路車間協調による安全運転支援サービスの実現へ

東京大学生産技術研究所
上條 俊介

事故削減への努力

事故削減への努力
IT新改革戦略 H18.1.19

今後のIT施策の重点

ITの構造改革力の追求（ITによって日本社会が抱える課題を解決）
¾ 医療
¾ 環境
¾ 災害
¾ 世界一安全な道路交通社会（ITSを活用し交通事故を未然防止）
2012年末に交通事故死者数5000人以下「インフラ協調による安全運転支援システム」の実用化による死者数・件数の削減
交通事故の覚知から負傷者の医療機関等収容までの時間の短縮
2006年早期に官民連携会議、2008年までに実証試験、2010年から全国展開

電子行政.......

事故削減への努力
状態別交通事故死者数（平成９年）

状態別、年齢層別死者数(平成９年）

高速道路での事故防止

出展 ： 安全走行支援サービス参宮橋地区社会実験検討会資料

阪神高速阿波座カーブ

検出原理

検出結果

高速道路での事故防止

出展 ： 安全走行支援サービス参宮橋地区社会実験検討会資料

研究例紹介

安全・事故回避支援技術

ＡＨＳ技術の概念図ＡＨＳサービス■サービス概要(1) 前方障害物衝突防止支援
見通し不良地点において車両や落下物等の障害物を検知し、車両に通知。車両はドライバーに対し情報提供、警報、操作支援を行う。
(2) カーブ進入危険防止支援
カーブ手前においてカーブまでの距離やカーブ形状を車両に通知。車両はドライバーに対し情報提供、警報、操作支援を行う。
(3) 車線逸脱防止支援
路面に設置されたレーンマーカーにより車線内の横方向位置情報を車両に提供。車両
はドライバーに対し情報提供、警報、操作支援を行う。
(4) 出合い頭衝突防止支援
交差点において優先道路側の接近車両を検知し車両に通知。車両はドライバーに対し情報提供、警報を行う。
(5) 右折衝突防止支援
右折可能な交差点において、対向車両を検知し右折しようとする車両に通知。車両はドライバーに対し情報提供を行う。
(6) 横断歩道歩行者衝突防止支援
横断歩道上の歩行者を検知し車両に通知。車両はドライバーに対し情報提供を行う。
(7) 路面情報活用車間保持等支援
路面状況等の情報を把握し車両に提供。車両は車間保持等の各種サービスに活用する。

日本の都市高速における曲線半径別の事故率総事故率（件/億台ｷﾛ）
R≦200m
200m＜R≦250m
250m＜R≦300m
300m＜R≦400m

約2.6倍

400m＜R≦500m
全区間
050 100 150 200 250 300 350 400

出典：首都高速、阪神高速、名古屋高速、福岡北九州高速における交通事故データ、道路線形データより算定（交通事故データは首都高速のみH11～H13年度、他の３高速はH12～14年度）

日本における事故要因の内訳

事故原因の３／４
はドライバの事故直前の行動

出典：「2000年交通事故統計データ」（財）交通事故総合分析センター

車載センサーによる検知の限界
急カーブ区間では車両単独での前方障害物発見が困難

障害物等

車載センサ
ーによる検知範囲

R≦250mでは検知が困難

路車協調システム（AHS）が必須

首都高・参宮橋社会実験
首都高速道路４号新宿線上り参宮橋カーブ区間

首都高・参宮橋社会実験
平成１７年３～５月実施

首都高速道路で事故が最も多い参宮橋カーブにおいて、センサーが収集し首都高速道路で事故が最も多い参宮橋カーブにおいて、センサーが収集した停止・低速車情報を既存のＶＩＣＳ車載器を用いて一般ドライバーに提供た停止・低速車情報を既存のＶＩＣＳ車載器を用いて一般ドライバーに提供
参宮橋で実施するサービスの概要
センサーが渋滞や停止車両・低速車両を検知
赤外センサー

参宮橋カーブでは、停止・低速車に起因する事故が多発
センサーが収集した停止・低速車情報を、既存提供手段（情報板やＶＩＣＳ車載器）を用いて、ドライバーにリアルタイムで提供が可能

