適値は、例えば、低速模擬車両の走行を妨げず、旅行速度を低下させないような値である。また、第２評価値の最適値は、例えば、高速模擬車両の走行を抑制し、旅行速度を低下させるような値である。オフセットは、例えば、隣り合う交差点の信号灯器の青信号開始時点の時間差をいう。
【００２０】
オフセットの探索は、例えば、以下のように行うことができる。模擬道路網内の各交差点のオフセットの初期値を予め設定しておく。また、オフセットを探索する際の探索対象交差点の選択順序も予め定めておく。また、探索対象交差点のオフセットを変更する際の変更値Ｎ（例えば、２％、３％、１５％、４０％などのサイクル長に対する割合、１秒などの時間）を設定しておく。探索対象交差点の選択順序に従って、探索対象交差点のオフセットを変更しない場合、＋Ｎとした場合、−Ｎとした場合について、評価値（第１評価値、第２評価値）を算出し、算出した評価値が最適値に近づく方（例えば、＋Ｎ、あるいは−Ｎ）にさらにオフセットを変更し、評価値が最適値となるまで評価値の算出を繰り返してオフセットを探索する。
【００２１】
オフセット探索部は、オフセット探索部で探索した結果に基づいてオフセットを登録（記憶）する。すなわち、オフセット探索部は、評価値が最適値となったときのオフセットを採択可能なオフセットとして登録する。登録されたオフセットは、例えば、低速模擬車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンであり、かつ高速模擬車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンである。旅行速度は、対象とする区間を、当該区間を移動するのに要した旅行時間で除算した値である。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【００２２】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、前記高速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第２遅れ時間及び第２停止回数の少なくとも一方を算出する第２算出部とを備え、前記第１評価値算出部は、前記第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出するようにしてあり、前記第２評価値算出部は、前記第２算出部で算出した第２遅れ時間及び第２停止回数の少なくとも一方に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するようにしてある。
【００２３】
第１算出部は、低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する。第１遅れ時間は、交差点で停止した低速模擬車両の遅れ時間である。なお、遅れ時間は、各交差点での遅れ時間の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止した低速模擬車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の低速模擬車両の遅れ時間の総和である。また、第１停止回数は、交差点で停止した低速模擬車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【００２４】
第１評価値算出部は、第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて低速模擬車両に係る第１評価値を算出する。第１遅れ時間をＤ１で表し、第１停止回数をＲ１で表すと、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１＋ｂ１×Ｒ１という式で算出することができる。また、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１、あるいはＥ１＝ｂ１×Ｒ１という式で算出してもよい。ａ１、ｂ１は所定の係数である。なお、第１評価値Ｅ１を算出する際に、後述のバランス係数、あるいは危険度などの交通指標を加えることもできる。
【００２５】
第２算出部は、高速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第２遅れ時間及び第２停止回数の少なくとも一方を算出する。第２遅れ時間は、交差点で停止した高速模擬車両の遅れ時間である。なお、遅れ時間は、各交差点での遅れ時間の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止した高速模擬車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の高速模擬車両の遅れ時間の総和である。また、第２停止回数は、交差点で停止した高速模擬車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【００２６】
第２評価値算出部は、第２算出部で算出した第２遅れ時間及び第２停止回数の少なくとも一方に基づいて高速模擬車両に係る第２評価値を算出する。第２遅れ時間をＤ２で表し、第２停止回数をＲ２で表すと、第１評価値Ｅ２は、Ｅ２＝ａ２×Ｄ２＋ｂ２×Ｒ２という式で算出することができる。また、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝ａ２×Ｄ２、あるいはＥ２＝ｂ２×Ｒ２という式で算出してもよい。ａ２、ｂ２は所定の係数である。なお、第２評価値Ｅ２を算出する際に、後述のバランス係数、あるいは危険度などの交通指標を加えることもできる。
【００２７】
オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索する。第１評価値の最適値は、例えば、低速模擬車両の走行を妨げず、旅行速度を低下させないような値である。また、第２評価値の最適値は、例えば、高速模擬車両の走行を抑制し、旅行速度を低下させるような値である。
【００２８】
オフセット探索部は、オフセット探索部で探索した結果に基づいてオフセットを登録（記憶）する。すなわち、オフセット探索部は、評価値が最適値となったときのオフセットを採択可能なオフセットとして登録する。登録されたオフセットは、例えば、低速模擬車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンであり、かつ高速模擬車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンである。旅行速度は、対象とする区間を、当該区間を移動するのに要した旅行時間で除算した値である。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【００２９】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する第１算出部と、前記低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出する旅行算出部とを備え、前記第１評価値算出部は、前記第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて前記低速模擬車両に係る第１評価値を算出するようにしてあり、前記第２評価値算出部は、前記第１評価値算出部で算出した第１評価値及び前記旅行算出部で算出した旅行時間差又は旅行速度差に基づいて前記高速模擬車両に係る第２評価値を算出するようにしてある。
【００３０】
第１算出部は、低速模擬車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方を算出する。第１遅れ時間は、交差点で停止した低速模擬車両の遅れ時間である。なお、遅れ時間は、各交差点での遅れ時間の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止した低速模擬車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の低速模擬車両の遅れ時間の総和である。また、第１停止回数は、交差点で停止した低速模擬車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【００３１】
第１評価値算出部は、第１算出部で算出した第１遅れ時間及び第１停止回数の少なくとも一方に基づいて低速模擬車両に係る第１評価値を算出する。第１遅れ時間をＤ１で表し、第１停止回数をＲ１で表すと、第１評価値Ｅ１は、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１＋ｂ１×Ｒ１という式で算出することができる。また、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１、あるいはＥ１＝ｂ１×Ｒ１という式で算出してもよい。ａ１、ｂ１は所定の係数である。なお、第１評価値Ｅ１を算出する際に、後述のバランス係数、あるいは危険度などの交通指標を加えることもできる。
【００３２】
旅行算出部は、低速模擬車両及び高速模擬車両を走行させた場合の旅行時間差又は旅行速度差を算出する。旅行時間差は、高速模擬車両の旅行時間と低速模擬車両の旅行時間との差である。旅行速度差は、高速模擬車両の旅行速度と低速模擬車両の旅行速度との差である。旅行速度は、対象とする区間を、当該区間を移動するのに要した旅行時間で除算した値である。
【００３３】
第２評価値算出部は、第１評価値算出部で算出した第１評価値Ｅ１及び旅行算出部で算出した旅行時間差又は旅行速度差に基づいて高速模擬車両に係る第２評価値Ｅ２を算出する。旅行時間差を用いる場合、第２評価値Ｅ２は、例えば、Ｅ２＝Ｍ×Ｅ１という式で算出することができる。ここでＭは、例えば、旅行時間差が大きくなるに応じて値を大きくするような変数とすることができる。また、旅行速度差を用いる場合には、Ｍは、旅行速度差が大きくなるに応じて値を大きくするような変数とすることができる。また、旅行時間差は、上り方向の旅行時間差と下り方向の旅行時間差の大きい方、平均値、二乗平均などを用いてもよい。旅行速度差も同様である。
【００３４】
オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が最適値となり、第２評価値算出部で算出する第２評価値が最適値となるようにオフセットを探索する。第１評価値の最適値は、例えば、低速模擬車両の走行を妨げず、旅行速度を低下させないような値である。また、第２評価値には、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度差を用いるので、例えば、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度を小さくするという最適化の度合が第２評価値に現れるため、オフセットの探索が目標値に近づいているのか否かを容易に見極めることができる。なお、第２評価値は、高速模擬車両の走行を抑制して、低速模擬車両の旅行速度又は旅行時間に近づける値である。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【００３５】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第２評価値算出部は、前記旅行時間差又は旅行速度差が所定閾値以上の場合には、該旅行時間差又は旅行速度差が該所定閾値より小さい場合に比べて、大きな値となるように第２評価値を算出するようにしてある。
【００３６】
第２評価値算出部は、旅行時間差又は旅行速度差が所定閾値以上の場合には、旅行時間差又は旅行速度差が所定閾値より小さい場合に比べて、大きな値となるように第２評価値を算出する。高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度差が所定閾値以上である場合には第２評価値が大きくなるようにし、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度差が所定閾値より小さい場合には第２評価値が小さくなるようにするので、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度を小さくするという最適化の度合が第２評価値に現れるため、オフセットの探索が目標値に近づいているのか否かを容易に見極めることができる。
【００３７】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第２評価値算出部は、前記第１評価値算出部で算出した第１評価値に前記旅行算出部で算出した旅行時間差が大きいほど大きな係数を乗算して第２評価値を算出するようにしてある。
【００３８】
第２評価値Ｅ２は、例えば、Ｅ２＝Ｍ×Ｅ１という式で算出することができる。ここでＭは、例えば、旅行時間差が大きくなるに応じて値を大きくするような係数（変数）とすることができる。第２評価値には、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差を用いるので、例えば、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差を小さくするという最適化の度合が第２評価値に現れるため、オフセットの探索が目標値に近づいているのか否かを容易に見極めることができる。なお、第２評価値は、高速模擬車両の走行を抑制して、低速模擬車両の旅行時間に近づける値である。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【００３９】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記オフセット探索部は、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第１オフセット探索部と、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が大きくなるようにオフセットを探索する第２オフセット探索部とを備える。
【００４０】
