交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラム
【課題】車両情報を簡単かつ適切に利用して、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出することのできる交通指標算出装置を提供する。
【解決手段】この交通指標算出装置は、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、道路に設置され車両を感知する車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および対象期間に基づいて補正することで、交通指標を算出する手段とを備える。
【解決手段】この交通指標算出装置は、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、道路に設置され車両を感知する車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および対象期間に基づいて補正することで、交通指標を算出する手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号機の制御などに用いる交通指標を算出する交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号機の制御などには、待ち行列台数や待ち行列長、渋滞長、旅行時間など、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標が用いられる。特許文献１や特許文献２のようにプローブ情報（車両情報）を利用すれば、その制御の精度を向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０２８４９号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、得られた車両情報のすべてが交通指標を算出するのに適しているとは限らない。車両が対象交差点の待ち行列の末尾に停止した場合、その車両から得た車両情報の示す停止位置は待ち行列長を算出するのに適している。一方、その車両が待ち行列中に停止した場合、その車両の停止位置を待ち行列長と定めると、待ち行列長は実際よりも短く見積もられてしまう。さらに現状では、車両情報を送信可能な車載機の普及率が低いため、統計的に処理するのに必要な数の車両から車両情報を得るのが困難なこともある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、車両情報を簡単かつ適切に利用して交通指標を算出することのできる交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の提供する交通指標算出装置は、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する。この交通指標算出装置は、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、道路に設置され車両を感知する車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および前記対象期間に基づいて補正することで、交通指標を算出する手段とを備える。交通指標は、たとえば、待ち行列長または待ち行列台数である。停止回数や旅行時間、遅れ時間など、その他の交通指標であってもよい。
【０００７】
この交通指標算出装置は、車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および対象期間に基づいて補正する。このため、対象期間中に車両感知器を通過した車両群における当該車両の相対位置を簡単に交通指標の算出に反映でき、また車両情報を適切に利用することができる。
【０００８】
この交通指標算出装置は、車両感知器から感知器情報を受信する手段をさらに備え、交通指標を算出する手段が、対象期間、通過時刻、および感知器情報を対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて車両情報から算出した値を補正することができる。これによって、対象期間中の交通量を交通指標の算出に反映することができる。
【０００９】
交通指標を算出する手段は、たとえば、通過時刻から対象期間の終了時刻までの期間と対象期間との比、および交通量に基づいて、車両情報から算出した値を補正する。通過時刻から対象期間の終了時刻までの期間と対象期間との比に基づいて当該対象期間における交通量を配分することで、交通指標を算出するにあたって車両情報から算出した値を適切に補正することができる。
【００１０】
対象期間は、交差点の信号サイクルに基づいて定めることができる。交通量（台／時）を得るための感知器情報の集計を信号サイクルに同期させれば、交通信号機の制御などが行い易くなる。車両の通過台数を計数するから、対象期間を車両感知器の通過時刻で定めることになる。この場合の対象期間、すなわち集計期間は、一信号サイクルの開始時刻および終了時刻から、車両感知器から交差点（の停止線）まで車両が移動するのに要する時間をそれぞれ差し引くことで定めることができる。なお、車両感知器と交差点の距離が短い場合など、簡易的に処理する場合は、特に移動時間を差し引かなくてもよい。
【００１１】
対象期間は、交差点の一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対応させてもよい。例えば、対象期間は、一信号サイクルにおける赤信号開始時刻および赤信号終了時刻から、車両感知器から交差点まで車両が移動するのに要する時間をそれぞれ差し引くことで得られる。一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対象期間を対応させることによって、赤信号の間に停止した車両の待ち行列における対象車両の相対位置をより適切に定めることができる。
【００１２】
交通指標算出装置は、交差点の信号サイクル、および車両情報から得た車両速度に基づいて対象期間を決定する手段をさらに備えることができる。これによって、交通指標算出装置は、実際の交通状況を反映したより的確な対象期間を得ることができる。
【００１３】
他の態様によれば、本発明は、上述の交通指標算出装置に対応する交通指標算出方法を提供する。この交通指標算出方法は、道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手順と、車両感知器を対象期間内に通過した車両の前記車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した時刻、対象期間、および感知器情報を対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて補正することで、交通指標を算出する手順とを備える。
他の態様によれば、本発明は、上述の交通指標算出方法の手順をコンピュータに実行させるための交通指標算出プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以上のように、車両情報を簡単かつ適切に利用して交通指標を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の前述やその他の目的、特徴および利点は、以下で添付図面を参照して説明する実施の形態でより明らかにする。図面において、同一の符号は異なる図面においても同一部分を示す。
【図１】本発明の実施の形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】交通信号制御システムの交差点周辺の構成例をより詳細に示す図である。
【図３】交通信号制御機の構成例を説明するための図である。
【図４】車載装置の構成例を説明するための図である。
【図５】中央装置の構成例を説明するための図である。
【図６】車両情報から得た車両の位置に基づいて待ち行列長を算出する方法を説明するための道路平面図である。
【図７】同期交通量、および車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。
【図８】車両感知器よりも上流に待ち行列がのびている場合に車両情報から得た行列長の補正量を計算する方法を説明するための図である。
【図９】一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間で集計した交通量を用いて車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。
【図１０】一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間で集計した交通量を用いて車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。
【図１１】車両情報に含まれる各種データのビット割り当て例を説明するための図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す図である。この交通信号制御システム１００は、交通信号機１０１と、中央装置１０２と、車両１０３を感知する車両感知器１０４と、車両１０３に搭載された車載装置と無線通信する無線通信装置１０５とを備える。交通信号制御システム１００は、車両感知器１０４や無線通信装置１０５から交通情報を収集し、交通信号機１０１を制御したり交通情報を提供したりすることができる。交通信号機１０１は、信号制御情報を設定することで制御される。信号制御情報は、典型的にはサイクル長、スプリット、およびオフセットである。
【００１７】
サイクル長は、信号現示が一巡するのに要する時間であり、スプリットは、一サイクル長に対する各現示が占める時間の割合である。ここで、現示とは、交差点において、ある一組の交通流に対して同時に割り当てられている通行権のことである。オフセットは、対象交差点と隣接交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である相対オフセットや、対象交差点と基準交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である絶対オフセットとして表現される。このような信号制御情報を設定するために、交通信号制御システム１００は、ＭＯＤＥＲＡＴＯ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｙ Ｏｒｉｇｉｎ−ＤＥｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）制御や、プロファイル制御をすることができる。
【００１８】
ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御は、中央装置１０２が行うことができる。ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御では、中央装置１０２のネットワークに属する（管轄する）すべての交通信号機１０１がマクロ制御される。近飽和の交通状態に対応するために、負荷率という交通指標を用いて各交通信号機１０１に対する信号制御情報を決定する。近飽和状態では、だんだんと交通量が増えてきて、交通密度が高くなり、任意速度での走行や追越しが困難になる。たとえばスプリット制御の場合、各交差点について、現示ごとの各流入路の負荷率の最大値を求め、現示負荷率の比で正規化されたスプリットを配分する負荷率比配分方式が採用される。負荷率ρは、次式（１）のように定義される。