ＶＩＣＳビーコン

り上→り下←

渋滞末尾情報板

ｶｰﾌﾞの先の状況を簡易図形で表示
この先渋滞、注意

VICS車載器（表示例）

首都公団設置予定（表示例）（平成17年4月~）

本サービスにより、停止・低速車に起因する事故の減少とヒヤリハット減少によるドライバーの安心感向上が期待首都高・参宮橋社会実験

ＶＩＣＳ車載器の活用について（１）ＶＩＣＳ車載器は安全運転支援情報の提供を当初から想定
レベル２：簡易図形表示型
レベル２：簡易図形表示型

レベル１：文字表示型
レベル１：文字表示型
注意警戒情報（ID=21）

障害情報（ID=27）
簡易図形（ID=23） による渋滞・旅行時間情報【ＶＩＣＳ車載器を活用した事例】
DSSS（安全運転支援シス
DSSS（安全運転支援システム）の実証実験の例
テム）の実証実験の例

VICSセンターに登録されているH16年度の情報提供例
VICSセンターに登録されているH16年度の情報提供例（ビーコンによる提供）（ビーコンによる提供）
速度注意喚起の提供例
速度注意喚起の提供例

前方カーブに対する注意喚起の提供例
前方カーブに対する注意喚起の提供例

路面凍結の提供例
路面凍結の提供例

H15年度豊田市で実際のVICS
車載器を活用して実験
出典：平成16年度版VICS-Map（VICS提供情報ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ）、（財）道路交通情報通信システムセンター（VICSセンター）

首都高・参宮橋社会実験

ＶＩＣＳ車載器の活用について（２）ＶＩＣＳ車載器を活用するメリット①ドライバーにとって気づきやすい①ドライバーにとって気づきやすい•情報を車内で提示でき、情報板に比べドライバーが気づきやすい•情報を車内で提示でき、情報板に比べドライバーが気づきやすい＊）（ドライバー反応率は、情報板で５割程度、車載器では９割に向上（ドライバー反応率は、情報板で５割程度、車載器では９割に向上＊）＊ドライビングシミュレータによる実験結果②安価なコストで路側機設置が可能②安価なコストで路側機設置が可能•大型情報板に比べ、機器費、工事費ともに安価であり、設置場所を選•大型情報板に比べ、機器費、工事費ともに安価であり、設置場所を選ばない
ばない③既に普及が進んでおり、かつサービス向上が可能③既に普及が進んでおり、かつサービス向上が可能＊まで普及•ＶＩＣＳ車載器（ビーコン対応）は通行車両の10台に1台•ＶＩＣＳ車載器（ビーコン対応）は通行車両の10台に1台＊
まで普及•ＶＩＣＳ車載器のサービス向上につながる•ＶＩＣＳ車載器のサービス向上につながる＊ＶＩＣＳ利用率（3メディア対応）首都圏最大値（警察庁調べ）

首都高・参宮橋社会実験

ＶＩＣＳ車載器の活用について（３）情報提供内容
車載器への表示例

今回のサービスでは、首都高速の渋滞末尾情報板システムで使用さ今回のサービスでは、首都高速の渋滞末尾情報板システムで使用されている文言＋図形をＶＩＣＳ車載器で表示することとし、簡易図形をれている文言＋図形をＶＩＣＳ車載器で表示することとし、簡易図形を使用する。
使用する。

この先渋滞、注意

ＶＩＣＳ車載器による情報提供方法には、文字、音声読み上げ、簡易図形の３種類がある。
①文字による情報提供（ID=21、27）• ドライバーによる消去操作が必要な機種がある(注意警戒情報：
ID=21）• 対応している車載器が10機種中1機種のみ（障害情報：ID=27）②音声読み上げによる情報提供（ID=21）• メーカーアンケートで回答の得られた全ての車載器が対応していない③簡易図形による情報提供（ID=23）• メーカーアンケートで回答の得られた全ての車載器が対応（喚起音つき）• 画面表示の処理時間は1～5秒程度で可能• ドライバーによる表示画面の消去操作は不要• 首都高速の渋滞末尾情報板システムで使用されている文言＋図形に近いものが表現でき、ドライバーになじみがある
注）ＶＩＣＳ車載器製造メーカー（国内9社10機種）へのアンケートによる今回のサービス
今回のサービスには不適当には不適当