オフセット探索部は、第１オフセット探索部と、第２オフセット探索部とを備える。第１オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する。例えば、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１＋ｂ１×Ｒ１という式で算出する場合、第１評価値Ｅ１を小さくするには、第１遅れ時間Ｄ１を小さくするか、あるいは第１停止回数Ｒ１を小さくすればよい。第１遅れ時間Ｄ１又は第１停止回数Ｒ１を小さくすることは、低速模擬車両の旅行速度を低下させない（又は低下を抑制する）ことであるので、第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索することは、低速模擬車両の旅行速度を低下させないオフセットを探索することになる。なお、第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索することは、前述の第１評価値Ｅ１の逆数又は逆数に比例する評価値を使用する場合には、評価値が大きくなるようにオフセットを探索することと同等になる。
【００４１】
第２オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、第２評価値算出部で算出する第２評価値が大きくなるようにオフセットを探索する。第１評価値が所定範囲内であるとは、例えば、第１評価値を悪化させない範囲内とすることができ、より具体的には、第１評価値が最適値又は最適値の近傍の暫定最適値より大きくならない範囲内とすることができる。
【００４２】
第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝ａ２×Ｄ２という式で算出する場合、第２評価値Ｅ２を大きくするには、第２遅れ時間Ｄ２を大きくすればよい。第２遅れ時間Ｄ２を大きくすることは、高速模擬車両の旅行速度を低下させることであるので、第２評価値が大きくなるようにオフセットを探索することは、高速模擬車両の旅行速度を低下させるオフセットを探索することになる。なお、第２評価値が大きくなるようにオフセットを探索することは、前述の第２評価値Ｅ２の逆数又は逆数に比例する評価値を使用する場合には、評価値が小さくなるようにオフセットを探索することと同等になる。
【００４３】
上述の構成により、まず第１オフセット探索部は、低速模擬車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。そして、第２オフセット探索部は、低速模擬車両の旅行速度が低下しない（あるいは低下が抑制される）範囲内で、高速模擬車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。
【００４４】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記オフセット探索部は、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第１オフセット探索部と、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が小さくなるようにオフセットを探索する第２オフセット探索部とを備える。
【００４５】
オフセット探索部は、第１オフセット探索部と、第２オフセット探索部とを備える。第１オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する。例えば、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１＋ｂ１×Ｒ１という式で算出する場合、第１評価値Ｅ１を小さくするには、第１遅れ時間Ｄ１を小さくするか、あるいは第１停止回数Ｒ１を小さくすればよい。第１遅れ時間Ｄ１又は第１停止回数Ｒ１を小さくすることは、低速模擬車両の旅行速度を低下させない（又は低下を抑制する）ことであるので、第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索することは、低速模擬車両の旅行速度を低下させないオフセットを探索することになる。なお、第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索することは、前述の第１評価値Ｅ１の逆数又は逆数に比例する評価値を使用する場合には、評価値が大きくなるようにオフセットを探索することと同等になる。
【００４６】
第２オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が所定範囲内であって、第２評価値算出部で算出する第２評価値が小さくなるようにオフセットを探索する。第１評価値が所定範囲内であるとは、例えば、第１評価値を悪化させない範囲内とすることができ、より具体的には、第１評価値が最適値又は最適値の近傍の暫定最適値より大きくならない範囲内とすることができる。
【００４７】
第２評価値Ｅ２は、例えば、Ｅ２＝Ｍ×Ｅ１という式で算出することができる。ここでＭは、例えば、旅行時間差が大きくなるに応じて値を大きくするような係数（変数）とすることができる。第２評価値Ｅ２を小さくするには、第１評価値Ｅ１を小さくするか、あるいは係数Ｍを小さくすればよい。係数Ｍに着目すれば、第２評価値Ｅ２が小さくなるようにオフセットを探索することは、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差を小さくするようなオフセットを探索することになる。
【００４８】
上述の構成により、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差を小さくするという最適化の度合が第２評価値に現れるため、オフセットの探索が目標値に近づいているのか否かを容易に見極めることができる。なお、第２評価値は、高速模擬車両の走行を抑制して、低速模擬車両の旅行時間に近づける値である。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【００４９】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第１オフセット探索部は、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてあり、前記第２オフセット探索部は、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が前記極小値より大きくなく、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が極大値となるようにオフセットを探索するようにしてある。
【００５０】
第１オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索する。これにより、低速模擬車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。第２オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が、第１オフセット探索部で探索した結果得られた第１評価値の極小値より大きくなく、第２評価値算出部で算出する第２評価値が極大値となるようにオフセットを探索する。これにより、低速模擬車両の旅行速度が低下しないオフセットであって、高速模擬車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。すなわち、低速模擬車両の旅行速度が低下せず、かつ高速模擬車両の旅行速度を低下させるという双方を満たすような各交差点のオフセットのパターンを求めることができる。
【００５１】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第１オフセット探索部は、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてあり、前記第２オフセット探索部は、前記第１評価値算出部で算出する第１評価値が前記極小値より大きくなく、前記第２評価値算出部で算出する第２評価値が極小値となるようにオフセットを探索するようにしてある。
【００５２】
第１オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が極小値となるようにオフセットを探索する。これにより、低速模擬車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。第２オフセット探索部は、第１評価値算出部で算出する第１評価値が、第１オフセット探索部で探索した結果得られた第１評価値の極小値より大きくなく、第２評価値算出部で算出する第２評価値が極小値となるようにオフセットを探索する。これにより、低速模擬車両の旅行速度が低下しないオフセットであって、高速模擬車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。すなわち、低速模擬車両の旅行速度が低下せず、かつ高速模擬車両の旅行速度を低下させるという双方を満たすような各交差点のオフセットのパターンを求めることができる。
【００５３】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記模擬道路網の交差点の中から、オフセットを探索する際の探索対象交差点を所定の順序で選択する選択部と、該選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを複数の所定値に繰り返し設定する第１設定部と、前記選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを所定値に設定した場合、設定した所定値を相殺するための相殺値をオフセットとして設定することが可能な相殺交差点を特定する特定部と、前記選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを複数の所定値に繰り返し設定するとともに、前記特定部で特定した相殺交差点の信号灯器のオフセットを相殺値に繰り返し設定する第２設定部とを備え、前記第１オフセット探索部及び第２オフセット探索部は、前記第１設定部及び第２設定部の少なくとも一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてある。
【００５４】
選択部は、模擬道路網の交差点の中から、オフセットを探索する際の探索対象交差点を所定の順序で選択する。模擬道路網の交差点の数をＩとすると、交差点番号Ｍは、１〜Ｉとなる。オフセットは、交差点間の青信号開始時点の時間差であるから、交差点番号Ｍ＝１の交差点を基準とすると、探索対象交差点の番号Ｍは、２〜Ｉとなる。選択部は、例えば、交差点番号Ｍが、２、３、…、Ｉの順序で探索対象交差点を選択する。
【００５５】
第１設定部は、選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを複数の所定値に繰り返し設定する。複数の所定値は、例えば、探索対象交差点のオフセットを変更する際の変更値Ｎ（例えば、２％、３％、１５％、４０％などのサイクル長に対する割合、１秒などの時間）である。第１設定部は、探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを所定値に設定するので、当該探索対象交差点の後に選択される他の交差点群（例えば、下流の交差点群）のオフセットは変化させない。例えば、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを変更することになるので、結果的には、探索対象交差点の１つ上流側（１つ手前）の交差点に対して探索対象交差点全体のオフセットは＋Ｎに設定されることになる。第１設定部による設定方法を、便宜上、下流全交差点移動方式又は第１方式とも称する。
【００５６】
特定部は、選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを所定値に設定した場合、設定した所定値を相殺するための相殺値をオフセットとして設定することが可能な相殺交差点を特定する。例えば、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、＋Ｎを相殺するための相殺値（たとえば、＋Ｎに対して−Ｎ）をオフセットとして設定することが可能な交差点を相殺交差点として特定する。特定部は、探索対象交差点が選択される都度、相殺交差点を特定する。
【００５７】
第２設定部は、選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを複数の所定値に繰り返し設定するとともに、特定部で特定した相殺交差点の信号灯器のオフセットを相殺値に繰り返し設定する。例えば、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、＋Ｎを相殺する相殺値（例えば、−Ｎ）をオフセットとして設定することができる相殺交差点を特定する。すなわち、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、相殺交差点の信号灯器のオフセットを−Ｎに設定し、探索対象交差点の１つ上流側（１つ手前）の交差点に対して、探索対象交差点と相殺交差点との間の交差点群の信号灯器のオフセットは＋Ｎに設定されることになる。第２設定部による設定方法を、便宜上、連携交差点群移動方式又は第２方式とも称する。
【００５８】
第１オフセット探索部及び第２オフセット探索部は、第１設定部及び第２設定部の少なくとも一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索する。すなわち、第１オフセット探索部及び第２オフセット探索部のいずれもが第１方式を用いてもよく、第１オフセット探索部及び第２オフセット探索部のいずれもが第２方式を用いてもよく、第１オフセット探索部が第１方式を用い、第２オフセット探索部が第２方式を用いてもよく、あるいは、第１オフセット探索部が第２方式を用い、第２オフセット探索部が第１方式を用いてもよい。
【００５９】
上述の構成により、第１評価値を最適化する場合のオフセットの探索に第１方式又は第２方式のいずれを用いることができ、また第２評価値を最適化する場合のオフセットの探索にも第１方式又は第２方式のいずれを用いることができるので、オフセットの探索方式を種々の方式に変更することができ、単にオフセットの所定値を変更する場合に比較して、評価値が最適値となるオフセットの探索範囲を広げることができる。
【００６０】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第１オフセット探索部は、前記第１設定部及び第２設定部の一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてあり、前記第２オフセット探索部は、前記第１設定部及び第２設定部の他方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてある。