ρ＝（Ｑ（Ｔ）＋Ｅ（Ｔ−１））／ｓ …（１）
ここで、Ｑ（Ｔ）は収集周期Ｔにおける車両の流入流量（台／時）、Ｅ（Ｔ−１）は収集周期Ｔの前のサイクルで生じた待ち行列台数（台／時）、ｓは飽和交通流率（台／時）である。（以下では周期Ｔは省略して記述する）
【００１９】
プロファイル制御では、中央装置１０２のネットワークに属する一部の交通信号機１０１がミクロ制御され、その交通信号機１０１に対する青信号時間が微調整される。プロファイル制御では、交通状況の変化が予測され、対象交差点での信号待ちによる遅れ時間が最小となるように青信号の打ち切りタイミングが決定される。ある交差点における、停止線の到着プロファイルの情報と信号制御情報とに基づいてシミュレーション演算を行い、現時点から１サイクル以上未来までの待ち行列台数Ｅの変動状況を計算する。このような制御を行う中央装置１０２は、交通管制センター内や道路上に設置することができる。各交通信号機１０１がそれぞれ分散処理をして動作することもできる。その場合、交通信号機１０１は自己の収集した情報から交通状況の変化を予測し、その予測結果を隣接する交通信号機１０１に渡すことで、分散処理を実現する。
【００２０】
本実施の形態において、本発明の交通指標算出装置は、交通信号制御システム１００における中央装置１０２として利用される。ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御には、交差点の交通指標として待ち行列台数が用いられる。中央装置１０２は、車両感知器１０４から得た感知器情報、および無線通信装置１０５から得た車両１０３の車両情報（プローブデータ）の両方を用いて待ち行列台数を特定し、その待ち行列台数に基づいて、対象の交通信号機１０１を制御する。
【００２１】
図２は交通信号制御システムの交差点周辺の構成例をより詳細に示す図である。この例は交通量の多い主道路ＲＭ１，ＲＭ２と交通量の少ない従道路ＲＳ１，ＲＳ２とが交差した交差点周辺の例である。この交差点における交通信号機は、主道路ＲＭ１，ＲＭ２および従道路ＲＳ１，ＲＳ２のそれぞれに設置された信号灯器２０１と、これら信号灯器２０１と点灯・滅灯の制御が可能に接続された交通信号制御機２０２とを有する。交通信号制御機２０２は、中央装置１０２から信号制御指令を受信し、その信号制御指令から定めた信号制御情報に基づいて、各信号灯器２０１に、青・黄・赤および右折矢等の各信号灯の点灯・消灯および点滅を行わせる。
【００２２】
交通信号制御機２０２には、車両感知器１０４および無線通信装置１０５が通信可能に接続される。交通信号制御機２０２は、車両感知器１０４から感知器情報を受信する。車両感知器１０４は、交差点に流入する車両１０３を感知し、検出結果（感知器情報）を交通信号制御機２０２に送信する。車両感知器１０４は、道路上の車両１０３を感知することによって、車両の通過台数、時間占有率、平均通過速度などの交通情報を計測することができる。車両感知器１０４は、典型的には超音波式感知器である。しかしながら、ループコイル式感知器や遠赤外線式感知器など他の種類の感知器であってもよい。車両感知器１０４は、たとえば停止線から１５０ｍ上流に設置される。車両感知器１０４は、停止線より上流側に複数設置することができる。一般的には、交通量計測用の感知器が停止線から１５０ｍ上流に設置され、渋滞計測用の感知器が停止線から３００ｍ、５００ｍ、以降２５０ｍ間隔で設置される。
【００２３】
また交通信号制御機２０２は、無線通信装置１０５を用いて、交差点を通過する車両１０３の車載装置２０３と通信する。複数の車両に共通する情報については無線通信装置１０５により同報通信を行う。無線通信装置１０５は、車載装置２０３から送信された車両情報を受信するとともに、渋滞情報などの交通情報や、死角の車両の存在などの安全情報、信号時間情報、地図情報、周辺の店舗の情報などを車載装置２０３に送信する。無線通信装置１０５には、ＵＨＦ帯もしくはＶＨＦ帯などを利用した無線ＬＡＮのような中域通信装置を利用することができる。しかしながら、これに代えて、光ビーコンや、電波ビーコン、ＲＦＩＤまたはＤＳＲＣ等の狭域通信機能を有する路上通信装置を利用してもよい。また、携帯電話、ＰＨＳ，多重ＦＭ放送などの広域通信により交通情報を提供することもできる。双方向の広域通信では特に交差点付近に無線通信装置がなくとも、携帯電話網や固定網、インターネットなどを介して車両情報を取得することができる。
【００２４】
図３は交通信号制御機の構成例を説明するための図である。交通信号制御機２０２は、有線通信部３０１、記憶部３０２、灯器駆動部３０３、および演算部３０４を備える。演算部３０４には、一または複数のマイクロコンピュータを利用することができる。演算部３０４は、有線通信部３０１、記憶部３０２、灯器駆動部３０３、および無線通信装置１０５と内部バスや各種インターフェイスを介して接続され、これらに対して入出力を行うことで交通信号制御機２０２の機能を実現する。
【００２５】
有線通信部３０１は、本実施の形態において、中央装置１０２および車両感知器１０４と通信するために用いられる。中央装置１０２から信号制御指令および交通情報を受信し、車両感知器１０４から感知器情報を受信する。また、車両感知器１０４から受信した感知器情報、および無線通信装置１０５から受信した車両情報を中央装置１０２に送信する。中央装置１０２との通信では、中継装置（図示せず）を経由してもよい。中継装置は、車両感知器１０４からの感知器情報を交通信号機１０１を介して間接的に、または直接的に受信したり、無線通信装置１０５から車両情報を受信したりし、それら感知器情報や車両情報を中央装置１０２に送信する。
【００２６】
記憶部３０２には、ハードディスクや半導体メモリ等の各種記録媒体を利用することができる。記憶部３０２は、有線通信部３０１から受信した各種情報および無線通信装置１０５から受信した車両情報（車両の位置データおよび識別データを含む）などを記憶する。
【００２７】
灯器駆動部３０３は半導体リレーを有し、演算部３０４からの指令信号にしたがって、複数の信号灯器２０１の青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）または直流電圧をそのリレーによってオン／オフする。
演算部３０４は、有線通信部３０１により受信された中央装置１０２からの信号制御指令に基づいて灯器駆動部３０３への指令信号を生成し、それによって適当なタイミングで各信号灯器の信号灯色を切り替えさせる。
なお、交通信号制御機が通信・記録する車両情報のような情報には、ハードウェア的にまたはソフトウェア的にプライバシー保護のためにセキュリティを施すようにしてもよい。
【００２８】
図４は車載装置の構成例を説明するための図である。車載装置２０３は、無線通信装置１０５と通信して交通信号制御機２０２との間で各種情報を授受するとともに、目的地へのナビゲーションをすることができる。車載装置２０３は、ＧＰＳ処理部４０１、方位センサ４０２、車速取得部４０３、通信部４０４、記憶部４０５、操作部４０６、表示部４０７、音声出力部４０８、および演算部４０９を備える。
【００２９】
ＧＰＳ処理部４０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報等に基づいて、車両の位置（緯度、経度および高度）を計測する。
方位センサ４０２には、光ファイバジャイロを用いることができる。方位センサ４０２は、車両の方位および角速度を計測する。車速取得部４０３は、車速センサが車輪の角速度を検出することにより計測した車両の速度データを取得する。
【００３０】
通信部４０４は、無線通信装置１０５による無線発信が行われない期間に、他の車両上の車載装置との通信、すなわち車車間通信を行うことができる。通信部４０４は、自装置の識別データ、自車両の位置データおよび速度データなどを車両情報としてリアルタイムに（たとえば０．１から１．０秒周期で）発信する。この車両情報は、無線通信装置１０５によりモニタリングされる。また通信部４０４は、車両の走行によって無線通信装置１０５の通信領域で、その無線通信装置１０５から交通情報を受信することもできる。
【００３１】
記憶部４０５には、ハードディスクや半導体メモリ等の各種記録媒体を利用することができる。記憶部４０５は、通信部４０４が受信した交通情報、および車載装置２０３自身が計測した車両情報のデータなどを記憶する。記憶部４０５には、車車間通信により得た周囲の車両の車両情報を蓄積してもよい。記憶された自身の車両情報のデータは、演算部４０９により通信部４０４に随時出力され、通信部４０４から送信される。光ビーコンのようにスポット通信する場合には、記憶部４０５に蓄積された自身の車両情報のデータをそのスポット通信領域で演算部４０９が読み出し、通信部４０４によりアップリンクする。記憶部４０５には、地図データベースも格納される。
【００３２】
この地図データベースにおける道路地図データは、交差点ＩＤと交差点の位置とを対応付けた交差点データと、リンクＩＤ、そのリンクの始点・終点・補間点（道路が折れ曲がる地点に対応）それぞれの位置、そのリンクの始点に接続するリンクのリンクＩＤ、リンクの終点に接続するリンクのリンクＩＤ、およびリンクコストを含むリンクデータを有する。リンクコストは、たとえば、リンクとその終点に接続するリンクの組合せの数だけ用意されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間として定められる。すなわち、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコスト（時間）と、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト（時間）、つまり、交差点を通過するのに要する時間が含まれる。
【００３３】
操作部４０６は、タッチパネルやボタンを有し、ドライバを含む車両の搭乗者が目的地の設定等を行えるようになっている。表示部４０７は、たとえば車両のダッシュボード部分に取付けられるモニタ装置であり、インターフェイス画面を表示する。音声出力部４０８は、演算部４０９が作成した音声データをスピーカから出力する。
【００３４】
演算部４０９には、一または複数のマイクロコンピュータを用いることができる。演算部４０９は、ＧＰＳ処理部４０１、方位センサ４０２、車速取得部４０３、通信部４０４、記憶部４０５、操作部４０６、表示部４０７、音声出力部４０８とバスを介して接続され、各部に対して入出力を行うことで車載装置２０３の機能を実現する。
【００３５】
演算部４０９は、ＧＰＳ処理部４０１が計測した車両の位置、方位センサ４０２が計測した車両の方位および角速度、車速取得部４０３が取得した車両の速度の各データ、記憶部４０５に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両の位置を定める。演算部４０９は、操作部４０６により目的地の設定を受け付けた場合には、その車両位置に対して目的地への経路計算を行い、表示部７０７や音声出力部４０８を用いてその経路計算の結果を案内する。
【００３６】
図５は中央装置の構成例を説明するための図である。中央装置１０２には、一または複数のコンピュータを利用することができる。図５の例では一台のコンピュータを中央装置１０２として用いている。この中央装置１０２は、記憶部５０１、通信部５０２、表示部５０３、操作部５０４、および演算部５０５を備える。演算部５０５は、記憶部５０１、通信部５０２、表示部５０３、および操作部５０４とバスを介して接続されており、これら各部に対して入出力を行うことで中央装置１０２の機能を実現する。