今回のサービス
今回のサービスには不適当には不適当今回のサービス
今回のサービスへの対応が可能への対応が可能

首都高・参宮橋社会実験（４）情報提供位置の考え方
ＶＩＣＳ車載器への情報提供位置は、車載器の遅ＶＩＣＳ車載器への情報提供位置は、車載器の遅れ時間、ドライバーの認知遅れ時間を実験およびれ時間、ドライバーの認知遅れ時間を実験および調査結果に基づくことで、見通し不良開始地点調査結果に基づくことで、見通し不良開始地点（5.32KP）から約340m手前（5.66KP）に設定（5.32KP）から約340m手前（5.66KP）に設定

5.800
KP

1)QV図参照
2)実験および車載器調査で確認

情報提供に適したビーコン設置位置（5.66KP）

6.000
KP
5.600
KP

6.200
KPm＋

1
34

①空走距離１（110m）

八王子方面

設計の前提
・システム設計基準速度 80km/h(=22m/s) 1)
・車載器の遅れ時間5s 2)・ドライバの認知遅れ時間 5s 2)・通常減速度
2.0m/s2 2)②空走距離２（110m）

走行
方向

10月16～31日 QV図
参宮橋カーブ出口付近におけるQV図（2004.10.18～2004.10.31）

5.000
KP

5.400
KP
5.200
KP＋
③制動停止距離 （121m）

参宮橋カーブ

100

三宅坂
JCT方面

9080
5分間平均速度(km/h）

約 030m

ＶＩＣＳ車載器の活用について

70
60
50
40
3020

走行車線
追越車線

10注）算定式①空走距離１(110m)＝車載器の遅れ時間(5s)×22m/s②空走距離２(110m)＝ドライバの認知遅れ時間(5s)×22m/s③制動停止距離(121m)＝(22m/s) 2/(2×2m/s2)

0020

40

60

80

100
120
交通量(台/5分140注）新宿カーブ出口のトラカンは無く、参宮橋カーブ出口のトラカンデータで推定

160180200

首都高・参宮橋社会実験

検証項目

センサーとＶＩＣＳ車載器の組合せによる一般ドライバ－へのサービス導入にあたり、以下の検証項目がある。
分類

情報収集
情報収集

検証項目

●センサーの検知性能（⇒H15実道実験において検証済み）●センサーの検知性能（⇒H15実道実験において検証済み）•停止・低速車両を十分に検出できているか。
•停止・低速車両を十分に検出できているか。

①情報に対する視線移動①情報に対する視線移動
認知
認知•車載器表示画面への視線移動は安全に行われているか。
•車載器表示画面への視線移動は安全に行われているか。

情報
報提提供
供
情

②情報内容の理解②情報内容の理解•提供内容は問題なくドライバーに理解されているか。
•提供内容は問題なくドライバーに理解されているか。
判断
判断③情報確認後の行動内容③情報確認後の行動内容•情報を受けてから、何らかの運転行動に結びつけているか。
•情報を受けてから、何らかの運転行動に結びつけているか。

操作
操作④情報確認後の走行挙動④情報確認後の走行挙動•停止・低速車両の視認前に減速を行っているか。また、それは急•停止・低速車両の視認前に減速を行っているか。また、それは急減速等の危険な挙動になっていないか。
減速等の危険な挙動になっていないか。

首都高・参宮橋社会実験

事前検証

事前に検証するため、ドライビングシミュレータ（DS）および国総研のテストコー
スで被験者実験を実施。
検証方法と検証方法と検証項目
検証項目

検証方法と検証項目
調査方法
ドライビングシミュレータ（ＤＳ）

テストコースアイカメラ等の映像データ①情報に対する視線移動（認知）アンケート②情報内容の理解（認知）③情報確認後の行動内容（判断）⑤驚いた人の行動内容（判断）④情報確認後の走行挙動（操作）⑥驚いた人の走行挙動（操作）