【００６１】
第１オフセット探索部は、第１設定部及び第２設定部の一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索し、第２オフセット探索部は、第１設定部及び第２設定部の他方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索する。例えば、第１オフセット探索部が第１方式（一方）を用い、第２オフセット探索部が第２方式（他方）を用いてもよく、あるいは、第１オフセット探索部が第２方式を用い、第２オフセット探索部が第１方式を用いてもよい。上述の構成により、第１評価値を最適化する場合のオフセットの探索方式と、第２評価値を最適化する場合のオフセットの探索方式を異ならせることができるので、第１評価値及び第２評価値を最適化する場合に同じ探索方式を用いる場合に比較して、評価値の最適値を発見する可能性を高くすることができ、新しいオフセットのパターンを発見する可能性を高くすることができる。
【００６２】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第１オフセット探索部は、前記第１設定部で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてあり、前記第２オフセット探索部は、前記第２設定部で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索するようにしてある。
【００６３】
第１オフセット探索部は、第１設定部で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索し、第２オフセット探索部は、第１設定部で探索されたオフセット値を初期値として、第２設定部で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索する。すなわち、第１オフセット探索部が第１方式を用い、第２オフセット探索部が第２方式を用いてオフセットを探索する。第２方式、すなわち、連携交差点群移動方式を用いてオフセットを探索することにより、以下のような利点がある。すなわち、距離の短いリンクで生じるようなオフセット反転が生じないので、オフセット反転防止のための制約がない。また、オフセット反転防止の制約を無視した場合には、そのずれを補正するために最適値探索以外のオフセットの移動が必要となるが、オフセット反転防止のための制約がないので、そのような不要な最適値探索以外のオフセットの移動も生じることがない。第２オフセット探索部が第２方式を用いてオフセットを探索することにより、全交差点のうちの一部の交差点群だけを連携させてオフセットを移動させることができる。これにより、低速模擬車両の旅行速度を低下させることなく、高速模擬車両を交差点で停止させるようなオフセットのパターンを発見する可能性を高くすることができる。
【００６４】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記第２設定部は、前記特定部で相殺交差点を特定することができない場合、前記選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを、相殺量が最も大きな相殺値を設定することができる交差点の該相殺値の絶対値の範囲内に設定するようにしてある。
【００６５】
第２設定部は、特定部で相殺交差点を特定することができない場合、選択部で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを、相殺量が最も大きな相殺値を設定することができる交差点の当該相殺値の絶対値の範囲内に設定する。例えば、第２オフセット探索部が第２方式を用いてオフセットを探索する場合に、探索対象交差点のオフセットを＋２０秒だけ変更しようとした場合において、＋２０秒をすべて相殺（吸収）するオフセット（すなわち、−２０秒）を設定することができる相殺交差点を特定することができないときに、相殺量が最も大きな交差点のオフセットの相殺値が、例えば、−１５秒であるとすると探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋２０秒ではなく、相殺値（−１５秒）の絶対値である１５の範囲内にすべく、＋１５秒に設定する。オフセットの探索を行う前に、探索対象交差点のオフセットの変化量を、相殺交差点の相殺可能な相殺に応じて設定しておくことにより、オフセット探索の途中で探索対象交差点のオフセットの変化量を相殺することができないことを発見したときに、探索対象交差点のオフセットを修正して最初からオフセット探索の処理を繰り返すような事態を未然に防止して、処理能力の向上を図ることができる。
【００６６】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記特定部は、複数の相殺交差点を特定することができる場合、該複数の相殺交差点のうち前記探索対象交差点から最も距離が近い交差点を相殺交差点として特定するようにしてある。
【００６７】
特定部は、複数の相殺交差点を特定することができる場合、複数の相殺交差点のうち探索対象交差点から最も距離が近い交差点を相殺交差点として特定する。これにより、探索対象交差点のオフセットを所定値に設定した場合に、探索対象交差点のオフセットに連携して同じ所定値のオフセットが設定される交差点の数を最小にすることができ、例えば、低速模擬車両が停止していない交差点だけのオフセットを調整して、高速模擬車両を停止させるようなオフセットを発見する可能性を高めることができる。
【００６８】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記選択部は、前記所定の順序を複数種類有する。
【００６９】
選択部は、所定の順序を複数種類有する。探索対象交差点の選択順序の種類を複数有することにより、所要のオフセットのパターンを発見するためのオフセットの探索範囲を広げることができる。
【００７０】
本発明の実施の形態に係るオフセット探索装置は、前記選択部は、前記模擬道路網の交差点の上流側から下流側へ選択する第１選択順序、前記模擬道路網の交差点の下流側から上流側へ選択する第２選択順序、前記模擬道路網の交差点間の距離の短い順に選択する第３選択順序、前記模擬道路網の交差点間の距離の長い順に選択する第４選択順序、及び前記模擬道路網の交差点をランダムに選択する第５選択順序のうち、複数の選択順序を前記所定の順序として探索対象交差点を選択するようにしてある。
【００７１】
選択部は、模擬道路網の交差点の上流側から下流側へ選択する第１選択順序、模擬道路網の交差点の下流側から上流側へ選択する第２選択順序、模擬道路網の交差点間の距離の短い順に選択する第３選択順序、模擬道路網の交差点間の距離の長い順に選択する第４選択順序、及び模擬道路網の交差点をランダムに選択する第５選択順序のうち、複数の選択順序を所定の順序として探索対象交差点を選択する。これにより、オフセットの探索範囲が広がり、例えば、１つの選択順序では発見することができなかった所要のオフセットのパターンを新たに発見する可能性を高くすることができる。
【００７２】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係るオフセット探索装置、該オフセット探索装置を実現するためのコンピュータプログラム及び前記オフセット探索装置によるオフセット探索方法の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。以下、本発明に係るオフセット探索装置の一例としての交通シミュレータについて説明する。
【００７３】
交通シミュレータは、複数の交差点を含む模擬道路網（以下、道路網とも称する）又は路線で複数の模擬車両（以下、車両とも称する。）を走行させて交差点の信号灯器（以下、信号機とも称する）の信号制御パラメータ（例えば、オフセット、サイクル長、スプリットなど）を算出する。また、交通シミュレータは、渋滞長、旅行時間、交通量、待ち行列長などの交通評価指標を出力することもできる。
【００７４】
交通シミュレータには、車両の細かな挙動を扱い、交差点の改良の評価などを行うのに適したミクロモデルと、車両の挙動を簡素化し、オフセットの最適化などの繰り返し計算に適したマクロモデルがある。ミクロモデルの交通シミュレータ（以下、ミクロシミュレータという）は、車両挙動の変化をより細かく再現するため、上記の設定をより詳細に行う。
【００７５】
ミクロシミュレータは、入力データとして、例えば、車両の走行の起終点情報を含む交通量（例えば、ＯＤ表、ＯＤ交通量、ＯはOrigin、ＤはDestinationの意味である）、車両の走行速度、加速減速特性などの交通情報が所与として取り扱われている。また、入力データには、サイクル長、スプリット、オフセットなどの信号制御パラメータ、道路網を示すリンク情報、サブエリア（例えば、複数の交差点を１つのグループとして纏めたもの）の構成等のネットワーク情報、交通量、飽和交通流率等の車両感知器で得られた情報なども含まれる。
【００７６】
一方、マクロモデルの交通シミュレータ（以下、マクロミュレータという）は、車両の挙動を大幅に簡素化したものであり、ＯＤ表などの情報は不要であり、代わりにリンク単位の交通量として表現することができる。また、入力データには、サイクル長、スプリット、オフセットなどの信号制御パラメータ、路線を示すリンク情報、サブエリア（例えば、複数の交差点を１つのグループとして纏めたもの）の構成等のネットワーク情報、交通量、飽和交通流率等の車両感知器で得られた情報なども含まれる。本実施の形態のオフセット探索装置、当該オフセット探索装置を実現するためのコンピュータプログラム及びオフセット探索方法は、マクロシミュレーション（マクロシミュレータによる評価）に関するものであるが、ミクロシミュレーションを採用することもできる。
【００７７】
図１は車両挙動の一例を示す模式図である。図１はマクロシミュレータ上での車両挙動の一例を示す。図１に示すように、本実施の形態の交通シミュレータでは、車両をリンク単位の交通量として表現し、車両の挙動の簡素化を図っている。各リンクで、車両を走行させ、交差点（ノードとも称する）の信号情報に応じて、交差点で停止又は交差点を通過させる。
【００７８】
図２は本実施の形態の交通シミュレータ１００によるオフセットを探索する場合の道路網の一例を示す模式図である。図２の例では、交差点１、２、３、４、５、６と、各交差点（ノードとも称する）を繋ぐ道路（リンクとも称する）を表している。なお、図２の例はあくまで一例であって、簡便のため、６つの交差点を例示しているが、交差点の数は６に限定されるものではない。また、オフセットを探索する場合の道路網が図２の例に限定されるものではなく、１又は複数の道路が交わった道路網であってもよい。
【００７９】
図２に示すように、交差点１から６に向かって走行する車両を下流側に走行する車両とし、交差点６から１に向かって走行する車両を上流側に走行する車両とする。このように、双方向（例えば、上流側又は上り方向と、下流側又は下り方向）の車両を考慮する。一般的に多くの道路では、対向車両が同時に走行するため、交差点間の信号灯器のオフセットを求める場合には、双方向の交通に対して最適なオフセットとなることが必要であるためである。
【００８０】
また、図２に示すように、交差点３と４との間での青信号開始時間の差をオフセットと称する。すなわち、オフセットは、隣り合う交差点の信号灯器の青信号開始時点の時間差をいう。
【００８１】
走行させる車両は、交通が一様流であると仮定し、例えば、１時間当たりの交通量が７２０台であれば、リンクの始点では５秒に１台の割合で車両を発生させる。なお、交通量はリンク単位で所望の値にすることができる。例えば、実施の交通量に応じて、交差点１を始点として、５秒に１台の車両を発生して交差点６に向かって走行させることができる。また、実際の交通量に応じて、交差点３を始点として、６秒に１台の車両を発生させて交差点６に向かって走行させることもできる。同様に、実施の交通量に応じて、交差点６を始点として、４秒に１台の車両を発生して交差点１に向かって走行させることができる。
【００８２】
交通シミュレータ１００は、図２に例示するような道路網で交通量に応じた車両（低速模擬車両及び高速模擬車両）を走行させ、後述する遅れ時間（停止時間とも称する）、停止回数、バランス係数、危険度などの交通指標を算出し、算出した結果を用いて評価値（第１評価値Ｅ１、第２評価値Ｅ２）を算出する。そして、交通シミュレータ１００は、第１評価値Ｅ１が最適（例えば、極小）となり、かつ第２評価値Ｅ２が最適（例えば、極大）となるようにオフセットを探索して所要のオフセット（各交差点でのオフセットのパターン）を算出する。以下、交通シミュレータ１００の詳細について説明する。
【００８３】
図３は本実施の形態の交通シミュレータ１００の構成の一例を示すブロック図である。交通シミュレータ１００は、車両の移動モデルを表す計算式に基づいて演算を行うシミュレータエンジン部１０、交通量算出部１１、遅れ時間算出部１２、停止回数算出部１３、危険度算出部１４、バランス係数算出部１５、第１評価値算出部１６、第２評価値算出部１７、第１オフセット探索部１８、第２オフセット探索部１９、探索対象交差点選択部２０、第１オフセット設定部２１、第２オフセット設定部２２、入力データ及び処理結果などの所定の情報を記憶する記憶部２３、旅行算出部２４などを備える。なお、遅れ時間、停止回数、バランス係数及び危険度を交通指標とも称する。
【００８４】
交通シミュレータ１００には、入力データとして、例えば、車両の走行速度、加速減速特性、リンク単位の交通量、飽和交通流率、信号制御パラメータ、リンク情報、サブエリアの構成等のネットワーク情報などのデータが与えられる。
【００８５】
交通シミュレータ１００は、入力データを用いて、道路網内の交差点間の信号灯器のオフセットを算出する。また、交通シミュレータ１００は、各リンクの渋滞長、車両の旅行時間、交通量、待ち行列長（待ち行列台数）などの交通評価指標（推定交通評価指標）を出力することもできる。なお、交通評価指標は、道路網を表す地図上で表示される。なお、交通評価指標に環境汚染物質（二酸化炭素など）の排出量（例えば、環境指標）を含めることもできる。
【００８６】