【００３７】
記憶部５０１には、不揮発性のＲＯＭやフラッシュメモリ、揮発性のＲＡＭなど各種半導体メモリ、ハードディスクなどのコンピュータ読み取り可能な媒体を使用することができる。記憶部５０１は、ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御を行う制御プログラムやその他のプログラムの実行ファイルや、この制御に用いる各種交通指標のデータなどを格納する。実行ファイルには、本発明の交通指標算出方法の各手順を記述した交通指標算出プログラムの実行ファイルまたはプログラムモジュールが含まれる。
【００３８】
演算部５０５が交通指標算出プログラムを実行することで、中央装置１０２に用いるコンピュータに交通指標算出方法の各手順を行わせることができる。これによって、中央装置１０２は本発明の交通指標算出装置として機能する。汎用コンピュータと交通指標算出プログラムを用いるのに代えて、または加えて、交通指標算出方法の手順または交通指標算出装置の機能の一部または全部を専用ハードウェアにより実現してもよい。
【００３９】
交通指標算出プログラムは、電気通信回線や、コンピュータ読み取り可能な媒体を用いて、記憶部５０１に導入することができる。たとえばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光学ディスク、フレキシブルディスクのような磁気ディスク、フラッシュメモリを有する取外し可能な半導体メモリデバイスをその導入に利用することができる。
【００４０】
通信部５０２は、渋滞情報等を含む交通情報や信号制御指令を所定時間ごとに各交通信号機に送信する。信号制御指令は、信号制御情報の演算周期（たとえば１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報はたとえば５分ごとに送信される。
【００４１】
通信部５０２は、各交通信号機から、車載装置が搭載されている車両に関する情報である車両情報と、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器１０４の感知器情報とをリアルタイムで受信している。車両情報は、少なくとも車両の位置データおよび識別データを含む。車両の速度データや車両の方向、運転中の車両の操作情報などをさらに含んでもよい。
【００４２】
通信部５０２は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、車両感知器１０４から感知器情報を受信する手段、および、車両で計測された車両の位置データを含む車両情報を取得する手段として動作する。ここで、「車両で計測された」は車両自体で計測された場合に限られるものではなく、車載装置や携帯電話等、車両内に設置または持ち込まれた装置で計測された場合を含む。
【００４３】
表示部５０３は、中央装置１０２が管理するエリアの道路地図と、この道路地図上のすべての交通信号機やその他の路上設備の位置を含む画面を表示し、オペレータに渋滞や事故等の状況を報知するのに用いられる。操作部５０４は、キーボードやマウス等の入力インターフェイスである。この操作部５０４によってオペレータは表示部５０３に対する表示切り替え操作等を行える。
【００４４】
演算部５０５は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および対象期間に基づいて補正することで、交通指標を算出する手段として動作する。ここでは、演算部５０５は、交通指標として待ち行列長を算出する。
【００４５】
図６は車両情報から得た車両の位置に基づいて待ち行列長を算出する方法を説明するための道路平面図である。この図は、車載装置を搭載した車両６０１が信号待ちによって交差点の上流側に停止している状態を示す。車両６０１の車載装置から受信した車両情報に、信号待ちの場合の停止位置が含まれているとすると、中央装置１０２の演算部は、その車両情報に含まれる停止位置を用いて、そこから地図データベースにおける交差点Ｃのノードまでの距離Ｌ１を求めることができる。中央装置１０２は、その距離Ｌ１に対して、停止線からノードまでの距離Ｌ２（定数）を減じることによって、停止線から車両６０１までの距離Ｌｐを定め得る。車両６０１が待ち行列の末尾に停止していれば、その距離Ｌｐが待ち行列長となる。
【００４６】
対象車両６０１は、待ち行列の末尾に停止するとは限らない。中央装置１０２の演算部は、次式（２）にしたがって待ち行列の全長Ｌを求める。演算部は、待ち行列長Ｌを求めるため、停止線から車両６０１までの距離、すなわち当該車両６０１までの行列長Ｌｐに当該車両６０１の後続車両が形成する行列の長さＬｂを加算する。
Ｌ＝Ｌｐ＋Ｌｂ …（２）
【００４７】
この待ち行列長Ｌを停止時の平均車頭間隔Ｈで割れば、待ち行列台数Ｅが得られるので、中央装置１０２の演算部は、その待ち行列台数Ｅから負荷率ρを求めることができる。演算部は、信号サイクルが青から開始するとした場合、たとえば次式（３）によって、後続車両が形成する行列の長さＬｂを定める。
Ｌｂ＝Ｈ×Ｖｔ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄ０） …（３）
ここで、ｔｄ０は交差点の一信号サイクルにおける青信号開始時刻ｔｌ０に交差点（の停止線）に車両が一定速度で到着したと仮定したときの、当該車両がその交差点の上流にある車両感知器を通過した通過時刻であり、ｔｄ１は一信号サイクルにおける赤信号終了時刻ｔｌ１に交差点に車両が到着したと仮定したときの、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻である。ｔｄｐは車両情報を得た車両が車両感知器を通過した通過時刻である。Ｖｔはサイクル同期感知器交通量（以下、同期交通量と記載する）である。
【００４８】
なお、ここでは、待ち行列とは、上記の条件で、時刻ｔｌ１に車両感知器を通過した車両に相当する。これより上流の車両は、次の信号サイクルにおける流入交通量の一部として管理される。
【００４９】
中央装置の演算部は、交通信号機の制御が行い易くなるよう、その交通信号機の信号サイクル（サイクル長）に同期して感知器情報を集計して交通量（台／時）を定める。信号制御情報を定めるときは、通常、その同期交通量をさらに最新の２サイクルで平滑化して用いる。同期交通量は、最新の３サイクル以上で平滑化してもよい。
【００５０】
図７は同期交通量、および車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。中央装置の演算部は、同期交通量Ｖｔを定めるために、一信号サイクルにおける青信号開始時刻ｔｌ０および赤信号終了時刻ｔｌ１を対象交差点の最新の信号制御情報から取得する。演算部は、その青信号開始時刻ｔｌ０および赤信号終了時刻ｔｌ１から、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１を算出する。その算出のため、演算部は、停止線位置、車両感知器の位置、および対象道路の想定車両速度を記憶部から読み出す。演算部は、停止線位置と車両感知器の位置とから車両感知器と停止線との距離を算出し、その距離に想定車両速度を除算することで、車両感知器から停止線まで車両が移動するのに要する時間を算出する。演算部は、そのようにして求めた時間を青信号開始時刻ｔｌ０および赤信号終了時刻ｔｌ１から差し引くことで、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１を算出する。演算部は、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１を算出すると、その集計期間中の車両の感知台数を計数することで、一信号サイクルに同期した交通量Ｖｔを算出する。必要がある場合には、同様にして求めた一サイクル前の交通量と対象サイクルの交通量とを平滑化することで、対象サイクルに同期した交通量を定める。
【００５１】
中央装置の演算部は、さらに、上記式（２）の待ち行列長Ｌを定めるため、上記式（３）にしたがって、車両情報を得た車両の後続車両により形成される行列の長さＬｂを算出する。演算部は、対象車両が車両感知器を通過した時刻ｔｄｐをその車両の車両情報から定め、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１、ならびにその通過時刻ｔｄｐを用いて、長さＬｂを算出する。演算部は、集計期間の終了時刻ｔｄ１から通過時刻ｔｄｐを差し引いて両者の差（ｔｄ１−ｔｄｐ）を求める。演算部は、さらに、集計期間の終了時刻ｔｄ１から通過時刻ｔｄ０を差し引いて、集計期間の長さ（ｔｄ１−ｔｄ０）を求める。演算部は、通過時刻ｔｄｐから集計期間の終了時刻ｔｄ１までの時間長さ（ｔｄ１−ｔｄｐ）と集計期間の長さ（ｔｄ１−ｔｄ０）との比を定める。演算部は、その比と記憶部から読み出した平均車頭間隔Ｈとを同期交通量Ｖｔに乗算することで後続車両による行列の長さＬｂを算出する。演算部は、対象車両までの行列長Ｌｐにその長さＬｂを加算することで待ち行列長Ｌを算出する。
【００５２】
中央装置の演算部は、待ち行列長Ｌを平均車頭間隔Ｈで割ることにより上記式（１）の待ち行列台数Ｅ、さらには負荷率ρを得ることができ、その負荷率ρによって信号制御を行う。演算部は、次式（４）のように、停止線から対象車両６０１までの行列の台数ＥＰに、当該車両６０１の後続車両が形成する行列の台数Ｅｂを加算することで待ち行列台数Ｅを求めることもできる。台数ＥｐおよびＥｂは、次式（５）および（６）でそれぞれ定められる。
Ｅ＝Ｅｐ＋Ｅｂ …（４）
Ｅｐ＝Ｌｐ／Ｈ …（５）
Ｅｂ＝Ｖｔ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄ０） …（６）
【００５３】
本実施の形態における中央装置は、このように、一信号サイクルに同期した交通量の集計期間内に車両感知器を通過した車両の車両情報から算出した行列長Ｌｐまたは行列台数Ｅｐを、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻ｔｄｐを用いて補正する。これによって、集計期間内に車両感知器を通過した車両群における当該車両の相対位置を簡単に待ち行列台数Ｅの算出に反映でき、また車両情報を適切に利用することができる。
【００５４】
図８は車両感知器よりも上流に待ち行列がのびている場合に車両情報から得た行列長の補正量を計算する方法を説明するための図である。中央装置の演算部は、たとえば車両感知器の時間占有率や、車両感知器上流に停止したプローブ情報があればそのプローブ情報に基づいて、車両感知器よりも上流に待ち行列がのびているかどうかを判定することができる。演算部は、車両感知器よりも上流に待ち行列がのびている場合、次式（７）のように、感知器付近の停止時間定数Ｔｗを用いて、車両６０１の後続車両が形成する行列の台数Ｅｂを計算することができる。
Ｅｂ＝Ｖｔ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄ０−Ｔｗ） …（７）
停止時間定数Ｔｗは、停止波８０１と発進波８０２の速度および赤信号開始時刻および終了時刻から定めることができる。車両の停止位置は、赤信号が開始してから時間とともに交差点上流側に延びていき、交通流率に応じた伝搬速度を持っている。これを停止波と呼んでいる。また車両の発進位置は、青信号が開始してから時間とともに交差点上流側に延びていき、交通流率に応じた伝播速度を持つ。これを発進波と呼んでいる。発進波速度および停止波速度は統計的に予め定めることができる。
【００５５】