走行データ

－

ドライビングシミュレータ（ＤＳ）

テストコース

本実験では慶応大学のＤＳを使用。

本実験では国総研のテストコースを使用。

ドライビングシミュレータの概要

運転席からの視認状況

停止車両手前での停止状況

首都高・参宮橋社会実験

AHS画像センサ

ＡＨＳ画像処理センサーの性能(赤外線）検出時間100ms
車両位置精度

縦±5m

横±1m

速度精度

±5km/h

事象検出率96%以上

首都高・参宮橋社会実験
実験結果① 事故件数の減少
参宮橋カーブを含む４号新宿線の事故発生状況
４号上り全線（13.5４号上り全線（13.5kmkm））
乾燥

湿潤

滞水

乾燥

乾燥

滞水

40

175
136
119

100

50

総事故件数（件/58日）

150

湿潤

滞水

253414%増加
総事故件数（件/58日）

湿潤

2130100%増加

22

20
11
10

総事故件数（件/58日）

200

参宮橋カーブ（上り）４号上り類似急カーブ（4４号上り類似急カーブ（4箇所）

20
1644%減少

159105-

H15 年

H16 年

事故発生年月

H17 年

H15年

H15 年

H16 年

事故発生年月

H17 年

H16年
過年度

H17年
社会実験期間事故発生年月

注1)MEXデータ（本線）による件数。各年とも3/1～4/27 21:00を集計
注2）類似急カーブは曲線半径200m以下の区間で発生した事故を対象。

首都高・参宮橋社会実験
実験結果② ヒヤリハット状況の減少
サービス導入前／後のセンサーデータによる車両挙動の比較
カーブ前方に渋滞や停止・低速車がある時
区 分

30km/h以上の進入車
有効サンプル数（台/19日）急減速挙動の発生頻度
0.5G以上

高速でのカーブ進入頻度（進入速度60km/h以上の車両）

10,344

18.1%

4.9%

13,181

15.9%

4.2%

12%減

14%減

サービス導入前
2003年10月～11月のうち28日間
VICSサービス
2005年3月～4月のうち28日間
効果高速道路での事故防止

出展 ： 交通工学（交通工学研究会）

最新の交通工学研究
東名高速道路綾瀬バス停付近
車両感知器
５分間集計の交通量・平均速度データ¾ 46件のうち臨界領域で24件、渋滞領域で21件、非拘束領域で1件の分布¾ 臨界状態では、19／24件が追い越し車線で発生（極めて高密度な車群が形成）
事故率（件／億台キロ）は臨界(396)、渋滞(316)、非拘束(7.7)
赤羽・大口（交通工学2004,No.3）より

最新の交通工学研究¾一般（Ｄ）には、交通量が増大すると速度が低下、交通量が低下すると速度が増大¾事故例（ＡＢＣ）では、交通量が増大しても速度が増大した場合もある
これにより交通流が乱れ、車頭時間が極端に短くなる¾臨界状態に陥らない制御：交通需給調整（非拘束領域の上限まで）、自動追従？
赤羽・大口（交通工学2004,No.3）より

高速道路での事故要因分析

東大生研 上條 の研究より

事故死者ゼロへの取り組み
例えば、
首都高での事故件数は、約１万３千件／年
事故処理の平均時間は、約６５分∴事故渋滞による経済的損失大これに対し、
わが国 2010年までに交通事故死者半減
欧州 e-safety
そこで、
事故の原因の詳細解析
構造物の欠陥による静的要因を修正
車群挙動による動的要因を認識し運転支援

首都高速道路公団の取り組み
 事故形態分類（平成14年 13,704件中）¾ 追突（6,391）件、施設接触（3,253）件、車両接触（3,016件）が全体の92%を占める¾ 料金所、分合流（折り込み含む）カーブ区間、雨天時に多い傾向だが詳細な原因を究明中 事故多発区間に対する安全対策¾ 利用者への影響度を考慮した事故多発区間の選定
事故件数に加え、事故渋滞の累積渋滞長を指標化¾ 渋滞末尾情報版による注意喚起¾ カーブ区間等の施設接触への安全対策
カーブ警戒ゼブラ板、段差舗装、高機能（排水性）舗装¾ 合流のチャンネリゼーション変更（しかし、渋滞助長が懸念）¾ 雨天時の安全な対策として、排水性（高機能）舗装¾ トンネル内の安全対策
視認性向上のためプロビーム照明、内面の高輝度白色塗装
異常事象検出システムによる早期検知（千代田、新宿線トンネル）¾ 料金所安全対策のためのＥＴＣレーン最適配置

首都高・リアルタイム監視システム

事故検出システム（左） と 画像記録システム×２系統（右）首都高・リアルタイム監視システム
Event-class

Space

Stop

Incident

Slow

Lane Change

Behavior-classCongestion

Velocity

Number of Vehicles

Group Velocity
Trajectory

Coordinate-class Coordinate and Motion Vector of each vehicle
S-T MRF based Tracking• Advantage– Ease of maintenance– Good adaptability for new location and new traffic