交通量算出部１１は、リンク単位の交通量を算出する。なお、交通量はリンク単位で所望の値に変更することができる。交通シミュレータ１００は、交通量算出部１１で算出した交通量に応じて、図２に例示したような道路網を走行させる。
【００８７】
図２で例示したように、交通シミュレータ１００では、双方向（例えば、上り方向と下り方向）の車両を考慮するので、交差点１〜６のオフセットを所定値に変更して、下り方向に沿って、交差点１、２、３、４、５、６（交差点間のリンク）の順に車両を走行させて、遅れ時間、停止回数、バランス係数、危険度などの交通指標を交差点毎に算出する。そして、次に上り方向に沿って、交差点及びリンクの順序を逆転させて、交差点６、５、４、３、２、１（交差点間のリンク）の順に車両を走行させて、遅れ時間、停止回数、バランス係数、危険度などの交通指標を交差点毎に算出する。
【００８８】
なお、交差点２のオフセットを交差点１に対して＋１０秒に設定したとすると、リンク及び交差点の順序を逆転させたときには、交差点１のオフセットは交差点２に対して−１０秒となる。
【００８９】
次に、本実施の形態の交通シミュレータ１００による交差点間（すなわち、リンク）のオフセットを変化させる場合の方法（交差点の移動規則とも称する）について説明する。交差点の移動規則は、評価値が最適値に近づくようにオフセットを変更しながらオフセットを探索する場合にオフセット探索対象の交差点（探索対象交差点とも称する）のオフセットをどのように変化させるかを示す方式である。
【００９０】
まず、オフセットを変更しない場合について説明する。図４は同時オフセットの場合のオフセットの一例を示す模式図である。図４において、横軸は距離を示し、図２に例示した交差点１〜６を模式的に例示している。縦軸は時間を示す。図中、矩形状の枠は、各交差点における赤信号を示し、枠の長さは赤信号の表示時間を示す。また、枠と枠の間は、各交差点における青信号を示し、枠間の長さは青信号の表示時間を示す。なお、簡便のため黄信号は省略している。同時オフセットとは、隣り合う交差点間のオフセットが０％である場合であり、各交差点での青信号開始時点は同時となる。図４に示すように、各交差点での青信号の開始時点が同じ時刻になっていることが分かる。
【００９１】
図５は本実施の形態の交通シミュレータ１００による下流全交差点移動方式（第１方式）の場合のオフセットの一例を示す模式図である。図５に示すように、下流全交差点移動方式は、探索対象交差点（図５の例では、交差点２）のオフセットのみを所定値（図５の例では、＋Ｎ）に変化させる方式であり、その下流の交差点（以降順番に探索される交差点）のオフセットは変化させないので、結果的には、下流交差点全体（図５の例では、交差点３、４、５、６）のオフセットが＋Ｎ方向に移動する。図５では、オフセットの変更を模様が付された矩形状の枠で示す。なお、逆（上流）の交通に対しては、下流交差点全体のオフセットが−Ｎ方向に移動することになる。なお、探索対象交差点の選択方法は、例えば、以下のとおりである。
【００９２】
探索対象交差点選択部２０は、選択部としての機能を有し、模擬道路網の交差点の中から、オフセットを探索する際の探索対象交差点を所定の順序で選択する。模擬道路網の交差点の数をＩとすると、交差点番号Ｍは、１〜Ｉとなる。オフセットは、交差点間の青信号開始時点の時間差であるから、交差点番号Ｍ＝１の交差点を基準とすると、探索対象交差点の番号Ｍは、２〜Ｉとなる。探索対象交差点選択部２０は、例えば、交差点番号Ｍが、２、３、…、Ｉの順序で探索対象交差点を選択する。例えば、探索対象交差点の選択順序を道路網の交差点の上流側から下流側への順序とする場合には、図５の例において、探索対象交差点は、交差点２、３、４、５、６の順に選択されることになる。
【００９３】
第１オフセット設定部２１は、第１設定部としての機能を有し、探索対象交差点選択部２０で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを複数の所定値に繰り返し設定する。複数の所定値は、例えば、探索対象交差点のオフセットを変更する際の変更値Ｎ（例えば、２％、３％、１５％、４０％などのサイクル長に対する割合、１秒などの時間）である。
【００９４】
第１オフセット設定部２１は、図５に示すように、探索対象交差点（図５の例では交差点２）の信号灯器のオフセットだけを所定値に設定するので、当該探索対象交差点の後に選択される他の交差点群（例えば、下流の交差点群）のオフセットは変化させない。例えば、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、探索対象交差点の信号灯器のオフセットだけを変更することになるので、結果的には、後述の図２４で示す選択順序に関わらず、探索対象交差点の１つ上流側（１つ手前）の交差点に対して探索対象交差点全体のオフセットは＋Ｎに設定されることになる。
【００９５】
図６は本実施の形態の交通シミュレータ１００による連携交差点群移動方式（第２方式）の場合のオフセットの一例を示す模式図である。図６に示すように、連携交差点群移動方式は、探索対象交差点（図６の例では、交差点２）のオフセットを所定値（図６の例では、＋Ｎ）変化させる場合、その変化を吸収（相殺）する（例えば、−Ｎのオフセットを設定する）ことができる交差点（相殺交差点）を特定し（図６の例では、交差点５が相殺交差点となる）、特定した交差点（リンク）でオフセットを吸収させる方式である。
【００９６】
第２オフセット設定部２２は、特定部としての機能を有し、探索対象交差点選択部２０で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを所定値に設定した場合、設定した所定値を相殺するための相殺値をオフセットとして設定することが可能な相殺交差点を特定する。例えば、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、＋Ｎを相殺するための相殺値（たとえば、＋Ｎに対して−Ｎ）をオフセットとして設定することが可能な交差点を相殺交差点として特定する。第２オフセット設定部２２は、探索対象交差点が選択される都度、相殺交差点を特定する。
【００９７】
第２オフセット設定部２２は、第２設定部としての機能を有し、探索対象交差点選択部２０で選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを複数の所定値に繰り返し設定するとともに、特定した相殺交差点の信号灯器のオフセットを相殺値に繰り返し設定する。例えば、選択された探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、＋Ｎを相殺する相殺値（例えば、−Ｎ）をオフセットとして設定することができる相殺交差点を特定する。
【００９８】
すなわち、図６に示すように、選択された探索対象交差点（図６の例では、交差点２）の信号灯器のオフセットを＋Ｎに設定した場合、相殺交差点（図６の例では、交差点５）の信号灯器のオフセットを−Ｎに設定し、探索対象交差点の１つ上流側（１つ手前）の交差点に対して、探索対象交差点と相殺交差点との間の交差点群（図６の例では、交差点３、４）の信号灯器のオフセットは＋Ｎに設定されることになる。
【００９９】
第２オフセット設定部２２は、相殺交差点を特定することができない場合（例えば、図６の例で、−Ｎのオフセットを設定することができない場合）、選択した探索対象交差点の信号灯器のオフセットを、相殺量が最も大きな相殺値を設定することができる交差点の当該相殺値の絶対値の範囲内に設定する。
【０１００】
図７は本実施の形態の交通シミュレータ１００による連携交差点群移動方式（第２方式）の場合に設定したオフセットを吸収することができないときに探索対象交差点のオフセットを設定する方法の一例を示す模式図である。図７に示すように、探索対象交差点（図７の例では、交差点２）のオフセットを＋Ｎ（例えば、＋２０秒）だけ変更しようとした場合において、＋Ｎを相殺（吸収）するオフセット−Ｎ（例えば、−２０秒）を設定することができる相殺交差点を特定することができないときに、相殺量が最も大きな交差点（図７の例では、交差点５）のオフセットの相殺値が、例えば、−Ｎ＋Ｆ２（例えば、−１５秒）であるとすると探索対象交差点の信号灯器のオフセットを＋Ｎではなく、相殺値の絶対値である、＋Ｎ−Ｆ２（＋１５秒）に設定する。
【０１０１】
オフセットの探索を行う前に、探索対象交差点のオフセットの変化量を、相殺交差点の相殺可能な相殺に応じて設定しておくことにより、オフセット探索の途中で探索対象交差点のオフセットの変化量を相殺することができないことを発見したときに、探索対象交差点のオフセットを修正して最初からオフセット探索の処理を繰り返すような事態を未然に防止して、処理能力の向上を図ることができる。
【０１０２】
次に、連携交差点群移動方式（第２方式）におけるオフセットの探索値を計算例に基づいて説明する。図８は連携交差点群移動方式（第２方式）のオフセットの探索値の一例を示す説明図である。連携交差点群移動方式におけるオフセットの探索は、オフセット反転防止のためのオフセット変動幅内で行われる。図８において、１．オフセット範囲は、各交差点２〜６のオフセット変動範囲を示し、２．現在の仮採択値は、これまでの探索で最も評価値が良く、仮採択されたオフセット値を示し、３．今回の探索希望量は、今回のオフセットの探索におけるオフセットの変動値Ｎが±４０秒であることを示す。また、４．実際の探索可能量以降は、条件に従って探索範囲が計算される過程を示す。
【０１０３】
探索対象交差点２の仮オフセット値（仮採択値）は−１０秒であるため、マイナス側は−２０秒が変動上限となり、探索可能量は−２０秒と＋４０秒となる。この値を吸収するために＋２０秒と−４０秒の変動が可能な交差点を探す。しかし、５．吸収可能量に示すとおり、交差点３〜６は、いずれも＋２０秒と−４０秒の変動幅を吸収（相殺）することができない。従って、オフセットを最も大きく変動させることができる交差点５が、交差点２のオフセットの変動を吸収することとし、交差点５を相殺交差点とし、交差点５が吸収可能な、−１３秒及び＋２７秒を探索対象交差点２のオフセットの変動値とする。すなわち、今回のオフセットの探索を開始する前に、探索対象交差点２のオフセットを変化させるための所定値を（−２０秒及び＋４０秒）から（−１３秒及び＋２７秒）へ修正する。
【０１０４】
図９は本実施の形態の交通シミュレータ１００による連携交差点群移動方式（第２方式）の場合に設定したオフセットを相殺することができる交差点が複数存在するときに相殺交差点を特定する方法の一例を示す模式図である。第２オフセット設定部２２は、複数の相殺交差点を特定することができる場合、複数の相殺交差点のうち探索対象交差点から最も距離が近い交差点（直下流の交差点）を相殺交差点として特定する。
【０１０５】
図９に示すように、探索対象交差点２のオフセットを＋Ｎに設定した場合に、＋Ｎを相殺するオフセットを設定することができる交差点が、交差点４、交差点５の複数存在するときは、探索対象交差点２に最も近い交差点４を相殺対象交差点（吸収対象交差点）とする。これにより、探索対象交差点のオフセットを所定値に設定した場合に、探索対象交差点のオフセットに連携して同じ所定値のオフセットが設定される交差点の数を最小にすることができ、例えば、低速模擬車両が停止していない交差点だけのオフセットを調整して、高速模擬車両を停止させるようなオフセットを発見する可能性を高めることができる。
【０１０６】
前述の連携交差点群移動方式（第２方式）は、後述の「１交差点移動方式」の場合に生じるような「オフセット反転」の発生を防止することができる。そこで、まず、１交差点移動方式について説明する。
【０１０７】
図１０は１交差点移動方式の場合のオフセットの一例を示す模式図である。図１０に示すように、１交差点移動方式は、探索対象交差点（図１０の例では、交差点２）のオフセットを所定値（例えば、＋Ｎ）に変更し、探索対象交差点の下流側直近の交差点（図１０の例では、交差点３）のオフセットを−Ｎに変更するような移動方式である。図１０に示すような、１交差点移動方式では、交差点２、３の間（リンク）でオフセット反転が発生する可能性が高くなる。
【０１０８】
図１１はオフセット反転の一例を示す模式図である。交差点間の距離（リンク長）が比較的短い区間でオフセットが比較的大きい場合には、オフセット反転が起こり、下流交差点の処理能力が低下する。すなわち、図１１に示すように、距離が短い交差点２、３間でオフセットを大きく設定すると、交差点３の赤信号が終了し、発進波が交差点２に到達した時点で青信号であれば車両が走行することができるのに、オフセットを大きくしたため、発進波が交差点２に到達した時点で赤信号となり、赤信号が終了するまで車両は交差点２で停止させられ、交差点３へ向かって走行することができない。このようなオフセット反転は、リンク長が短いほど、その影響が強くなる傾向がある。
【０１０９】
上述のようなオフセット反転の発生を防止するため、交通シミュレータ１００によるオフセット探索時には、オフセットを所定値に変更する際の許容範囲が設定される。以下、オフセットの許容範囲について説明する。
【０１１０】
図１２は本実施の形態の交通シミュレータ１００によるオフセットの許容範囲を設定する際のパラメータの一例を示す説明図である。交差点Ａ、Ｂ間のオフセットの許容範囲をＯｓで表す。オフセット許容範囲Ｏｓは、Ｏｆ１≦Ｏｓ≦Ｏｆ２で表すことができる。ここで、Ｏｆ１は交差点Ａから見てマイナス方向のオフセットの下限値であり、Ｏｆ２は交差点Ａから見てプラス方向のオフセットの上限値である。Ｏｆ１はマイナス値なので許容範囲の下限となり、Ｏｆ２はプラス値なので許容範囲の上限となる。
【０１１１】
下限値Ｏｆ１は、Ｏｆ１ａとＯｆ１ｂのうちの最大値である。Ｏｆ１ａは、交差点Ｂから交差点Ａへ走行する車両に対する制約であり、後述のようにオフセットを青信号開始及び青信号終了に合せることにより求めることができる。また、Ｏｆ１ｂは、交差点Ａから交差点Ｂへ走行する車両に対する発進波を妨げない制約により求めることができる。Ｏｆ１ａもＯＦ１ｂも交差点Ａから見てマイナス方向のオフセットの制約に関与するパラメータである。
【０１１２】
同様に、上限値Ｏｆ２は、Ｏｆ２ａとＯｆ２ｂのうちの最小値である。Ｏｆ２ａは、交差点Ｂから交差点Ａへ走行する車両に対する発進波を妨げない制約により求めることができ、Ｏｆ２ｂは、交差点Ａから交差点Ｂへ走行する車両に対する制約であり、後述のようにオフセットを青信号開始及び青信号終了に合せることにより求めることができる。Ｏｆ２ａもＯＦ２ｂも交差点Ａから見てプラス方向のオフセットの制約に関与するパラメータである。
【０１１３】