この中央装置は、車両情報から算出した値の補正にあたって、一信号サイクルに同期して集計した交通量を用いている。しかしながら、その集計期間は、一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対応させてもよい。一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に集計期間を対応させれば、その期間で集計した交通量に、赤信号によって停止した待ち行列を形成する車両の台数が適切に反映される。
【００５６】
図９は一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間で集計した交通量を用いて車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。この場合、中央装置の演算部は、一信号サイクルにおける赤信号開始時刻ｔｌｒおよび赤信号終了時刻ｔｌ１を対象交差点の最新の信号制御情報から取得する。演算部は、その赤信号開始時刻ｔｌｒおよび赤信号終了時刻ｔｌ１から、集計期間の開始時刻ｔｄｒおよび終了時刻ｔｄ１を算出する。演算部は、図７の場合と同様に、車両感知器から停止線まで車両が移動するのに要する時間を算出する。演算部は、その時間を赤信号開始時刻ｔｌｒおよび赤信号終了時刻ｔｌ１から差し引くことで、集計期間の開始時刻ｔｄｒおよび終了時刻ｔｄ１を算出する。演算部は、集計期間の開始時刻ｔｄｒおよび終了時刻ｔｄ１を算出すると、その集計期間中の車両の感知台数を計数することで、一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に同期した交通量Ｖｓを算出する。演算部は、車両情報を得た車両の後続車両により形成される行列の長さＬｂを次式（８）にしたがって算出する。演算部は、この長さＬｂ を用いて上記式（２）にしたがって、待ち行列長Ｌを算出することができる。また、演算部は、対象車両の後続車両により形成される行列の台数Ｅｂを次式（９）にしたがって算出することもできる。その場合、演算部は、上記式（４）にしたがって待ち行列台数Ｅを算出する。
Ｌｂ＝Ｈ×Ｖｓ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ） …（８）
Ｅｂ＝Ｖｓ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ） …（９）
【００５７】
中央装置は、交通量を用いずに、車両情報から算出した行列長Ｌｐや台数Ｅｐを補正することも可能である。中央装置の演算部は、たとえば次式（１０）または（１１）にしたがって行列長Ｌｐまたは台数Ｅｐを補正することで、待ち行列長Ｌまたは待ち行列台数Ｅを算出する。
Ｌ＝（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ）×Ｌｐ …（１０）
Ｅ＝（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ）×Ｅｐ …（１１）
【００５８】
図１０は赤信号開始時刻を始端とする信号サイクルに対し車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。図７を用いて青信号開始時刻を始端とする信号サイクルに対し車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明した。しかしながら、信号サイクルの始端はこれに限られるものではない。図１０のように、たとえば赤信号開始時刻を信号サイクルの始端として車両情報から得た行列長の補正量を算出することができる。この場合も、図７の例と同様に中央装置の演算部は、車両情報を得た車両の後続車両が形成する行列の長さＬｂを上記式（３）で計算することができる。ただし、信号サイクルが赤信号開始時刻を始端とする場合、負荷率ρは上記式（１）を用いる代わりに次式（１２）を用いる。
ρ＝（Ｑ（Ｔ）＋ｋ・Ｅ（Ｔ））／ｓ …（１２）
ここで、ｋは重み定数である。
【００５９】
上述した実施の形態では、交通量の集計期間を一信号サイクルに同期させるために、対象道路の想定車両速度を用いた。しかしながら、対象道路の車両速度を車両情報から得るようにしてもよい。対象道路の想定車両速度には、通常、統計的に求められた定数が使用される。交通状況が近飽和から混雑する状況になると、定数で設定した速度では走行できない場合がある。車両情報から車両速度を得ることで、そのときの実際の交通状況をより的確に反映した集計期間が定められる。中央装置が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、中央装置の演算部は、対象交差点の信号サイクル、および車両情報から得た車両速度に基づいて集計期間を決定する手段としても動作することができる。演算部は、車両感知器を通過した車両が車両感知器から交差点（の停止線）まで走行するのに要する時間を算出するため、車両感知器と交差点との距離を取得すると共に、当該車両の車両情報から車両速度を得る。演算部は、さらに、たとえば青信号開始時刻および赤信号終了時刻を最新の信号制御情報から取得する。演算部は、車両感知器から交差点まで車両が走行するのに要する時間を青信号開始時刻および赤信号終了時刻からそれぞれ差し引くことで、一信号サイクルに同期させる集計期間を決定する。決定する集計期間は、赤信号の期間（赤信号開始時刻から赤信号終了時刻までの期間）に同期させてもよい。このように車両情報から得た車両速度で交通量の集計期間を決定する方法は、車両情報から得た行列長や行列台数などの交通指標を補正する場合だけでなく、車両感知器の感知器情報から交通指標を算出する場合や、感知器情報および車両情報を組み合わせて交通指標を算出する場合などにも利用することができる。
【００６０】
図１１は車両情報に含まれる各種データのビット割り当て例を説明するための図表である。たとえば光ビーコンのように、車両情報を蓄積し、スポット通信領域で一括して車載装置から送信する場合、この例のようなデータ構成を有する車両情報を用いることができる。この例においては、車両におけるイベントの種別として、単独停止、方向変動、一定距離走行・方向変動、およびアップリンクが用意されている。このイベント種別によって、車載装置から送信するデータを選別することができる。単独停止の場合、停止時間のデータが、方向変動の場合、絶対方位のデータが、一定距離走行・方向変動の場合、前イベントからの走行距離が、アップリンクの場合、無効値がそれぞれ記録される。単独停止の場合の停止時間は８ビットで表され、その先頭ビットの値で秒と分の場合を区別し、残りの７ビットで時間を表すようになっている。このため、１秒を最小単位として、１６進数で０ｘ０１（１秒）から０ｘｆｆ（１２７分）までの時間を割り当てることができる。また方向変動の場合の絶対方位が、北を「１」とし、時計回りに１６単位として割り当てられている。一定距離走行や方向変動の場合、前回イベントからの距離に８ビットが割り当てられており、１ビットが５ｍ単位になっている。この場合、１６進数で０ｘ０１（５ｍ）から０ｘｆｆ（１２７５ｍ）までの走行距離を割り当てることができる。図１１には記載していないが、交差点を通過するまでの停止回数やブレーキによる加減速の状態、ウィンカーなどの車両操作を示す情報を情報項目として記録することもできる。
【００６１】
上述した実施の形態では、本発明の交通指標算出装置を交通信号制御システムにおける中央装置として利用したが、これに限られるものではない。交通信号制御機やその他の装置に本発明の交通指標算出装置を利用するようにしてもよい。さらに交通指標算出装置はハードウェア的に複数の装置により構成されてもよい。さらに交通信号制御に交通指標を用いる場合だけでなく、車両の運転等のために交通指標を算出する場合にも本発明は利用することができる。算出する交通指標は待ち行列長または待ち行列台数が代表例である。しかしながら、交差点に接続する道路の混雑の度合いを表す停止回数や旅行時間、遅れ時間、ＣＯ２排出量など、その他の交通指標を算出する場合にも本発明は利用することができる。
【００６２】
上述した実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の交通指標算出装置、交通指標算出方法、交通指標算出プログラムは、車両情報を簡単かつ適切に利用して交通指標を算出することができ、交通信号制御や交通情報の提供など各種用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 交通信号制御システム １０１ 交通信号機 １０２ 中央装置
１０３ 車両 １０４ 車両感知器 １０５ 無線通信装置
２０１ 信号灯器 ２０２ 交通信号制御機 ２０３ 車載装置
３０１ 有線通信部 ３０２ 交通信号制御機の記憶部 ３０３ 灯器駆動部
３０４ 交通信号制御機の演算部
４０１ ＧＰＳ処理部 ４０２ 方位センサ ４０３ 車速取得部
４０４ 車載装置の通信部 ４０５ 車載装置の記憶部
４０６ 車載装置の操作部
４０７ 車載装置の表示部 ４０８ 音声出力部 ４０９ 車載装置の演算部
５０１ 中央装置の記憶部 ５０２ 中央装置の通信部
５０３ 中央装置の表示部 ５０４ 中央装置の操作部
５０５ 中央装置の演算部
６０１ 車両
ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＳ１、ＲＳ２ 道路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号機の制御などに用いる交通指標を算出する交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号機の制御などには、待ち行列台数や待ち行列長、渋滞長、旅行時間など、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標が用いられる。特許文献１や特許文献２のようにプローブ情報（車両情報）を利用すれば、その制御の精度を向上させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０２８４９号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、得られた車両情報のすべてが交通指標を算出するのに適しているとは限らない。車両が対象交差点の待ち行列の末尾に停止した場合、その車両から得た車両情報の示す停止位置は待ち行列長を算出するのに適している。一方、その車両が待ち行列中に停止した場合、その車両の停止位置を待ち行列長と定めると、待ち行列長は実際よりも短く見積もられてしまう。さらに現状では、車両情報を送信可能な車載機の普及率が低いため、統計的に処理するのに必要な数の車両から車両情報を得るのが困難なこともある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、車両情報を簡単かつ適切に利用して交通指標を算出することのできる交通指標算出装置、交通指標算出方法および交通指標算出プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の提供する交通指標算出装置は、交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する。この交通指標算出装置は、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、道路に設置され車両を感知する車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および前記対象期間に基づいて補正することで、交通指標を算出する手段とを備える。交通指標は、たとえば、待ち行列長または待ち行列台数である。停止回数や旅行時間、遅れ時間など、その他の交通指標であってもよい。