首都高・リアルタイム監視システム

事故検出例¾ 各車両の詳細な軌跡を取得¾ 渋滞中でも停車車両と避走（車線変更）を検知

首都高・リアルタイム監視システム

ダンプ画像

事故

トンネル入り口

トンネル内部

首都高・リアルタイム監視システム

事故

ダンプ画像

QV図の取得¾時空間MRFとエッヂパターン認識の協調アルゴリズムで分離¾速度計測は、領域枠の左下端

交差点での事故防止
TAAMS，ジレンマ感応制御

出展 ： 交通工学（交通工学研究会）

交通事故自動記録装置 ＴＡＡＭＳ 交通事故やニアミスに起因する衝突音・ブレーキ音を周波数解析により検知

 メモリダンプ機能により事故の瞬間以前の画像から記録
 取得画像は事故要因解析に利用

ジレンマ感応制御
領域Ａ：通常挙動で停止可能
領域Ｃ：両方可能

ジレンマゾーンとは領域Ｂ：通常挙動で通過可能
領域Ｄ：両方不可能

通過したいとき赤信号が点灯した後で停止線を越えない

停止したいとき停止に必要な距離の分だけ停止線より上流を走行¾ ジレンマゾーンでは、無理な進入や急停止が発生¾ オプションゾーンでは、車両による通過・停止の判断が異なる

ジレンマ感応制御

地点型感知器による制御¾ 局所型感知器（超音波）で感知、計測した速度に基づき、ジレンマゾーンに車両が存在するか否かを判定 （等速で通過を仮定）¾ 存在する場合は、黄信号にせずに青信号を継続ジレンマ感応制御

導入の効果
人身事故件数が減少

ジレンマ感応制御

空間型感知器による制御

局所型感知器では速度一定と仮定、計測誤差を考慮して感応機会抑制
空間型感知器（画像）により、走行位置と速度を空間的に直接計測

ジレンマ感応制御

方式性能比較

ジレンマ回避状況
オプション・ゾーン内
存在台数: Op（台）サンプル数: n（台）制御

ジレンマ・ゾーン内
存在台数: Dl
（台）

Op+Dl（台）

通過
最後尾車

停止
先頭車

計

通過
最後尾車停止
先頭車

通過
最後尾車

停止
先頭車

現行方式

114

105

219

15 (13.2%)

20 (19.0%)

0 (0.0%)0 (0.0%)35 (16.0%)

新方式

111

107

218

10 (9.0%)

12 (11.2%)

0 (0.0%)0 (0.0%)22 (10.1%)

交差点での事故防止
運転支援技術筑波大 大田教授 の研究より

運転支援技術

NaviView

NaviView
道路監視カメラ映像を視点変換し運転者の目線と時間軸に適合した提示映像を生成

運転者の死角削減
判断支援

Highway System
自車の上空からの鳥瞰映像を生成• 視界の縮小や外部制御に対する不信感のある運
転者の不安感，ストレスの軽減

運転支援技術

NaviView

NaviView ＠交差点

右折衝突事故防止New Scientist Magazine, 2001.8.11

運転支援技術

NaviView

実験結果

シンボルを表示か画像を表示か

交差点での事故防止
歩行者の安全確保

出展 ： 交通工学（交通工学研究会）
および東大生研 上條 の研究より

歩行者の安全確保

信号制御方式 歩車分離式信号¾ 歩車完全分離式、歩車一部分離式（従道路のみ分離）¾ 長所： 歩行者と車両の接触危険性が無くなる¾ 長所： 右左折車両が歩行者に妨害されることによる滞留が無くなる¾ 短所： 信号切り替えによるロスが発生¾ 短所： 車両に割りあてられる青時間が減るため渋滞発生、事故誘発 交通弱者対策¾ 高齢者、身障者（白杖、車椅子）¾ 弱者押しボタン、ペンダント利用時に青時間延長¾ センシング＋挙動解析による交通弱者の検出
画像／レーザーセンサー¾ センシングデータ解析による弱者分類の可能性？
タグの利用（白杖、高齢者手帳等）または併用

Simultaneous Tracking of Pedestrians and Vehicles
Occlusion : Vehicle vs. Vehicle

Simultaneous Tracking of Pedestrians and Vehicles
Pedestrian vs. Bicycle:Pedestrian vs. VehicleOcclusion Robust Tracking of Pedestrians
Original Image

Tracking Result Image