図１３はオフセットを青信号開始に合わせる場合の制約の一例を示す模式図である。図１３に示すように、交差点Ａ、Ｂ間のリンク距離をＬ（ｍ）とし、車両の系統速度をＶ（ｍ／秒）とする。交差点Ｂから交差点Ａへ走行する車両が交差点Ａにおいて青信号で通過することができるように交差点Ｂでの青信号開始時点を合せる。この場合、交差点Ａから見て交差点Ｂのオフセットは、−Ｌ／Ｖとなる。オフセットが−Ｌ／Ｖよりマイナス方向に移動すると、青信号の開始時点が早くなり、交差点Ｂから車両が走行しても交差点Ａで停止させられ、交差点Ａでの処理能力が低下する。すなわち、Ｏｆ１ａの１つのパラメータは、−Ｌ／Ｖとなる。
【０１１４】
図１４はオフセットを青信号終了に合わせる場合の制約の一例を示す模式図である。図１４に示すように、交差点Ａ、Ｂ間のリンク距離をＬ（ｍ）とし、車両の系統速度をＶ（ｍ／秒）とする。また、交差点Ａの青信号時間をＧａ（秒）とし、交差点Ｂの青信号時間をＧｂ（秒）とする。交差点Ｂから交差点Ａへ走行する車両が交差点Ａにおいて青信号で通過することができるように交差点Ｂでの青信号終了時点を合せる。この場合、交差点Ａから見て交差点Ｂのオフセットは、（Ｇａ−Ｇｂ−Ｌ／Ｖ）となる。オフセットが（Ｇａ−Ｇｂ−Ｌ／Ｖ）よりプラス方向に移動すると、青信号の終了時点が遅くなり、交差点Ｂから車両が走行しても交差点Ａで停止させられ、交差点Ａでの処理能力が低下する。すなわち、Ｏｆ１ａの１つのパラメータは、（Ｇａ−Ｇｂ−Ｌ／Ｖ）となる。
【０１１５】
したがって、交差点Ｂから交差点Ａへ走行する車両に対するオフセットの制約であるＯｆ１ａは、ｍｉｎ（−Ｌ／Ｖ、−Ｌ／Ｖ＋Ｇａ−Ｇｂ）となる。最小値とするのは、マイナス方向のオフセットの制約のためである。
【０１１６】
図１５はオフセットを発進波に合わせる場合の制約の一例を示す模式図である。図１５に示すように、交差点Ａ、Ｂ間のリンク距離をＬ（ｍ）とし、発進波速度をＷ（ｍ／秒）とする。交差点Ａにおいて赤信号で停止して信号待ちをしていた車両は、青信号の開始とともに最前列の車両から発進しはじめ、発進波が発進波速度Ｗで交差点Ｂの方へ伝わる。交差点Ｂから交差点Ａへ走行する車両が発進波で妨げられないようにするという制約の下においては、交差点Ａから見て交差点Ｂのオフセットは、−Ｌ／Ｗとなる。オフセットが、−Ｌ／Ｗよりプラス方向に移動すると、発進波が交差点Ｂに到達した時点で交差点Ｂの信号は赤信号となり、交差点Ｂの車両は走行することができない。すなわち、Ｏｆ１ｂ＝−Ｌ／Ｗで表すことができる。
【０１１７】
したがって、交差点Ａから見てマイナス方向のオフセットの下限値Ｏｆ１は、Ｏｆ１ａとＯｆ１ｂとの最大値となる。Ｏｆ１は、マイナス値であるので、２つのパラメータ、Ｏｆ１ａとＯｆ１ｂのうち、０に近い方、すなわち最大値ということになる。
【０１１８】
交差点Ａから見てプラス方向のオフセットの上限値Ｏｆ２も同様にして求めることができる。すなわち、Ｏｆ２＝ｍｉｎ（Ｏｆ２ａ、Ｏｆ２ｂ）であり、Ｏｆ２ａは、Ｌ／Ｗで表すことができ、Ｏｆ２ｂは、Ｌ／Ｖと、（Ｌ／Ｖ＋Ｇａ−Ｇｂ）の最大値として求めることができる。Ｏｆ２は、プラス値であるので、２つのパラメータ、Ｏｆ２ａとＯｆ２ｂのうち、０に近い方、すなわち最小値ということになる。
【０１１９】
図１６は本実施の形態の交通シミュレータ１００によるオフセットの許容範囲の一例を示す説明図である。交差点Ａの青信号時間をＧａ（秒）とし、交差点Ｂの青信号時間をＧｂ（秒）とすると、Ｇａ及びＧｂの大小関係に応じて、オフセットの許容範囲、すなわち、オフセットの下限値Ｏｆ１、及びオフセットの上限値Ｏｆ２の値は異なる。例えば、図１６に示すように、Ｇａ＜Ｇｂの場合には、Ｏｆ１＝ｍａｘ（−Ｌ／Ｖ＋Ｇａ−Ｇｂ−Ｌ／Ｗ）となり、Ｏｆ２＝Ｌ／Ｖとなる。例えば、交差点Ａの青信号時間Ｇａを５０秒、交差点Ｂの青信号時間Ｇｂを６５秒、リンク距離Ｌを１５０ｍ、発進波速度Ｗを５ｍ／秒、系統速度Ｖを１５ｍ／秒とすると、オフセットの下限値Ｏｆ１は、−２５秒となり、オフセットの上限値Ｏｆ２は、１０秒となる。なお、他のＧａ、Ｇｂの大小関係の場合のオフセットの下限値及び上限値も図１６に示すとおりである。
【０１２０】
次に、評価値の算出方法について説明する。本実施の形態の交通シミュレータ１００は、規制速度遵守車両（低速模擬車両とも称する）を走行させ、遅れ時間、停止回数、バランス係数、危険度などの交通指標を算出し、算出した結果を用いて第１評価値Ｅ１を算出する。また、交通シミュレータ１００は、高速走行車両（高速模擬車両とも称する）を走行させ、遅れ時間（停止時間）、停止回数、バランス係数、危険度などの交通指標を算出し、算出した結果を用いて第２評価値Ｅ２を算出する。なお、後述するように、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２は、遅れ時間及び停止回数の少なくとも一方に基づいて算出することもできる。以下、詳細を説明する。
【０１２１】
遅れ時間算出部１２は、第１算出部としての機能を有し、規制速度遵守車両を走行させた場合の各交差点での第１遅れ時間Ｄ１を算出する。規制速度遵守車両は、例えば、規制速度又は規制速度より若干速い速度（例えば、規制速度＋５ｋｍ／ｈ程度であり、規制速度を含めて規制速度近傍とも称する）等の実際上安全な走行速度で走行する車両である。第１遅れ時間Ｄ１は、交差点で停止した規制速度遵守車両の遅れ時間である。なお、遅れ時間は、各交差点での遅れ時間の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止した規制速度遵守車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の規制速度遵守車両の遅れ時間の総和である。
【０１２２】
遅れ時間算出部１２は、第２算出部としての機能を有し、高速走行車両を走行させた場合の各交差点での第２遅れ時間Ｄ２を算出する。高速走行車両は、例えば、規制速度を大幅に超過した違反速度（例えば、規制速度＋２０ｋｍ／ｈを超える速度）などの危険な走行速度で走行する車両（規制速度違反車両とも称する）である。第２遅れ時間Ｄ２は、交差点で停止した高速走行車両の遅れ時間である。なお、遅れ時間は、各交差点での遅れ時間の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止した高速走行車両が複数ある場合には、それぞれの交差点での複数の高速走行車両の遅れ時間の総和である。
【０１２３】
図１７は本実施の形態の交通シミュレータ１００による遅れ時間の算出の一例を示す説明図である。上述のように、遅れ時間は、交差点で停止した車両の遅れ時間の総和であり、交差点の赤信号による車両の停止による周期的な遅れである。遅れ時間は、信号機の１サイクルでの平均待ち行列により求めることができる。
【０１２４】
図１７に示すように、交差点の赤信号により５台の車両が停止したとする。この場合、遅れ時間は、１台目（最前列）の遅れ時間、２台目の遅れ時間、…、５台目（最後尾）の遅れ時間のように５台それぞれの車両の遅れ時間の合計（総和）となる。したがって、待ち行列が長くなるほど、最後尾の車両から最前列の車両に向かって遅れ時間が長くなるので、待ち行列が長くなるほど遅れ時間は大きくなる。
【０１２５】
遅れ時間は、各交差点での遅れ時間を合計した総量をサイクル長で除算した値として、例えば、１秒当たり、あるいは１時間当たりの値に換算し、換算した値を用いる。例えば、１時間当たりの場合には、遅れ時間は、台・秒／時間なる単位で表すことができる。
【０１２６】
停止回数算出部１３は、第１算出部としての機能を有し、規制速度遵守車両を走行させた場合の各交差点での第１停止回数Ｒ１を算出する。第１停止回数Ｒ１は、交差点で停止した規制速度遵守車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【０１２７】
停止回数算出部１３は、第２算出部としての機能を有し、高速走行車両を走行させた場合の各交差点での第２停止回数Ｒ２を算出する。第２停止回数Ｒ２は、交差点で停止した高速走行車両台数となる。なお、停止回数は、各交差点での停止回数の合計又はこの合計値を交差点数で除した１交差点当たりの値であり、それぞれの交差点で停止回数が複数である場合には、それぞれの交差点での複数の停止回数の総和である。
【０１２８】
危険度算出部１４は、車両（規制速度遵守車両及び高速走行車両）が各交差点に到達した場合の当該交差点の信号灯器の灯色及び当該灯色の残存表示時間に基づいて、規制速度遵守車両の危険度Ｑを算出する。また、同様にして危険度算出部１４は、高速走行車両の危険度を算出することもできる。
【０１２９】
信号灯器の灯色が切り替わるとき（例えば、青信号から赤信号に切り替わるとき）に車両が交差点に到達すると、交通事故などの危険性が高まる。そこで、灯色（青、赤など）及び灯色の残存表示時間に応じて危険度合を示す危険係数を予め定めておき、車両が交差点に到達した時点の危険係数を車両毎に合計して危険度を算出することができる。
【０１３０】
図１８は車両の危険度の概念を示す説明図である。図１８に示すように、交差点の信号灯器が時刻ｔにおいて青信号から赤信号に切り替わるとする。なお、説明を簡略化するため、黄信号は省略するが、黄信号がある場合も同様に危険度を表すことができる。
【０１３１】
図１８の直線で示すように、複数の車両が交差点に到達する場合、それぞれの車両が交差点に到達する時点における灯色及びその灯色の残存表示時間に応じて、車両の走行に係る危険性が異なると考えられる。具体的には、青信号から赤信号に切り替わる時刻ｔに交差点に到達する場合に危険性が最も大きいと考えられ、時刻ｔの前後において、時刻ｔから離れるとともに危険性が徐々に小さくなる。
【０１３２】
図１９は車両の危険度の重み付けの一例を示す説明図である。図１９に示すように、信号灯器の灯色が青信号から赤信号に切り替わる場合、切り替え時刻の前後１秒は、最も危険性が高いとして最大の重み係数（危険係数とも称する）、例えば、２００を割り当てる。赤信号開始時点から赤信号開始前５秒までは、０以外の重み係数を割り当てるとともに、青信号の残存時間が長いほど重み係数を小さくし、赤信号開始時点から赤信号開始後３秒までは、０以外の重み係数を割り当てるとともに、赤信号の残存時間が短いほど重み係数を小さくする。なお、図１９の例は一例であって、０以外の重み係数を割り当てる時間帯及び重み係数の値は適宜設定することができる。
【０１３３】
すなわち、危険度は、青信号から赤信号に切り替わる時刻の前後の到着時間（１秒）毎に、到着交通量（車両台数）×重み係数という式で計算した値の到着時間毎の総和で求めることができる。
【０１３４】
バランス係数算出部１５は、規制速度遵守車両のバランス係数Ｂを算出する。また、バランス係数算出部１５は、高速走行車両のバランス係数を算出することもできる。バランス係数は、例えば、{Ｋ１×（上り車両１台当たりの遅れ時間−下り車両１台当たりの遅れ時間）×上り及び下り交通量の和}＋{Ｋ２×（上り車両１台当たりの停止回数−下り車両１台当たりの停止回数）×上り及び下り交通量の和}という式で計算することができる。
【０１３５】
図２０は本実施の形態の交通シミュレータ１００が算出する評価値の第１実施例を示す説明図である。第１評価値算出部１６は、規制速度遵守車両に係る第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×第１遅れ時間Ｄ１＋ｂ１×第１停止回数Ｒ１＋ｃ１×バランス係数Ｂ＋ｄ１×危険度Ｑという式で算出する。ここで、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は所定の係数である。
【０１３６】
また、第１評価値算出部１６は、第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×第１遅れ時間Ｄ１＋ｂ１×第１停止回数Ｒ１という式で算出してもよく、Ｅ１＝ａ１×第１遅れ時間Ｄ１、あるいはＥ１＝ｂ１×第１停止回数Ｒ１という式で算出してもよい。
【０１３７】
第２評価値算出部１７は、高速走行車両に係る第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝ａ２×第２遅れ時間Ｄ２という式で算出する。ここで、ａ２は所定の係数である。なお、第２評価値算出部１７は、高速走行車両の旅行時間が規制速度遵守車両の旅行速度と変わらないようなオフセットのパターンを発見することを目的とするので、旅行時間に最も寄与すると考えられる第２遅れ時間Ｄ２だけを用いて第２評価値Ｅ２を算出することができる。
【０１３８】
また、第２評価値算出部１７は、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝ａ２×第２遅れ時間Ｄ２＋ｂ２×第２停止回数Ｒ２という式で算出してもよく、あるいは、Ｅ２＝ｂ２×第２停止回数Ｒ２という式で算出してもよい。ｂ２は所定の係数である。なお、第２評価値Ｅ２を算出する際に、バランス係数又は危険度などの交通指標を考慮することもできる。
【０１３９】
第１オフセット探索部１８及び第２オフセット探索部１９は、オフセット探索部を構成する。第１オフセット探索部１８及び第２オフセット探索部１９は、第１評価値算出部１６で算出する第１評価値Ｅ１が最適値となり、第２評価値算出部１７で算出する第２評価値Ｅ２が最適値となるようにオフセットを探索する。第１評価値Ｅ１の最適値は、例えば、規制速度遵守車両の走行を妨げず、旅行速度を低下させないような値である。また、第２評価値Ｅ２の最適値は、例えば、高速走行車両の走行を抑制し、旅行速度を低下させるような値である。旅行速度は、対象とする区間を、当該区間を移動するのに要した旅行時間で除算した値である。例えば、旅行速度Ｓｔ（ｋｍ／時）＝路線長（ｍ）／旅行時間Ｔ（秒）×３．６、なる式で旅行速度Ｓｔを求めることができる。
【０１４０】
オフセット探索部（第１オフセット探索部１８、第２オフセット探索部１９）は、探索した結果に基づいてオフセットを登録（記憶）する。すなわち、オフセット探索部は、評価値が最適値となったときのオフセットを採択可能なオフセットとして登録する。登録されたオフセットは、例えば、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンであり、かつ高速走行車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンである。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【０１４１】