【０００７】
この交通指標算出装置は、車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および対象期間に基づいて補正する。このため、対象期間中に車両感知器を通過した車両群における当該車両の相対位置を簡単に交通指標の算出に反映でき、また車両情報を適切に利用することができる。
【０００８】
この交通指標算出装置は、車両感知器から感知器情報を受信する手段をさらに備え、交通指標を算出する手段が、対象期間、通過時刻、および感知器情報を対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて車両情報から算出した値を補正することができる。これによって、対象期間中の交通量を交通指標の算出に反映することができる。
【０００９】
交通指標を算出する手段は、たとえば、通過時刻から対象期間の終了時刻までの期間と対象期間との比、および交通量に基づいて、車両情報から算出した値を補正する。通過時刻から対象期間の終了時刻までの期間と対象期間との比に基づいて当該対象期間における交通量を配分することで、交通指標を算出するにあたって車両情報から算出した値を適切に補正することができる。
【００１０】
対象期間は、交差点の信号サイクルに基づいて定めることができる。交通量（台／時）を得るための感知器情報の集計を信号サイクルに同期させれば、交通信号機の制御などが行い易くなる。車両の通過台数を計数するから、対象期間を車両感知器の通過時刻で定めることになる。この場合の対象期間、すなわち集計期間は、一信号サイクルの開始時刻および終了時刻から、車両感知器から交差点（の停止線）まで車両が移動するのに要する時間をそれぞれ差し引くことで定めることができる。なお、車両感知器と交差点の距離が短い場合など、簡易的に処理する場合は、特に移動時間を差し引かなくてもよい。
【００１１】
対象期間は、交差点の一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対応させてもよい。例えば、対象期間は、一信号サイクルにおける赤信号開始時刻および赤信号終了時刻から、車両感知器から交差点まで車両が移動するのに要する時間をそれぞれ差し引くことで得られる。一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対象期間を対応させることによって、赤信号の間に停止した車両の待ち行列における対象車両の相対位置をより適切に定めることができる。
【００１２】
交通指標算出装置は、交差点の信号サイクル、および車両情報から得た車両速度に基づいて対象期間を決定する手段をさらに備えることができる。これによって、交通指標算出装置は、実際の交通状況を反映したより的確な対象期間を得ることができる。
【００１３】
他の態様によれば、本発明は、上述の交通指標算出装置に対応する交通指標算出方法を提供する。この交通指標算出方法は、道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手順と、車両感知器を対象期間内に通過した車両の前記車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した時刻、対象期間、および感知器情報を対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて補正することで、交通指標を算出する手順とを備える。
他の態様によれば、本発明は、上述の交通指標算出方法の手順をコンピュータに実行させるための交通指標算出プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以上のように、車両情報を簡単かつ適切に利用して交通指標を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の前述やその他の目的、特徴および利点は、以下で添付図面を参照して説明する実施の形態でより明らかにする。図面において、同一の符号は異なる図面においても同一部分を示す。
【図１】本発明の実施の形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】交通信号制御システムの交差点周辺の構成例をより詳細に示す図である。
【図３】交通信号制御機の構成例を説明するための図である。
【図４】車載装置の構成例を説明するための図である。
【図５】中央装置の構成例を説明するための図である。
【図６】車両情報から得た車両の位置に基づいて待ち行列長を算出する方法を説明するための道路平面図である。
【図７】同期交通量、および車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。
【図８】車両感知器よりも上流に待ち行列がのびている場合に車両情報から得た行列長の補正量を計算する方法を説明するための図である。
【図９】一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間で集計した交通量を用いて車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。
【図１０】一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間で集計した交通量を用いて車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。
【図１１】車両情報に含まれる各種データのビット割り当て例を説明するための図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す図である。この交通信号制御システム１００は、交通信号機１０１と、中央装置１０２と、車両１０３を感知する車両感知器１０４と、車両１０３に搭載された車載装置と無線通信する無線通信装置１０５とを備える。交通信号制御システム１００は、車両感知器１０４や無線通信装置１０５から交通情報を収集し、交通信号機１０１を制御したり交通情報を提供したりすることができる。交通信号機１０１は、信号制御情報を設定することで制御される。信号制御情報は、典型的にはサイクル長、スプリット、およびオフセットである。
【００１７】
サイクル長は、信号現示が一巡するのに要する時間であり、スプリットは、一サイクル長に対する各現示が占める時間の割合である。ここで、現示とは、交差点において、ある一組の交通流に対して同時に割り当てられている通行権のことである。オフセットは、対象交差点と隣接交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である相対オフセットや、対象交差点と基準交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である絶対オフセットとして表現される。このような信号制御情報を設定するために、交通信号制御システム１００は、ＭＯＤＥＲＡＴＯ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｂｙ Ｏｒｉｇｉｎ−ＤＥｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）制御や、プロファイル制御をすることができる。
【００１８】
ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御は、中央装置１０２が行うことができる。ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御では、中央装置１０２のネットワークに属する（管轄する）すべての交通信号機１０１がマクロ制御される。近飽和の交通状態に対応するために、負荷率という交通指標を用いて各交通信号機１０１に対する信号制御情報を決定する。近飽和状態では、だんだんと交通量が増えてきて、交通密度が高くなり、任意速度での走行や追越しが困難になる。たとえばスプリット制御の場合、各交差点について、現示ごとの各流入路の負荷率の最大値を求め、現示負荷率の比で正規化されたスプリットを配分する負荷率比配分方式が採用される。負荷率ρは、次式（１）のように定義される。
ρ＝（Ｑ（Ｔ）＋Ｅ（Ｔ−１））／ｓ …（１）
ここで、Ｑ（Ｔ）は収集周期Ｔにおける車両の流入流量（台／時）、Ｅ（Ｔ−１）は収集周期Ｔの前のサイクルで生じた待ち行列台数（台／時）、ｓは飽和交通流率（台／時）である。（以下では周期Ｔは省略して記述する）
【００１９】
プロファイル制御では、中央装置１０２のネットワークに属する一部の交通信号機１０１がミクロ制御され、その交通信号機１０１に対する青信号時間が微調整される。プロファイル制御では、交通状況の変化が予測され、対象交差点での信号待ちによる遅れ時間が最小となるように青信号の打ち切りタイミングが決定される。ある交差点における、停止線の到着プロファイルの情報と信号制御情報とに基づいてシミュレーション演算を行い、現時点から１サイクル以上未来までの待ち行列台数Ｅの変動状況を計算する。このような制御を行う中央装置１０２は、交通管制センター内や道路上に設置することができる。各交通信号機１０１がそれぞれ分散処理をして動作することもできる。その場合、交通信号機１０１は自己の収集した情報から交通状況の変化を予測し、その予測結果を隣接する交通信号機１０１に渡すことで、分散処理を実現する。
【００２０】
本実施の形態において、本発明の交通指標算出装置は、交通信号制御システム１００における中央装置１０２として利用される。ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御には、交差点の交通指標として待ち行列台数が用いられる。中央装置１０２は、車両感知器１０４から得た感知器情報、および無線通信装置１０５から得た車両１０３の車両情報（プローブデータ）の両方を用いて待ち行列台数を特定し、その待ち行列台数に基づいて、対象の交通信号機１０１を制御する。
【００２１】
図２は交通信号制御システムの交差点周辺の構成例をより詳細に示す図である。この例は交通量の多い主道路ＲＭ１，ＲＭ２と交通量の少ない従道路ＲＳ１，ＲＳ２とが交差した交差点周辺の例である。この交差点における交通信号機は、主道路ＲＭ１，ＲＭ２および従道路ＲＳ１，ＲＳ２のそれぞれに設置された信号灯器２０１と、これら信号灯器２０１と点灯・滅灯の制御が可能に接続された交通信号制御機２０２とを有する。交通信号制御機２０２は、中央装置１０２から信号制御指令を受信し、その信号制御指令から定めた信号制御情報に基づいて、各信号灯器２０１に、青・黄・赤および右折矢等の各信号灯の点灯・消灯および点滅を行わせる。
【００２２】
交通信号制御機２０２には、車両感知器１０４および無線通信装置１０５が通信可能に接続される。交通信号制御機２０２は、車両感知器１０４から感知器情報を受信する。車両感知器１０４は、交差点に流入する車両１０３を感知し、検出結果（感知器情報）を交通信号制御機２０２に送信する。車両感知器１０４は、道路上の車両１０３を感知することによって、車両の通過台数、時間占有率、平均通過速度などの交通情報を計測することができる。車両感知器１０４は、典型的には超音波式感知器である。しかしながら、ループコイル式感知器や遠赤外線式感知器など他の種類の感知器であってもよい。車両感知器１０４は、たとえば停止線から１５０ｍ上流に設置される。車両感知器１０４は、停止線より上流側に複数設置することができる。一般的には、交通量計測用の感知器が停止線から１５０ｍ上流に設置され、渋滞計測用の感知器が停止線から３００ｍ、５００ｍ、以降２５０ｍ間隔で設置される。
【００２３】
また交通信号制御機２０２は、無線通信装置１０５を用いて、交差点を通過する車両１０３の車載装置２０３と通信する。複数の車両に共通する情報については無線通信装置１０５により同報通信を行う。無線通信装置１０５は、車載装置２０３から送信された車両情報を受信するとともに、渋滞情報などの交通情報や、死角の車両の存在などの安全情報、信号時間情報、地図情報、周辺の店舗の情報などを車載装置２０３に送信する。無線通信装置１０５には、ＵＨＦ帯もしくはＶＨＦ帯などを利用した無線ＬＡＮのような中域通信装置を利用することができる。しかしながら、これに代えて、光ビーコンや、電波ビーコン、ＲＦＩＤまたはＤＳＲＣ等の狭域通信機能を有する路上通信装置を利用してもよい。また、携帯電話、ＰＨＳ，多重ＦＭ放送などの広域通信により交通情報を提供することもできる。双方向の広域通信では特に交差点付近に無線通信装置がなくとも、携帯電話網や固定網、インターネットなどを介して車両情報を取得することができる。
【００２４】
図３は交通信号制御機の構成例を説明するための図である。交通信号制御機２０２は、有線通信部３０１、記憶部３０２、灯器駆動部３０３、および演算部３０４を備える。演算部３０４には、一または複数のマイクロコンピュータを利用することができる。演算部３０４は、有線通信部３０１、記憶部３０２、灯器駆動部３０３、および無線通信装置１０５と内部バスや各種インターフェイスを介して接続され、これらに対して入出力を行うことで交通信号制御機２０２の機能を実現する。
【００２５】
有線通信部３０１は、本実施の形態において、中央装置１０２および車両感知器１０４と通信するために用いられる。中央装置１０２から信号制御指令および交通情報を受信し、車両感知器１０４から感知器情報を受信する。また、車両感知器１０４から受信した感知器情報、および無線通信装置１０５から受信した車両情報を中央装置１０２に送信する。中央装置１０２との通信では、中継装置（図示せず）を経由してもよい。中継装置は、車両感知器１０４からの感知器情報を交通信号機１０１を介して間接的に、または直接的に受信したり、無線通信装置１０５から車両情報を受信したりし、それら感知器情報や車両情報を中央装置１０２に送信する。
【００２６】
記憶部３０２には、ハードディスクや半導体メモリ等の各種記録媒体を利用することができる。記憶部３０２は、有線通信部３０１から受信した各種情報および無線通信装置１０５から受信した車両情報（車両の位置データおよび識別データを含む）などを記憶する。
【００２７】
灯器駆動部３０３は半導体リレーを有し、演算部３０４からの指令信号にしたがって、複数の信号灯器２０１の青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）または直流電圧をそのリレーによってオン／オフする。
演算部３０４は、有線通信部３０１により受信された中央装置１０２からの信号制御指令に基づいて灯器駆動部３０３への指令信号を生成し、それによって適当なタイミングで各信号灯器の信号灯色を切り替えさせる。
なお、交通信号制御機が通信・記録する車両情報のような情報には、ハードウェア的にまたはソフトウェア的にプライバシー保護のためにセキュリティを施すようにしてもよい。
【００２８】
図４は車載装置の構成例を説明するための図である。車載装置２０３は、無線通信装置１０５と通信して交通信号制御機２０２との間で各種情報を授受するとともに、目的地へのナビゲーションをすることができる。車載装置２０３は、ＧＰＳ処理部４０１、方位センサ４０２、車速取得部４０３、通信部４０４、記憶部４０５、操作部４０６、表示部４０７、音声出力部４０８、および演算部４０９を備える。
【００２９】
ＧＰＳ処理部４０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報等に基づいて、車両の位置（緯度、経度および高度）を計測する。
方位センサ４０２には、光ファイバジャイロを用いることができる。方位センサ４０２は、車両の方位および角速度を計測する。車速取得部４０３は、車速センサが車輪の角速度を検出することにより計測した車両の速度データを取得する。
【００３０】
通信部４０４は、無線通信装置１０５による無線発信が行われない期間に、他の車両上の車載装置との通信、すなわち車車間通信を行うことができる。通信部４０４は、自装置の識別データ、自車両の位置データおよび速度データなどを車両情報としてリアルタイムに（たとえば０．１から１．０秒周期で）発信する。この車両情報は、無線通信装置１０５によりモニタリングされる。また通信部４０４は、車両の走行によって無線通信装置１０５の通信領域で、その無線通信装置１０５から交通情報を受信することもできる。
【００３１】
記憶部４０５には、ハードディスクや半導体メモリ等の各種記録媒体を利用することができる。記憶部４０５は、通信部４０４が受信した交通情報、および車載装置２０３自身が計測した車両情報のデータなどを記憶する。記憶部４０５には、車車間通信により得た周囲の車両の車両情報を蓄積してもよい。記憶された自身の車両情報のデータは、演算部４０９により通信部４０４に随時出力され、通信部４０４から送信される。光ビーコンのようにスポット通信する場合には、記憶部４０５に蓄積された自身の車両情報のデータをそのスポット通信領域で演算部４０９が読み出し、通信部４０４によりアップリンクする。記憶部４０５には、地図データベースも格納される。
【００３２】
この地図データベースにおける道路地図データは、交差点ＩＤと交差点の位置とを対応付けた交差点データと、リンクＩＤ、そのリンクの始点・終点・補間点（道路が折れ曲がる地点に対応）それぞれの位置、そのリンクの始点に接続するリンクのリンクＩＤ、リンクの終点に接続するリンクのリンクＩＤ、およびリンクコストを含むリンクデータを有する。リンクコストは、たとえば、リンクとその終点に接続するリンクの組合せの数だけ用意されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間として定められる。すなわち、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコスト（時間）と、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト（時間）、つまり、交差点を通過するのに要する時間が含まれる。
【００３３】
操作部４０６は、タッチパネルやボタンを有し、ドライバを含む車両の搭乗者が目的地の設定等を行えるようになっている。表示部４０７は、たとえば車両のダッシュボード部分に取付けられるモニタ装置であり、インターフェイス画面を表示する。音声出力部４０８は、演算部４０９が作成した音声データをスピーカから出力する。
【００３４】
演算部４０９には、一または複数のマイクロコンピュータを用いることができる。演算部４０９は、ＧＰＳ処理部４０１、方位センサ４０２、車速取得部４０３、通信部４０４、記憶部４０５、操作部４０６、表示部４０７、音声出力部４０８とバスを介して接続され、各部に対して入出力を行うことで車載装置２０３の機能を実現する。
【００３５】
演算部４０９は、ＧＰＳ処理部４０１が計測した車両の位置、方位センサ４０２が計測した車両の方位および角速度、車速取得部４０３が取得した車両の速度の各データ、記憶部４０５に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両の位置を定める。演算部４０９は、操作部４０６により目的地の設定を受け付けた場合には、その車両位置に対して目的地への経路計算を行い、表示部７０７や音声出力部４０８を用いてその経路計算の結果を案内する。
【００３６】
図５は中央装置の構成例を説明するための図である。中央装置１０２には、一または複数のコンピュータを利用することができる。図５の例では一台のコンピュータを中央装置１０２として用いている。この中央装置１０２は、記憶部５０１、通信部５０２、表示部５０３、操作部５０４、および演算部５０５を備える。演算部５０５は、記憶部５０１、通信部５０２、表示部５０３、および操作部５０４とバスを介して接続されており、これら各部に対して入出力を行うことで中央装置１０２の機能を実現する。
【００３７】
記憶部５０１には、不揮発性のＲＯＭやフラッシュメモリ、揮発性のＲＡＭなど各種半導体メモリ、ハードディスクなどのコンピュータ読み取り可能な媒体を使用することができる。記憶部５０１は、ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御やプロファイル制御を行う制御プログラムやその他のプログラムの実行ファイルや、この制御に用いる各種交通指標のデータなどを格納する。実行ファイルには、本発明の交通指標算出方法の各手順を記述した交通指標算出プログラムの実行ファイルまたはプログラムモジュールが含まれる。
【００３８】
演算部５０５が交通指標算出プログラムを実行することで、中央装置１０２に用いるコンピュータに交通指標算出方法の各手順を行わせることができる。これによって、中央装置１０２は本発明の交通指標算出装置として機能する。汎用コンピュータと交通指標算出プログラムを用いるのに代えて、または加えて、交通指標算出方法の手順または交通指標算出装置の機能の一部または全部を専用ハードウェアにより実現してもよい。
【００３９】
交通指標算出プログラムは、電気通信回線や、コンピュータ読み取り可能な媒体を用いて、記憶部５０１に導入することができる。たとえばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光学ディスク、フレキシブルディスクのような磁気ディスク、フラッシュメモリを有する取外し可能な半導体メモリデバイスをその導入に利用することができる。
【００４０】
通信部５０２は、渋滞情報等を含む交通情報や信号制御指令を所定時間ごとに各交通信号機に送信する。信号制御指令は、信号制御情報の演算周期（たとえば１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報はたとえば５分ごとに送信される。
【００４１】
通信部５０２は、各交通信号機から、車載装置が搭載されている車両に関する情報である車両情報と、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器１０４の感知器情報とをリアルタイムで受信している。車両情報は、少なくとも車両の位置データおよび識別データを含む。車両の速度データや車両の方向、運転中の車両の操作情報などをさらに含んでもよい。
【００４２】
通信部５０２は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、車両感知器１０４から感知器情報を受信する手段、および、車両で計測された車両の位置データを含む車両情報を取得する手段として動作する。ここで、「車両で計測された」は車両自体で計測された場合に限られるものではなく、車載装置や携帯電話等、車両内に設置または持ち込まれた装置で計測された場合を含む。
【００４３】
表示部５０３は、中央装置１０２が管理するエリアの道路地図と、この道路地図上のすべての交通信号機やその他の路上設備の位置を含む画面を表示し、オペレータに渋滞や事故等の状況を報知するのに用いられる。操作部５０４は、キーボードやマウス等の入力インターフェイスである。この操作部５０４によってオペレータは表示部５０３に対する表示切り替え操作等を行える。
【００４４】