図２１及び図２２は本実施の形態の交通シミュレータ１００によるオフセットの探索の一例を示す模式図である。図２１及び図２２の例では、探索対象交差点の選択順序を交差点群の上流側から下流側に選択されるとし、交差点２、３、４、５、６の順番で探索する交差点（探索対象交差点）が選択されるとする。図２１では、交差点２が最初の探索対象交差点として選択された状態を示す。
【０１４２】
オフセットの探索は、例えば、以下のように行うことができる。模擬道路網内の各交差点のオフセットの初期値を予め設定しておく。また、オフセットを探索する際の探索対象交差点の選択順序も予め定めておく。また、探索対象交差点のオフセットを変更する際の変更値Ｎ（例えば、２％、３％、１５％、４０％などのサイクル長に対する割合、１秒などの時間）を設定しておく。探索対象交差点の選択順序に従って、探索対象交差点（図２１の例では、交差点２）のオフセットを変更しない場合、＋Ｎとした場合、−Ｎとした場合について、評価値（第１評価値、第２評価値）を算出し、算出した評価値が最適値に近づく方（例えば、＋Ｎ、あるいは−Ｎ）にさらにオフセットを変更し、評価値が最適値となるまで評価値の算出を繰り返してオフセットを探索する。
【０１４３】
評価値が改善されなくなった場合には、次の探索対象交差点（図２２の例では、交差点３）を選択して、探索対象交差点（図２２の例では、交差点３）のオフセットを変更しない場合、＋Ｎとした場合、−Ｎとした場合について、評価値（第１評価値、第２評価値）を算出し、算出した評価値が最適値に近づく方（例えば、＋Ｎ、あるいは−Ｎ）にさらにオフセットを変更し、評価値が最適値となるまで評価値の算出を繰り返してオフセットを探索する。以降、同様の処理を交差点６まで行う。
【０１４４】
次に、第１オフセット探索部１８及び第２オフセット探索部１９の詳細について説明する。
【０１４５】
第１オフセット探索部１８は、第１評価値算出部１６で算出する第１評価値が小さくなるようにオフセットを探索する。例えば、図２０に示したように、規制速度遵守車両に係る第１評価値Ｅ１を、Ｅ１＝ａ１×Ｄ１＋ｂ１×Ｒ１＋ｃ１×Ｂ＋ｄ１×Ｑという式で算出する場合、第１評価値Ｅ１を小さくするには、例えば、第１遅れ時間Ｄ１を小さくするか、あるいは第１停止回数Ｒ１を小さくすればよい。第１遅れ時間Ｄ１又は第１停止回数Ｒ１を小さくすることは、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させない（又は低下を抑制する）ことであるので、第１評価値Ｅ１が小さくなるようにオフセットを探索することは、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させないオフセットを探索することになる。なお、第１評価値Ｅ１が小さくなるようにオフセットを探索することは、第１評価値Ｅ１の逆数又は逆数に比例する評価値を使用する場合には、評価値が大きくなるようにオフセットを探索することと同等になる。
【０１４６】
第２オフセット探索部１９は、第１評価値算出部１６で算出する第１評価値Ｅ１が所定範囲内であって、第２評価値算出部１７で算出する第２評価値Ｅ２が大きくなるようにオフセットを探索する。第１評価値Ｅ１が所定範囲内であるとは、例えば、第１評価値Ｅ１を悪化させない範囲内とすることができ、より具体的には、第１評価値Ｅ１が最適値又は最適値の近傍の暫定最適値より大きくならない範囲内とすることができる。
【０１４７】
図２０に示すように、高速走行車両に係る第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝ａ２×Ｄ２という式で算出する場合、第２評価値Ｅ２を大きくするには、第２遅れ時間Ｄ２を大きくすればよい。第２遅れ時間Ｄ２を大きくすることは、高速走行車両の旅行速度を低下させることであるので、第２評価値Ｅ２が大きくなるようにオフセットを探索することは、高速走行車両の旅行速度を低下させるオフセットを探索することになる。なお、第２評価値Ｅ２が大きくなるようにオフセットを探索することは、第２評価値Ｅ２の逆数又は逆数に比例する評価値を使用する場合には、評価値が小さくなるようにオフセットを探索することと同等になる。
【０１４８】
上述の構成により、まず第１オフセット探索部１８は、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。そして、第２オフセット探索部１９は、規制速度遵守車両の旅行速度が低下しない（あるいは低下が抑制される）範囲内で、高速走行車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。
【０１４９】
より具体的には、第１オフセット探索部１８は、第１評価値算出部１６で算出する第１評価値Ｅ１が極小値となるようにオフセットを探索する。これにより、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させないような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。第２オフセット探索部１９は、第１評価値算出部１６で算出する第１評価値Ｅ１が、第１オフセット探索部１８で探索した結果得られた第１評価値Ｅ１の極小値より大きくなく、第２評価値算出部１７で算出する第２評価値Ｅ２が極大値となるようにオフセットを探索する。これにより、規制速度遵守車両の旅行速度が低下しないオフセットであって、高速走行車両の旅行速度を低下させるような各交差点のオフセットのパターンを探索することができる。すなわち、規制速度遵守車両の旅行速度が低下せず、かつ高速走行車両の旅行速度を低下させるという双方を満たすような各交差点のオフセットのパターンを求めることができる。
【０１５０】
第２評価値Ｅ２は、図２０で例示したものに限定されない。図２３は本実施の形態の交通シミュレータ１００が算出する評価値の第２実施例を示す説明図である。図２３に示すように、第１評価値Ｅ１は、図２０の例と同様である。第２評価値算出部１７は、第２評価値Ｅ２を、Ｅ２＝Ｍ×Ｅ１という式で算出する。以下、詳細に説明する。
【０１５１】
旅行算出部２４は、規制速度遵守車両及び高速走行車両を走行させた場合の旅行時間差ＴＴ又は旅行速度差ＳＴを算出する。旅行時間差ＴＴは、高速模擬車両の旅行時間Ｔｔ２と低速模擬車両の旅行時間Ｔｔ１との差（ＴＴ＝Ｔｔ２−Ｔｔ１）である。旅行速度差ＳＴは、高速模擬車両の旅行速度Ｓｔ２と低速模擬車両の旅行速度Ｓｔ１との差（ＳＴ＝Ｓｔ２−Ｓｔ１）である。旅行速度は、対象とする区間を、当該区間を移動するのに要した旅行時間で除算した値である。
【０１５２】
第２評価値算出部１７は、第１評価値算出部１６で算出した第１評価値Ｅ１及び旅行算出部２４で算出した旅行時間差ＴＴ又は旅行速度差ＳＴに基づいて高速模擬車両に係る第２評価値Ｅ２を算出する。
【０１５３】
旅行時間差ＴＴを用いる場合、第２評価値Ｅ２は、例えば、Ｅ２＝Ｍ×Ｅ１という式で算出することができる。ここでＭは、以下の規則で計算する。上り方向における１ｋｍ当たりの旅行時間差をＴｕ（秒／ｋｍ）とし、下り方向における１ｋｍ当たりの旅行時間差をＴｄ（秒／ｋｍ）とする。旅行時間差ＴＴは、ＴＴ＝ｍａｘ（Ｔｕ、Ｔｄ）と表すことができる。また、旅行時間差閾値をＴ（例えば、２秒／ｋｍなど）とする。条件１として、ｍａｘ（Ｔｕ、Ｔｄ）＜Ｔの場合、Ｍ＝１とする。また、条件２として、ｍａｘ（Ｔｕ、Ｔｄ）≧Ｔの場合、Ｍ＝｛ｍａｘ（Ｔｕ、Ｔｄ）−Ｔ＋１｝×ｋ、とする。ここで、ｋは旅行時間を強調するための係数であり、ｋ≧１とすることができる。
【０１５４】
例えば、ＴｕとＴｄとの差が旅行時間差閾値Ｔ未満である場合、Ｍ＝１となり、第２評価値Ｅ２＝Ｅ１となる。また、ｋ＝１とした場合に、ＴｕとＴｄとの差が旅行時間差閾値Ｔ以上である場合、例えば、Ｔ＋１である場合（すなわち、ｍａｘ（Ｔｕ、Ｔｄ）＝Ｔ＋１）、Ｍ＝２（＝１＋１）となり、Ｅ２＝２×Ｅ１となる。同様に、ＴｕとＴｄとの差が、例えば、Ｔ＋２である場合（すなわち、ｍａｘ（Ｔｕ、Ｔｄ）＝Ｔ＋２）、Ｍ＝３（＝２＋１）となり、Ｅ２＝３×Ｅ１となる。
【０１５５】
このように、変数Ｍは、旅行時間差ＴＴが大きくなるに応じて値が大きくなるようにすることができる。また、旅行速度差を用いる場合にも、変数Ｍは、旅行速度差が大きくなるに応じて値を大きくなるようにすることができる。
【０１５６】
なお、旅行時間は、対象路線を規制速度（５０ｋｍ／ｈ）で走行した場合の旅行時間に、１台当りの平均遅れ時間Ｄ１を加算した値であり、例えば、２５００ｍ／（５０ｋｍ／ｈ／３．６）のように計算することができる。この値を２．５ｋｍで除算した値が１ｋｍ当たりの旅行時間となる。
【０１５７】
また、旅行時間差ＴＴは、上り方向の旅行時間差Ｔｕと下り方向の旅行時間差Ｔｄの大きい方とするだけでなく、例えば、ＴｕとＴｄとの平均値、ＴｕとＴｄの二乗平均などを用いてもよい。旅行速度差ＳＴも同様である。
【０１５８】
オフセット探索部は、第１評価値算出部１６で算出する第１評価値Ｅ１が最適値（例えば、極小）となり、第２評価値算出部１７で算出する第２評価値Ｅ２が最適値（例えば、極小）となるようにオフセットを探索する。
【０１５９】
より具体的には、図２０の場合と同様に、第１評価値Ｅ１の暫定探索値をＥ１ｏｐとし、第２評価値Ｅ２の暫定探索値をＥ２ｏｐとし、第１評価値Ｅ１を最適化とする探索後に、第２評価値Ｅ２を最適化とする探索を行う２段階の最適化を行う。第１段階の最適化は、Ｅ１＜Ｅ１ｏｐの場合に新探索結果とし、第２段階の最適化は、Ｅ１≦Ｅ１ｏｐ、かつ、Ｅ２＜Ｅ２ｏｐの場合に新探索結果とする。
【０１６０】
第１評価値の最適値は、例えば、低速模擬車両の走行を妨げず、旅行速度を低下させないような値である。また、第２評価値には、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度差を用いるので、例えば、高速模擬車両と低速模擬車両の旅行時間差又は旅行速度を小さくするという最適化の度合が第２評価値に現れるため、オフセットの探索が目標値に近づいているのか否かを容易に見極めることができる。すなわち、上述したように、図２０に示す第２評価値Ｅ２、特に変数Ｍを用いることにより、旅行時間差又は旅行速度差を所定値未満にするという目標が一層明確になる。なお、第２評価値は、高速模擬車両の走行を抑制して、低速模擬車両の旅行速度又は旅行時間に近づける値である。上述の構成により、規制速度遵守車両（低速模擬車両）の走行を妨げることなく、高速走行車両（高速模擬車両）の走行を抑制するための最適なオフセットを求めることができる。
【０１６１】
次に、旅行時間差ＴＴ、旅行速度差ＳＴを用いる場合の比較結果について説明する。図２４は旅行速度差で条件設定した場合の旅行時間差を示す説明図であり、図２５は旅行時間差で条件設定した場合の旅行速度差を示す説明図である。図において、順守車は規制速度遵守車両であり、高速車は高速走行車両である。図２４は、規制速度遵守車両の旅行速度と高速走行車両の旅行速度との旅行速度差を、０．８ｋｍ／ｈという条件に設定した場合、規制速度遵守車両の旅行時間（秒／ｋｍ）と高速走行車両の旅行時間（秒／ｋｍ）、及び旅行時間差が、旅行速度が変わるとどのように変化するかを示す。また、図２５は、規制速度遵守車両の旅行時間と高速走行車両の旅行時間との旅行時間差を、２．０秒／ｋｍという条件に設定した場合、規制速度遵守車両の旅行速度（ｋｍ／ｈ）と高速走行車両の旅行速度（ｋｍ／ｈ）、及び旅行速度差が、旅行時間が変わるとどのように変化するかを示す。
【０１６２】
図２４、図２５に示すように、規制速度遵守車両及び高速走行車両の速度が速い領域では、旅行時間差を条件とした場合の旅行速度差が、旅行速度差を条件とした場合の旅行時間差よりも大きくなり、選択されやすくなるので、規制速度遵守車両及び高速走行車両の速度が速い領域では、旅行時間差を条件設定に用いる方がより好ましい。
【０１６３】
次に、探索対象交差点の選択順序について説明する。図２６は道路網の一例を示す模式図であり、図２７は本実施の形態の交通シミュレータ１００による探索対象交差点の選択種別の一例を示す模式図である。図２６に示すように、交差点１−２間、２−３間、３−４間、４−５間、５−６間（リンク距離）をそれぞれ、３００ｍ、８０ｍ、１００ｍ、２００ｍ、１３０ｍとする。なお、図２６は例示であって、リンク距離は図２６の例に限定されるものではない。
【０１６４】
探索対象交差点選択部２０は、探索対象交差点を選択するための所定の順序を複数種類有する。探索対象交差点の選択順序の種類を複数有することにより、所要のオフセットのパターンを発見するためのオフセットの探索範囲を広げることができる。
【０１６５】
すなわち、探索範囲を広げる方法として、シミュレータに入力するオフセットの初期値を乱数で与える方法が一般的である。しかし、実際の運用システムでは、現在実行中のオフセットを初期値とする必要がある。これは、現運用オフセットのパターンよりも良いオフセットのパターンが発見できない場合、新しいオフセットパターンでも改善効果が少ない場合には、現運用オフセットを採用する必要があるからである。また、現運用オフセットのパターンは、既に連続的にシミュレーションで探索された結果に基づくものであるため、現運用オフセットのパターンが最適値から大きく変化しない領域に存在する可能性が高いからである。探索対象交差点の選択順序の種類を複数有することにより、現在実行中のオフセットを初期値としつつ、オフセットの初期値を乱数で与えるのと同様の効果を期待できる。
【０１６６】
より具体的には、探索対象交差点選択部２０は、模擬道路網の交差点の上流側から下流側へ選択する第１選択順序（図２６、図２７の例では、交差点２、３、４、５、６の順序）、模擬道路網の交差点の下流側から上流側へ選択する第２選択順序（図２６、図２７の例では、交差点６、５、４、３、２の順序）、模擬道路網の交差点間の距離の短い順に選択する第３選択順序（図２６、図２７の例では、交差点３、４、６、５、２の順序）、模擬道路網の交差点間の距離の長い順に選択する第４選択順序（図２６、図２７の例では、交差点２、５、６、４、３の順序）、及び模擬道路網の交差点をランダムに選択する第５選択順序のうち、複数の選択順序を所定の順序として探索対象交差点を選択する。これにより、オフセットの探索範囲が広がり、例えば、１つの選択順序では発見することができなかった所要のオフセットのパターンを新たに発見する可能性を高くすることができる。
【０１６７】
次に、オフセット探索時の交差点移動規則の組み合わせについて説明する。前述したとおり、交差点移動規則には、図５で例示した下流全交差点移動方式（第１方式）及び図６で例示した連携交差点群移動方式（第２方式）がある。また、オフセット探索には、第１評価値Ｅ１が最適値となるように第１オフセット探索部１８が行うオフセット探索と、第２評価値Ｅ２が最適値となるように第２オフセット探索部１９が行うオフセット探索とがある。
【０１６８】
図２８はオフセット探索時の交差点移動規則の組み合わせを示す説明図である。第１オフセット探索部１８及び第２オフセット探索部１９は、第１オフセット設定部２１及び第２オフセット設定部２２の少なくとも一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索する。すなわち、第１オフセット探索部１８及び第２オフセット探索部１９のいずれもが第１方式を用いてもよく（図２８のパターン１）、第１オフセット探索部１８及び第２オフセット探索部１９のいずれもが第２方式を用いてもよく（図２８のパターン２）、第１オフセット探索部１８が第１方式を用い、第２オフセット探索部１９が第２方式を用いてもよく（図２８のパターン３）、あるいは、第１オフセット探索部１８が第２方式を用い、第２オフセット探索部１９が第１方式を用いてもよい（図２８のパターン４）。
【０１６９】
上述の構成により、第１評価値Ｅ１を最適化する場合のオフセットの探索に第１方式又は第２方式のいずれを用いることができ、また第２評価値Ｅ２を最適化する場合のオフセットの探索にも第１方式又は第２方式のいずれを用いることができるので、オフセットの探索方式を種々の方式に変更することができ、単にオフセットの所定値を変更する場合に比較して、評価値が最適値となるオフセットの探索範囲を広げることができる。
【０１７０】
また、第１オフセット探索部１８は、第１オフセット設定部２１及び第２オフセット設定部２２の一方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索し、第２オフセット探索部１９は、第１オフセット設定部２１及び第２オフセット設定部２２の他方で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索する。例えば、第１オフセット探索部１８が第１方式（一方）を用い、第２オフセット探索部１９が第２方式（他方）を用いてもよく、あるいは、第１オフセット探索部１８が第２方式を用い、第２オフセット探索部１９が第１方式を用いてもよい。
【０１７１】
上述の構成により、第１評価値Ｅ１を最適化する場合のオフセットの探索方式と、第２評価値Ｅ２を最適化する場合のオフセットの探索方式を異ならせることができるので、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２を最適化する場合に同じ探索方式を用いる場合に比較して、評価値の最適値を発見する可能性を高くすることができ、新しいオフセットのパターンを発見する可能性を高くすることができる。
【０１７２】
さらには、第１オフセット探索部１８は、第１オフセット設定部２１で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索し、第２オフセット探索部１９は、第１オフセット設定部２１で探索されたオフセット値を初期値として、第２オフセット設定部２２で繰り返し設定した複数の所定値に基づいてオフセットを探索する。すなわち、第１オフセット探索部１８が第１方式を用い、第２オフセット探索部１９が第２方式を用いてオフセットを探索する（図２８のパターン３）。
【０１７３】
第２方式、すなわち、連携交差点群移動方式を用いてオフセットを探索することにより、以下のような利点がある。すなわち、図１０及び図１１で例示したような、距離の短いリンクで生じるようなオフセット反転が生じないので、オフセット反転防止のための制約がない。また、オフセット反転防止の制約を無視した場合には、そのずれを補正するために最適値探索以外のオフセットの移動が必要となるが、オフセット反転防止のための制約がないので、そのような不要な最適値探索以外のオフセットの移動も生じることがない。第２オフセット探索部１９が第２方式を用いてオフセットを探索することにより、全交差点のうちの一部の交差点群だけを連携させてオフセットを移動させることができる。これにより、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させることなく、高速走行車両を交差点で停止させるようなオフセットのパターンを発見する可能性を高くすることができる。
【０１７４】
図２９及び図３０は本実施の形態の交通シミュレータ１００によるオフセットの探索の結果の一例を示す模式図である。図２９及び図３０は、図２８で例示したパターン３を用いてオフセットを探索した場合の結果を模式的に示す。図２９は、第１オフセット探索部１８が、第１方式（下流全交差点移動方式）を用いて、規制速度遵守車両に係る第１評価値Ｅ１が極小値となるオフセットを探索して第１評価値Ｅ１の最適化終了時の状態を示す。第１評価値Ｅ１を、例えば、極小化した時点でのオフセットでは、規制速度遵守車両は平均旅行速度を低下させることなく走行させることができる。しかし、高速走行車両は、赤信号で停止することなく通過可能な状態となっている。
【０１７５】
図３０は、第２オフセット探索部１９が、第２方式（連携交差点群移動方式）を用いて、オフセットを探索する際に、第１評価値Ｅ１が、第１オフセット探索部１８が探索した結果得られた第１評価値Ｅ１の極小値よりも大きくならず、かつ第２評価値Ｅ２が極大値となるオフセットを探索して第２評価値Ｅ２の最適化終了時の状態を示す。すなわち規制速度遵守車両の走行に無関係な交差点の赤信号時間を調整（すなわち、オフセットが変わる）高速走行車両が交差点で停止するようにする。これにより、規制速度遵守車両の平均旅行時間を低下させることなく、高速走行車両の平均旅行速度を低下させるオフセットのパターンを求めることができる。
【０１７６】
次に、本実施の形態の交通シミュレータ１００の動作について説明する。図３１、図３２及び図３３は本実施の形態の交通シミュレータ１００によるオフセット探索の処理手順の一例を示すフローチャートである。交通シミュレータ１００は、各交差点のオフセットの初期値を設定し（Ｓ１１）、探索対象交差点の選択順序を決定する（Ｓ１２）。探索対象交差点の選択順序は、図２７に例示したものである。
【０１７７】
交通シミュレータ１００は、決定した順序に従って交差点番号Ｍを割当てる（Ｓ１３）。交差点の数をＩとすると、Ｍは、２からＩまでの整数である。交通シミュレータ１００は、交差点移動方式を設定する（Ｓ１４）。例えば、第１方式（下流全交差点移動方式）を設定することができる。
【０１７８】
交通シミュレータ１００は、オフセットの変化量（所定値）Ｎ１を設定する（Ｓ１５）。変化量（所定値）Ｎ１は、オフセットの設定順に、例えば、１５％、４０％、１５％、４０％、３％、２％などのサイクル長に対する割合、１秒（最後の最終調整のみ秒単位）とすることができるが、これに限定されるものではない。
【０１７９】
交通シミュレータ１００は、交差点番号Ｍを２に設定し（Ｓ１６）、探索対象交差点のオフセットを変更しない場合、＋Ｎ１とした場合、及び−Ｎ１とした場合に車両を走行させて第１遅れ時間Ｄ１、第２遅れ時間Ｄ２及び第１評価値Ｅ１を算出する（Ｓ１７）。交通シミュレータ１００は、今回の第１評価値Ｅ１＜暫定第１最適値、となるオフセットのパターンが、＋Ｎ１又は−Ｎ１で発見されたか否かを判定する（Ｓ１８）。なお、暫定第１最適値は、これまでに算出した第１評価値Ｅ１の中で最適値に最も近い値とすることができる。
【０１８０】
オフセットのパターンが発見された場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、オフセットをその方向へさらに変更して第１遅れ時間Ｄ１、第２遅れ時間Ｄ２及び第１評価値Ｅ１を算出し（Ｓ１９）、ステップＳ１８の処理を繰り返す。オフセットのパターンが発見されない場合（Ｓ１８でＮＯ）、交通シミュレータ１００は、交差点番号ＭがＩに等しいか否かを判定し（Ｓ２０）、交差点番号ＭがＩに等しくない場合（Ｓ２０でＮＯ）、交差点番号Ｍに１を加算し（Ｓ２１）、ステップＳ１７以降の処理を繰り返す。
【０１８１】
交差点番号ＭがＩに等しい場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、オフセットの他の変化量Ｎ１があるか否かを判定し（Ｓ２２）、他の変化量Ｎ１がある場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、ステップＳ１５以降の処理を繰り返す。他の変化量Ｎ１がない場合（Ｓ２２でＮＯ）、交通シミュレータ１００は、規制速度遵守車両の旅行時間Ｔｔ１及び高速走行車両の旅行時間Ｔｔ２を算出する（Ｓ２３）。
【０１８２】
交通シミュレータ１００は、Ｔｔ２−Ｔｔ１≦時間閾値Ｔｄ１であるか否かを判定する（Ｓ２４）。時間閾値Ｔｄ１は、例えば、２秒／ｋｍであるが、これに限定されるものではない。
【０１８３】
交通シミュレータ１００の目的の一つは、高速走行車両を交差点の赤信号で停止させて遅れ時間を増加させることで、高速走行車両の旅行時間と規制速度遵守車両の旅行時間との差を小さくする（例えば、０ｋｍ／時に近づける）ことである。
【０１８４】
Ｔｔ２−Ｔｔ１≦時間閾値Ｔｄ１でない場合（Ｓ２４でＮＯ）、交通シミュレータ１００は、シミュレーション回数が所定数Ｃに到達したか否かを判定し（Ｓ２５）、所定数Ｃに到達していない場合（Ｓ２５でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。所定数Ｃに到達した場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、処理を終了する。
【０１８５】
Ｔｔ２−Ｔｔ１≦時間閾値Ｔｄ１である場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、第１オフセット探索部１８による探索を終了し、交差点移動方式を設定する（Ｓ２６）。例えば、第２方式（連携交差点群移動方式）を設定することができる。
【０１８６】
交通シミュレータ１００は、オフセットの変化量（所定値）Ｎ２を設定する（Ｓ２７）。変化量（所定値）Ｎ２は、オフセットの設定順に、例えば、３％、３％、１秒、１秒とすることができるが、これに限定されるものではない。
【０１８７】
交通シミュレータ１００は、交差点番号Ｍを２に設定し（Ｓ２８）、探索対象交差点のオフセットを変更しない場合、＋Ｎ２とした場合、及び−Ｎ２とした場合に車両を走行させて第１遅れ時間Ｄ１、第２遅れ時間Ｄ２、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２を算出する（Ｓ２９）。交通シミュレータ１００は、今回の第１評価値Ｅ１≦暫定第１最適値、かつ、今回の第２評価値Ｅ２≧暫定第２最適値となるオフセットのパターンが、＋Ｎ２又は−Ｎ２で発見されたか否かを判定する（Ｓ３０）。なお、暫定第２最適値は、これまでに算出した第２評価値Ｅ２の中で最適値に最も近い値とすることができる。
【０１８８】
オフセットのパターンが発見された場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、オフセットをその方向へさらに変更して第１遅れ時間Ｄ１、第２遅れ時間Ｄ２、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２を算出し（Ｓ３１）、ステップＳ３０の処理を繰り返す。オフセットのパターンが発見されない場合（Ｓ３０でＮＯ）、交通シミュレータ１００は、交差点番号ＭがＩに等しいか否かを判定し（Ｓ３２）、交差点番号ＭがＩに等しくない場合（Ｓ３２でＮＯ）、交差点番号Ｍに１を加算し（Ｓ３３）、ステップＳ２９以降の処理を繰り返す。
【０１８９】
交差点番号ＭがＩに等しい場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、オフセットの他の変化量Ｎ２があるか否かを判定し（Ｓ３４）、他の変化量Ｎ２がある場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、ステップＳ２７以降の処理を繰り返す。他の変化量Ｎ２がない場合（Ｓ３４でＮＯ）、交通シミュレータ１００は、規制速度遵守車両の旅行時間Ｔｔ１及び高速走行車両の旅行時間Ｔｔ２を算出する（Ｓ３５）。
【０１９０】
交通シミュレータ１００は、Ｔｔ２−Ｔｔ１≦時間閾値Ｔｄ２であるか否かを判定する（Ｓ３６）。時間閾値Ｔｄ２は、例えば、２秒／ｋｍであるが、これに限定されるものではない。Ｔｔ２−Ｔｔ１≦時間閾値Ｔｄ２でない場合（Ｓ３６でＮＯ）、交通シミュレータ１００は、シミュレーション回数が所定数Ｃに到達したか否かを判定し（Ｓ３８）、所定数Ｃに到達していない場合（Ｓ３８でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。所定数Ｃに到達した場合（Ｓ３８でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、処理を終了する。
【０１９１】
Ｔｔ２−Ｔｔ１≦時間閾値Ｔｄ２である場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、交通シミュレータ１００は、第２オフセット探索部１９の探索で得られた各交差点のオフセットを候補パターン（所要のオフセットパターンの候補）として登録し（Ｓ３７）、ステップＳ３８の処理を行う。
【０１９２】
なお、上述のステップＳ２３、Ｓ３５において、旅行時間に代えて、旅行速度を算出するようにしてもよい。規制速度遵守車両の旅行速度Ｓｔ１は、Ｓｔ１＝路線長／{路線長／（Ｓ１／３．６）＋第１遅れ時間Ｄ１}×３．６という式で求めることができ、高速走行車両の旅行速度Ｓｔ２は、Ｓｔ２＝路線長／{路線長／（Ｓ２／３．６）＋第２遅れ時間Ｄ２}×３．６という式で求めることができる。ここで、Ｓ１は規制速度遵守車両の速度（例えば、５０ｋｍ／時）であり、Ｓ２は高速走行車両の速度（例えば、Ｓ１＋２０ｋｍ／時）である。また、この場合、ステップＳ２４での速度閾値Ｓｄ１は、例えば、６ｋｍ／時を用いることができ、ステップＳ３６での速度閾値Ｓｄ２は、例えば、３ｋｍ／時を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１９３】
本実施の形態の交通シミュレータ１００は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図３１、図３２及び図３３に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で交通シミュレータ１００を実現することができる。