演算部５０５は、中央装置１０２が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、車両感知器を対象期間内に通過した車両の車両情報から算出した値を、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻および対象期間に基づいて補正することで、交通指標を算出する手段として動作する。ここでは、演算部５０５は、交通指標として待ち行列長を算出する。
【００４５】
図６は車両情報から得た車両の位置に基づいて待ち行列長を算出する方法を説明するための道路平面図である。この図は、車載装置を搭載した車両６０１が信号待ちによって交差点の上流側に停止している状態を示す。車両６０１の車載装置から受信した車両情報に、信号待ちの場合の停止位置が含まれているとすると、中央装置１０２の演算部は、その車両情報に含まれる停止位置を用いて、そこから地図データベースにおける交差点Ｃのノードまでの距離Ｌ１を求めることができる。中央装置１０２は、その距離Ｌ１に対して、停止線からノードまでの距離Ｌ２（定数）を減じることによって、停止線から車両６０１までの距離Ｌｐを定め得る。車両６０１が待ち行列の末尾に停止していれば、その距離Ｌｐが待ち行列長となる。
【００４６】
対象車両６０１は、待ち行列の末尾に停止するとは限らない。中央装置１０２の演算部は、次式（２）にしたがって待ち行列の全長Ｌを求める。演算部は、待ち行列長Ｌを求めるため、停止線から車両６０１までの距離、すなわち当該車両６０１までの行列長Ｌｐに当該車両６０１の後続車両が形成する行列の長さＬｂを加算する。
Ｌ＝Ｌｐ＋Ｌｂ …（２）
【００４７】
この待ち行列長Ｌを停止時の平均車頭間隔Ｈで割れば、待ち行列台数Ｅが得られるので、中央装置１０２の演算部は、その待ち行列台数Ｅから負荷率ρを求めることができる。演算部は、信号サイクルが青から開始するとした場合、たとえば次式（３）によって、後続車両が形成する行列の長さＬｂを定める。
Ｌｂ＝Ｈ×Ｖｔ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄ０） …（３）
ここで、ｔｄ０は交差点の一信号サイクルにおける青信号開始時刻ｔｌ０に交差点（の停止線）に車両が一定速度で到着したと仮定したときの、当該車両がその交差点の上流にある車両感知器を通過した通過時刻であり、ｔｄ１は一信号サイクルにおける赤信号終了時刻ｔｌ１に交差点に車両が到着したと仮定したときの、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻である。ｔｄｐは車両情報を得た車両が車両感知器を通過した通過時刻である。Ｖｔはサイクル同期感知器交通量（以下、同期交通量と記載する）である。
【００４８】
なお、ここでは、待ち行列とは、上記の条件で、時刻ｔｌ１に車両感知器を通過した車両に相当する。これより上流の車両は、次の信号サイクルにおける流入交通量の一部として管理される。
【００４９】
中央装置の演算部は、交通信号機の制御が行い易くなるよう、その交通信号機の信号サイクル（サイクル長）に同期して感知器情報を集計して交通量（台／時）を定める。信号制御情報を定めるときは、通常、その同期交通量をさらに最新の２サイクルで平滑化して用いる。同期交通量は、最新の３サイクル以上で平滑化してもよい。
【００５０】
図７は同期交通量、および車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。中央装置の演算部は、同期交通量Ｖｔを定めるために、一信号サイクルにおける青信号開始時刻ｔｌ０および赤信号終了時刻ｔｌ１を対象交差点の最新の信号制御情報から取得する。演算部は、その青信号開始時刻ｔｌ０および赤信号終了時刻ｔｌ１から、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１を算出する。その算出のため、演算部は、停止線位置、車両感知器の位置、および対象道路の想定車両速度を記憶部から読み出す。演算部は、停止線位置と車両感知器の位置とから車両感知器と停止線との距離を算出し、その距離に想定車両速度を除算することで、車両感知器から停止線まで車両が移動するのに要する時間を算出する。演算部は、そのようにして求めた時間を青信号開始時刻ｔｌ０および赤信号終了時刻ｔｌ１から差し引くことで、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１を算出する。演算部は、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１を算出すると、その集計期間中の車両の感知台数を計数することで、一信号サイクルに同期した交通量Ｖｔを算出する。必要がある場合には、同様にして求めた一サイクル前の交通量と対象サイクルの交通量とを平滑化することで、対象サイクルに同期した交通量を定める。
【００５１】
中央装置の演算部は、さらに、上記式（２）の待ち行列長Ｌを定めるため、上記式（３）にしたがって、車両情報を得た車両の後続車両により形成される行列の長さＬｂを算出する。演算部は、対象車両が車両感知器を通過した時刻ｔｄｐをその車両の車両情報から定め、集計期間の開始時刻ｔｄ０および終了時刻ｔｄ１、ならびにその通過時刻ｔｄｐを用いて、長さＬｂを算出する。演算部は、集計期間の終了時刻ｔｄ１から通過時刻ｔｄｐを差し引いて両者の差（ｔｄ１−ｔｄｐ）を求める。演算部は、さらに、集計期間の終了時刻ｔｄ１から通過時刻ｔｄ０を差し引いて、集計期間の長さ（ｔｄ１−ｔｄ０）を求める。演算部は、通過時刻ｔｄｐから集計期間の終了時刻ｔｄ１までの時間長さ（ｔｄ１−ｔｄｐ）と集計期間の長さ（ｔｄ１−ｔｄ０）との比を定める。演算部は、その比と記憶部から読み出した平均車頭間隔Ｈとを同期交通量Ｖｔに乗算することで後続車両による行列の長さＬｂを算出する。演算部は、対象車両までの行列長Ｌｐにその長さＬｂを加算することで待ち行列長Ｌを算出する。
【００５２】
中央装置の演算部は、待ち行列長Ｌを平均車頭間隔Ｈで割ることにより上記式（１）の待ち行列台数Ｅ、さらには負荷率ρを得ることができ、その負荷率ρによって信号制御を行う。演算部は、次式（４）のように、停止線から対象車両６０１までの行列の台数ＥＰに、当該車両６０１の後続車両が形成する行列の台数Ｅｂを加算することで待ち行列台数Ｅを求めることもできる。台数ＥｐおよびＥｂは、次式（５）および（６）でそれぞれ定められる。
Ｅ＝Ｅｐ＋Ｅｂ …（４）
Ｅｐ＝Ｌｐ／Ｈ …（５）
Ｅｂ＝Ｖｔ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄ０） …（６）
【００５３】
本実施の形態における中央装置は、このように、一信号サイクルに同期した交通量の集計期間内に車両感知器を通過した車両の車両情報から算出した行列長Ｌｐまたは行列台数Ｅｐを、当該車両が車両感知器を通過した通過時刻ｔｄｐを用いて補正する。これによって、集計期間内に車両感知器を通過した車両群における当該車両の相対位置を簡単に待ち行列台数Ｅの算出に反映でき、また車両情報を適切に利用することができる。
【００５４】
図８は車両感知器よりも上流に待ち行列がのびている場合に車両情報から得た行列長の補正量を計算する方法を説明するための図である。中央装置の演算部は、たとえば車両感知器の時間占有率や、車両感知器上流に停止したプローブ情報があればそのプローブ情報に基づいて、車両感知器よりも上流に待ち行列がのびているかどうかを判定することができる。演算部は、車両感知器よりも上流に待ち行列がのびている場合、次式（７）のように、感知器付近の停止時間定数Ｔｗを用いて、車両６０１の後続車両が形成する行列の台数Ｅｂを計算することができる。
Ｅｂ＝Ｖｔ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄ０−Ｔｗ） …（７）
停止時間定数Ｔｗは、停止波８０１と発進波８０２の速度および赤信号開始時刻および終了時刻から定めることができる。車両の停止位置は、赤信号が開始してから時間とともに交差点上流側に延びていき、交通流率に応じた伝搬速度を持っている。これを停止波と呼んでいる。また車両の発進位置は、青信号が開始してから時間とともに交差点上流側に延びていき、交通流率に応じた伝播速度を持つ。これを発進波と呼んでいる。発進波速度および停止波速度は統計的に予め定めることができる。
【００５５】
この中央装置は、車両情報から算出した値の補正にあたって、一信号サイクルに同期して集計した交通量を用いている。しかしながら、その集計期間は、一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対応させてもよい。一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に集計期間を対応させれば、その期間で集計した交通量に、赤信号によって停止した待ち行列を形成する車両の台数が適切に反映される。
【００５６】
図９は一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間で集計した交通量を用いて車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。この場合、中央装置の演算部は、一信号サイクルにおける赤信号開始時刻ｔｌｒおよび赤信号終了時刻ｔｌ１を対象交差点の最新の信号制御情報から取得する。演算部は、その赤信号開始時刻ｔｌｒおよび赤信号終了時刻ｔｌ１から、集計期間の開始時刻ｔｄｒおよび終了時刻ｔｄ１を算出する。演算部は、図７の場合と同様に、車両感知器から停止線まで車両が移動するのに要する時間を算出する。演算部は、その時間を赤信号開始時刻ｔｌｒおよび赤信号終了時刻ｔｌ１から差し引くことで、集計期間の開始時刻ｔｄｒおよび終了時刻ｔｄ１を算出する。演算部は、集計期間の開始時刻ｔｄｒおよび終了時刻ｔｄ１を算出すると、その集計期間中の車両の感知台数を計数することで、一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に同期した交通量Ｖｓを算出する。演算部は、車両情報を得た車両の後続車両により形成される行列の長さＬｂを次式（８）にしたがって算出する。演算部は、この長さＬｂ を用いて上記式（２）にしたがって、待ち行列長Ｌを算出することができる。また、演算部は、対象車両の後続車両により形成される行列の台数Ｅｂを次式（９）にしたがって算出することもできる。その場合、演算部は、上記式（４）にしたがって待ち行列台数Ｅを算出する。
Ｌｂ＝Ｈ×Ｖｓ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ） …（８）
Ｅｂ＝Ｖｓ×（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ） …（９）
【００５７】
中央装置は、交通量を用いずに、車両情報から算出した行列長Ｌｐや台数Ｅｐを補正することも可能である。中央装置の演算部は、たとえば次式（１０）または（１１）にしたがって行列長Ｌｐまたは台数Ｅｐを補正することで、待ち行列長Ｌまたは待ち行列台数Ｅを算出する。
Ｌ＝（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ）×Ｌｐ …（１０）
Ｅ＝（ｔｄ１−ｔｄｐ）／（ｔｄ１−ｔｄｒ）×Ｅｐ …（１１）
【００５８】
図１０は赤信号開始時刻を始端とする信号サイクルに対し車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明するための図である。図７を用いて青信号開始時刻を始端とする信号サイクルに対し車両情報から得た行列長の補正量を算出する方法を説明した。しかしながら、信号サイクルの始端はこれに限られるものではない。図１０のように、たとえば赤信号開始時刻を信号サイクルの始端として車両情報から得た行列長の補正量を算出することができる。この場合も、図７の例と同様に中央装置の演算部は、車両情報を得た車両の後続車両が形成する行列の長さＬｂを上記式（３）で計算することができる。ただし、信号サイクルが赤信号開始時刻を始端とする場合、負荷率ρは上記式（１）を用いる代わりに次式（１２）を用いる。