【０１９４】
次に、本実施の形態の交通シミュレータ１００によるシミュレーション結果について説明する。
【０１９５】
図３４は第１評価値Ｅ１の最適化に関する第１方式と第２方式との比較を示す説明図である。図３４において、横軸は第１方式（下流全交差点移動方式）での平均旅行速度（ｋｍ／時）を示し、縦軸は第２方式（連携交差点群移動方式）での平均旅行速度（ｋｍ／時）を示す。以下の仮想１００路線を対象として、第１評価値Ｅ１の最適化について、第１方式と第２方式の比較を行った。
【０１９６】
シミュレーション条件は、以下のとおりである。
交差点数とサイクル長：１５交差点、１２０秒
交通量：昼間  上下方向共に７００台／時(飽和交通流率１８００台／時)
走行速度：５０ｋｍ/時
大型車混入率：０％
各交差点の主道路青時間率：４０％から７０％の範囲内を１％単位に乱数で決定
リンク長：１００ｍ〜４００ｍ（１０ｍ単位に乱数で決定）
オフセット初期値：０％(同時オフセット)
サンプル路線：上記条件で作成した仮想１００路線
探索対象交差点の選択順序：リンク距離の短い順
【０１９７】
なお、大型車混入率は、大型車補正を行う際に用いる。オフセットを制御する場合には、大型車の加減速性能、二酸化炭素排出量を考慮して、大型車の通行量が多い方向を優先する場合がある。大型車混入率が５０％で重み係数を２．０にすると交通量は１．５倍になり、遅れ時間、停止回数も１．５倍となり、その分オフセットが優先される。なお、大型車補正は、例えば、大型車補正＝遅れ時間(台・秒／時間)×(１００−大型車混入率（％）)）／１００＋遅れ時間(台・秒/時間)×大型車混入率（％）／１００×大型車重み係数＋３０×停止回数(回／時間)×（１００−大型車混入率（％））／１００＋停止回数(回／時間)×大型車混入率（％）／１００×大型車重み係数、という式で計算することができる。
【０１９８】
シミュレーション結果を図３４に示す。また、同時オフセットの場合、第１方式の場合、第２方式の場合の平均旅行速度は、それぞれ２６．５ｋｍ／時、２８．７ｋｍ／時、２８．４ｋｍ／時であった。第１方式の方がやや良い結果となったが、図３４に示すとおり、第１方式及び第２方式による結果は、４５度の線を軸にほぼ均等に分布しており、上記の条件では両方式に差異は無いと考えられる。しかし、第２方式は、例えば、対象路線上の交差点数が３〜５交差点と少ないなど、距離の長いリンクが１リンクしかない特殊なケースにおいて、このリンクの探索範囲に制約が生まれる可能性もあることから、第１評価値Ｅ１の最適化においては第１方式を用いることがより好ましい。
【０１９９】
図３５及び図３６は探索対象交差点の選択順序を１種類とした場合のシミュレーション結果を示す説明図であり、図３７及び図３８は探索対象交差点の選択順序を４種類とした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。図３５及び図３６では、探索対象交差点の選択順序をリンク距離の短い順に選択した場合を示す。また、図３７及び図３８では、探索対象交差点の選択順序を、交差点の上流側から下流側、下流側から上流側、リンク距離の短い順、リンク距離の長い順の４通りである。
【０２００】
また、交差点の移動規則に関しては、次の４通りで比較している。すなわち、
Ａ．同時オフセット［規制速度車最適化（第１評価値Ｅ１の最適化）及び高速走行車遅れ調整（第２評価値Ｅ２の最適化）についてオフセットの変更無し］、
Ｂ．高速走行車非考慮［規制速度車最適化（第１評価値Ｅ１の最適化）について第１方式を採用、高速走行車遅れ調整（第２評価値Ｅ２の最適化）についてオフセットの変更無し］、
Ｃ．高速抑止オフセット第１方式［規制速度車最適化（第１評価値Ｅ１の最適化）及び高速走行車遅れ調整（第２評価値Ｅ２の最適化）について第１方式を採用］（図２８のパターン１に相当）、
Ｄ．高速抑止オフセット第１方式＋第２方式［規制速度車最適化（第１評価値Ｅ１の最適化）について第１方式を採用、高速走行車遅れ調整（第２評価値Ｅ２の最適化）について第２方式を採用］（図２８のパターン３に相当）。
【０２０１】
シミュレーション条件は、以下のとおりである。
交差点数とサイクル長：１５交差点、１２０秒
交通量：夜間  上下方向共に１００台／時(飽和交通流率１８００台／時)
走行速度：規制速度遵守車両は５０ｋｍ／時、高速走行車両は７０ｋｍ／時
大型車混入率：０％
各交差点の主道路青時間率：４０％〜７０％(１％単位に乱数で決定)
リンク長：１００ｍ〜４００ｍ（１０ｍ単位に乱数で決定)
オフセット初期値：０％(同時オフセット)
サンプル路線：上記条件で作成した仮想１００路線
【０２０２】
この分析における評価指標は、「高速走行車両の旅行速度−規制速度遵守車の旅行速度(時速ｋｍ台)」とし、この値が０ｋｍ／時に近いほど良い結果であると判定する。図３５、図３６に示すように、第１評価値Ｅ１の極小化に第１方式を用い、第２評価値Ｅ２の極大化に第２方式を用いた場合が最も良い結果が得られていることが分かる。また、図３７、図３８に示すように、４回の計算結果から最適値を選択すると更に良い結果が得られることが分かる。
【０２０３】
図３９は第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２の最適化を同時に行ってオフセット探索を行う場合のシミュレーション結果を示す説明図である。第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２をＡＮＤとするかＯＲとするかによって結果が異なるため、双方の場合についてシミュレーションを実施した。
【０２０４】
ＡＮＤ処理は、現在までの探索でえられた第１評価値Ｅ１の最適値Ｅ１Ｏｐと、第２評価値Ｅ２の最適値Ｅ２Ｏｐに対して、Ｅ１＜Ｅ１Ｏｐ、かつ、Ｅ２＞Ｅ２Ｏｐの場合に新しい探索結果とする。また、ＯＲ処理は、Ｅ１＜Ｅ１Ｏｐ、又は、Ｅ２＞Ｅ２Ｏｐの場合に新しい探索結果とする。
【０２０５】
図３９に示すように、これらの探索規則では、高速走行車両の旅行速度を低下させることが可能である一方で、規制速度遵守車両の速度改善量は少ない結果となった。高速走行車両の旅行速度を優先的に下げる目的のためには、第１評価値Ｅ１及び第２評価値Ｅ２の最適化を同時に行ってオフセット探索を行うことも可能である。しかし、第１評価値Ｅ１の最適化（例えば、極小化）と第２評価値Ｅ２の最適化（例えば、極大化）とを同時に行うと、双方の最適化方向が干渉して、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させる可能性がある。そこで、規制速度遵守車両の旅行速度を低下させないことを優先する場合には、第１段階として第１評価値Ｅ１の最適化を行い、第２段階として、第１段階で発見した第１評価値Ｅ１の最適値よりも悪化させない条件を維持しつつ第２評価値Ｅ２の最適化を行ってオフセットを探索することが好ましい。
【０２０６】
図４０は評価値の最適化探索の概念を示す説明図である。図４０は、無数に存在する極小値の中の１つに探索値が落ち込む様子を示す。本実施の形態の交通シミュレータ１００では、第１評価値Ｅ１を悪化させない範囲で第２評価値Ｅ２を極大値とするオフセットを探索するため探索範囲が制限される。第１評価値の極小化及び第２評価値の極大化それぞれに第１方式を用いる場合よりも、第１評価値の極小化に第１方式を用い、第２評価値の極大化に第２方式を用いた方が、探索の方式が変わり、別の分布に移動することができるので、新しいオフセットパターンを発見する可能性が高くなる。具体的には、前述の図３０に示すように、第２方式では、規制速度遵守車両が停止していない交差点のみを調整して、高速走行車両の遅れを増加させる新たなオフセットパターンを見つけることができる。
【０２０７】
次に、最適化計算の回数を増やした場合について説明する。図４１及び図４２は最適化計算を４００回にした場合のシミュレーション結果を示す説明図である。前述の図３７において、Ｄ．高速抑止オフセット第１方式＋第２方式［規制速度車最適化（第１評価値Ｅ１の最適化）について第１方式を採用、高速走行車遅れ調整（第２評価値Ｅ２の最適化）について第２方式を採用］で得られた結果のうち、最も結果の悪いオフセットパターンは、速度差が時速７ｋｍ台である。図４１及び図４２は、この仮想路線について、更に最適化計算の回数を４回から４００回に増やした場合の結果を示す。
【０２０８】
シミュレーション条件は、以下のとおりである。
交差点数とサイクル長：１５交差点、１２０秒
交通量：夜間  上下方向共に１００台／時(飽和交通流率１８００台／時)
走行速度：規制速度遵守車両は５０ｋｍ／時、高速走行車両は７０ｋｍ／時
大型車混入率：０％
各交差点の主道路青時間率及びリンク長：仮想１００路線で最も結果の悪かった１ケース
オフセット初期値：１００パターンの初期値を乱数で決定
サンプル路線：図３７で速度差が７ｋｍ／時台の仮想１路線
探索対象交差点の選択順序：交差点の上流側と下流側、リンク距離の短い順と長い順の４通り
【０２０９】
図４１及び図４２の場合には、どれだけ良好なオフセットパターンを多く発見したかが重要である。また、実運用面では時間短縮の観点から、探索回数がより少ないほうが好ましい。図４２は、同一の仮想路線に対して、オフセット初期値(１００通り)と探索対象交差点の選択順序（４通り）を変えて最適化計算を４００回実施した結果である。図４２において、探索回数は１回の最適化計算内でシミュレーションを実施した回数の平均値で、高速抑止オフセット設計では、各９３．８回、１２０．４回に１７０．０回を足した２６３．７回、２９０．３回が結果を得るための総探索回数である。1回当りの改善値発見回数は、オフセット値を±Ｎ移動させることで新たに評価値が改善されるオフセットパターンが発見された回数である。また、速度差３ｋｍ／時未満のオフセットのパターン数は、最適化計算を４００回実施した中で、速度差３ｋｍ／時未満となるオフセットのパターンがいくつ発見されたかを示す。高速抑止オフセットの探索に第２方式を選択したほうが、改善値が発見される可能性が高く、速度差が３ｋｍ／時未満のパターン数は他の方式の２．７倍の１６ケースとなった。
【０２１０】
図４３は高速抑止オフセットのパターンの発見状況の比較を示す説明図である。図４３において、横軸は高速走行車非考慮の場合の旅行速度差を示し、左側の図の縦軸は高速抑止オフセット第１方式の場合の旅行速度差を示し、右側の図の縦軸は高速抑止オフセット第１方式＋第２方式の場合の旅行速度差を示す。図中、４５度の線上にある点は、高速走行車非考慮の場合に探索されたオフセットパターンに対して、それよりも高速走行車両の速度を抑制するオフセットのパターンが発見されなかったことを示す。図４３の右側の図のほうが良いオフセットのパターンを多く発見していることが分かる。
【０２１１】
一方で、高速走行車非考慮の場合による探索で速度差が大きいパターンは、その後に高速走行抑止オフセットの場合によるパターンの探索を行った場合、さらに良い結果が得られることが期待できる。これは、高速走行車非考慮の場合で探索を行って、ある程度目標に近い結果となったパターンをベースにして、高速抑止オフセットの場合で探索を行うほうが効率的であることを意味している。
【０２１２】
上述の実施の形態においては、評価値を算出する式において、遅れ時間、停止回数、バランス係数、危険度などの交通指標を用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、二酸化炭素などの環境対策を考慮した指標を加えることもでき、他の指標を追加してもよい。
【０２１３】
上述の実施の形態において、高速走行車両の速度は、１種類に限定されるものではなく、例えば、規制速度５０ｋｍ／ｈに対して、７０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈ、９０ｋｍ／ｈの３種類、規制速度遵守車両の速度を合せて４種類の模擬車両を走行させることもでき、５種類以上の模擬車両を走行させてもよい。
【０２１４】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２１５】
１０  シミュレータエンジン部
１１  交通量算出部
１２  遅れ時間算出部
１３  停止回数算出部
１４  危険度算出部
１５  バランス係数算出部
１６  第１評価値算出部
１７  第２評価値算出部
１８  第１オフセット探索部
１９  第２オフセット探索部
２０  探索対象交差点選択部
２１  第１オフセット設定部
２２  第２オフセット設定部
２３  記憶部
２４  旅行算出部
【図１】
0006436391.tif 000002
【図２】
0006436391.tif 000003
【図３】
0006436391.tif 000004
【図４】
0006436391.tif 000005
【図５】
0006436391.tif 000006
【図６】
0006436391.tif 000007
【図７】
0006436391.tif 000008
【図８】
0006436391.tif 000009
【図９】
0006436391.tif 000010
【図１０】
0006436391.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0006436391.tif 000013
【図１３】
0006436391.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006436391.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0006436391.tif 000019
【図１９】
0006436391.tif 000020
【図２０】
0006436391.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
0006436391.tif 000036
【図３６】
0006436391.tif 000037
【図３７】
0006436391.tif 000038
【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
0006436391.tif 000041
【図４１】
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【図４２】
0006436391.tif 000043
【図４３】
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