ρ＝（Ｑ（Ｔ）＋ｋ・Ｅ（Ｔ））／ｓ …（１２）
ここで、ｋは重み定数である。
【００５９】
上述した実施の形態では、交通量の集計期間を一信号サイクルに同期させるために、対象道路の想定車両速度を用いた。しかしながら、対象道路の車両速度を車両情報から得るようにしてもよい。対象道路の想定車両速度には、通常、統計的に求められた定数が使用される。交通状況が近飽和から混雑する状況になると、定数で設定した速度では走行できない場合がある。車両情報から車両速度を得ることで、そのときの実際の交通状況をより的確に反映した集計期間が定められる。中央装置が本発明の交通指標算出装置として機能するとき、中央装置の演算部は、対象交差点の信号サイクル、および車両情報から得た車両速度に基づいて集計期間を決定する手段としても動作することができる。演算部は、車両感知器を通過した車両が車両感知器から交差点（の停止線）まで走行するのに要する時間を算出するため、車両感知器と交差点との距離を取得すると共に、当該車両の車両情報から車両速度を得る。演算部は、さらに、たとえば青信号開始時刻および赤信号終了時刻を最新の信号制御情報から取得する。演算部は、車両感知器から交差点まで車両が走行するのに要する時間を青信号開始時刻および赤信号終了時刻からそれぞれ差し引くことで、一信号サイクルに同期させる集計期間を決定する。決定する集計期間は、赤信号の期間（赤信号開始時刻から赤信号終了時刻までの期間）に同期させてもよい。このように車両情報から得た車両速度で交通量の集計期間を決定する方法は、車両情報から得た行列長や行列台数などの交通指標を補正する場合だけでなく、車両感知器の感知器情報から交通指標を算出する場合や、感知器情報および車両情報を組み合わせて交通指標を算出する場合などにも利用することができる。
【００６０】
図１１は車両情報に含まれる各種データのビット割り当て例を説明するための図表である。たとえば光ビーコンのように、車両情報を蓄積し、スポット通信領域で一括して車載装置から送信する場合、この例のようなデータ構成を有する車両情報を用いることができる。この例においては、車両におけるイベントの種別として、単独停止、方向変動、一定距離走行・方向変動、およびアップリンクが用意されている。このイベント種別によって、車載装置から送信するデータを選別することができる。単独停止の場合、停止時間のデータが、方向変動の場合、絶対方位のデータが、一定距離走行・方向変動の場合、前イベントからの走行距離が、アップリンクの場合、無効値がそれぞれ記録される。単独停止の場合の停止時間は８ビットで表され、その先頭ビットの値で秒と分の場合を区別し、残りの７ビットで時間を表すようになっている。このため、１秒を最小単位として、１６進数で０ｘ０１（１秒）から０ｘｆｆ（１２７分）までの時間を割り当てることができる。また方向変動の場合の絶対方位が、北を「１」とし、時計回りに１６単位として割り当てられている。一定距離走行や方向変動の場合、前回イベントからの距離に８ビットが割り当てられており、１ビットが５ｍ単位になっている。この場合、１６進数で０ｘ０１（５ｍ）から０ｘｆｆ（１２７５ｍ）までの走行距離を割り当てることができる。図１１には記載していないが、交差点を通過するまでの停止回数やブレーキによる加減速の状態、ウィンカーなどの車両操作を示す情報を情報項目として記録することもできる。
【００６１】
上述した実施の形態では、本発明の交通指標算出装置を交通信号制御システムにおける中央装置として利用したが、これに限られるものではない。交通信号制御機やその他の装置に本発明の交通指標算出装置を利用するようにしてもよい。さらに交通指標算出装置はハードウェア的に複数の装置により構成されてもよい。さらに交通信号制御に交通指標を用いる場合だけでなく、車両の運転等のために交通指標を算出する場合にも本発明は利用することができる。算出する交通指標は待ち行列長または待ち行列台数が代表例である。しかしながら、交差点に接続する道路の混雑の度合いを表す停止回数や旅行時間、遅れ時間、ＣＯ２排出量など、その他の交通指標を算出する場合にも本発明は利用することができる。
【００６２】
上述した実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の交通指標算出装置、交通指標算出方法、交通指標算出プログラムは、車両情報を簡単かつ適切に利用して交通指標を算出することができ、交通信号制御や交通情報の提供など各種用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００ 交通信号制御システム １０１ 交通信号機 １０２ 中央装置
１０３ 車両 １０４ 車両感知器 １０５ 無線通信装置
２０１ 信号灯器 ２０２ 交通信号制御機 ２０３ 車載装置
３０１ 有線通信部 ３０２ 交通信号制御機の記憶部 ３０３ 灯器駆動部
３０４ 交通信号制御機の演算部
４０１ ＧＰＳ処理部 ４０２ 方位センサ ４０３ 車速取得部
４０４ 車載装置の通信部 ４０５ 車載装置の記憶部
４０６ 車載装置の操作部
４０７ 車載装置の表示部 ４０８ 音声出力部 ４０９ 車載装置の演算部
５０１ 中央装置の記憶部 ５０２ 中央装置の通信部
５０３ 中央装置の表示部 ５０４ 中央装置の操作部
５０５ 中央装置の演算部
６０１ 車両
ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＳ１、ＲＳ２ 道路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出装置であって、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器を対象期間内に通過した車両の前記車両情報から算出した値を、当該車両が前記車両感知器を通過した通過時刻および前記対象期間に基づいて補正することで、前記交通指標を算出する手段と
を備える交通指標算出装置。
【請求項２】
前記車両感知器から感知器情報を受信する手段をさらに備え、
前記交通指標を算出する手段が、
前記通過時刻、前記対象期間、および前記感知器情報を前記対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて前記車両情報から算出した値を補正する請求項１記載の交通指標算出装置。
【請求項３】
前記交通指標を算出する手段が、
前記通過時刻から前記対象期間の終了時刻までの期間と前記対象期間との比、および前記交通量に基づいて、前記車両情報から算出した値を補正する請求項２記載の交通指標算出装置。
【請求項４】
前記対象期間が、前記交差点の信号サイクルに基づいて定められる請求項１〜３のいずれか１項に記載の交通指標算出装置。
【請求項５】
前記対象期間が、前記交差点の一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対応する請求項４記載の交通指標算出装置。
【請求項６】
前記交差点の信号サイクル、および前記車両情報から得た車両速度に基づいて前記対象期間を決定する手段をさらに備える請求項４または請求項５記載の交通指標算出装置。
【請求項７】
前記交通指標が、待ち行列長または待ち行列台数である請求項１〜６のいずれか１項に記載の交通指標算出装置。
【請求項８】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出方法であって、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手順と、
前記車両感知器を対象期間内に通過した車両の前記車両情報から算出した値を、当該車両が前記車両感知器を通過した時刻、前記対象期間、および前記感知器情報を前記対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて補正することで、前記交通指標を算出する手順と
を備える交通指標算出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の手順をコンピュータに実行させるための交通指標算出プログラム。
【請求項１】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出装置であって、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手段と、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器を対象期間内に通過した車両の前記車両情報から算出した値を、当該車両が前記車両感知器を通過した通過時刻および前記対象期間に基づいて補正することで、前記交通指標を算出する手段と
を備える交通指標算出装置。
【請求項２】
前記車両感知器から感知器情報を受信する手段をさらに備え、
前記交通指標を算出する手段が、
前記通過時刻、前記対象期間、および前記感知器情報を前記対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて前記車両情報から算出した値を補正する請求項１記載の交通指標算出装置。
【請求項３】
前記交通指標を算出する手段が、
前記通過時刻から前記対象期間の終了時刻までの期間と前記対象期間との比、および前記交通量に基づいて、前記車両情報から算出した値を補正する請求項２記載の交通指標算出装置。
【請求項４】
前記対象期間が、前記交差点の信号サイクルに基づいて定められる請求項１〜３のいずれか１項に記載の交通指標算出装置。
【請求項５】
前記対象期間が、前記交差点の一信号サイクルにおける赤信号開始から終了までの期間に対応する請求項４記載の交通指標算出装置。
【請求項６】
前記交差点の信号サイクル、および前記車両情報から得た車両速度に基づいて前記対象期間を決定する手段をさらに備える請求項４または請求項５記載の交通指標算出装置。
【請求項７】
前記交通指標が、待ち行列長または待ち行列台数である請求項１〜６のいずれか１項に記載の交通指標算出装置。
【請求項８】
交差点に接続する道路の混雑の度合いを示す交通指標を算出する交通指標算出方法であって、
前記道路に設置され車両を感知する車両感知器から感知器情報を受信する手順と、
前記道路上を走行する車両で計測される車両情報を取得する手順と、
前記車両感知器を対象期間内に通過した車両の前記車両情報から算出した値を、当該車両が前記車両感知器を通過した時刻、前記対象期間、および前記感知器情報を前記対象期間で集計することにより得られる交通量に基づいて補正することで、前記交通指標を算出する手順と
を備える交通指標算出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の手順をコンピュータに実行させるための交通指標算出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１９０２４８（Ｐ２０１２−１９０２４８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３０６１（Ｐ２０１１−５３０６１）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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