渋滞範囲予測方法および装置
【課題】突発事象による渋滞が発生した場合、経路探索を繰り返すことなく、確実に渋滞範囲を回避する経路を提示する。
【解決手段】突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得ステップと、突発事象により発生した渋滞の渋滞開始時刻，渋滞解消時刻の少なくとも一方の時刻をメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測ステップと、出発位置および出発時刻に基づき出発位置周辺のメッシュごとに出発地からの到達時刻を予測する到達時刻予測ステップと、突発事象により発生した渋滞が解消するまでの間に、渋滞の影響を受ける渋滞の範囲を算出する渋滞影響範囲算出ステップと、を実行し、求めた渋滞影響範囲を回避するように経路を設定することで、将来に渡って確実に渋滞を回避することができ、また、経路探索回数を削減することができる。
【解決手段】突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得ステップと、突発事象により発生した渋滞の渋滞開始時刻，渋滞解消時刻の少なくとも一方の時刻をメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測ステップと、出発位置および出発時刻に基づき出発位置周辺のメッシュごとに出発地からの到達時刻を予測する到達時刻予測ステップと、突発事象により発生した渋滞が解消するまでの間に、渋滞の影響を受ける渋滞の範囲を算出する渋滞影響範囲算出ステップと、を実行し、求めた渋滞影響範囲を回避するように経路を設定することで、将来に渡って確実に渋滞を回避することができ、また、経路探索回数を削減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーションシステムに関わり、特に渋滞の範囲を算出し、その範囲を回避する経路を提供するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーションシステムを用いて現在地から目的地までの経路を誘導する際、最短時間，最短距離，一般道優先などの条件をユーザが選択することにより、ユーザにとって最適な経路を探索し、誘導・案内する技術が普及している。ユーザが最短時間経路を選択した場合、カーナビゲーション装置は現況交通情報および統計交通情報を用いて目的地までの所要時間が最短となる経路を探索する。しかし、突発事象を原因とする突発渋滞は、現況交通情報および統計交通情報を用いて、事前に予測し、回避することが困難である。そのため、そのような渋滞が発生した場合、渋滞に巻き込まれて、目的地に到達するのに予測した以上に時間がかかるという問題が生じた。そこで、渋滞が発生した場合、再度、経路探索を行い、渋滞を回避することにより、渋滞による時間のロスを最低限にとどめようとする技術が開発されてきた。
【０００３】
例えば、特開２００７−２８５９９８号公報に示されるように、最短時間経路上に発生している渋滞箇所に自車が到達する頃の渋滞区間を予測し、予測した渋滞区間の手前にある交差点で、利用者の所望の条件を満たす交差点から迂回を開始して前記予測した渋滞区間を回避する技術が存在する。
【０００４】
また、特開２００８−２６８１４９号公報に示されるように、事故の発生時刻からの経過時間に応じて回避すべき領域の面積を算出し、その領域を回避するよう経路探索を行う技術が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８５９９８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される技術を突発渋滞に対して用いた場合、現在、誘導・案内を行っている最短時間経路上の突発渋滞の伸縮を予測し回避することはできるが、迂回した後の経路上で当該突発渋滞に起因する渋滞に遭遇するか否かについては予測できない。そのため、突発渋滞を確実に回避するためには、迂回した後の経路上の突発渋滞についても予測を行い、もし、迂回した後の経路上に存在する突発渋滞に自車が遭遇する場合は、再び迂回を行わなければならない。
【０００７】
また、特許文献２に示される技術を突発渋滞に対して用いた場合、現在の突発渋滞範囲を回避する経路を探索することができるが、回避した後の経路が、その後拡大した突発渋滞範囲に含まれるか否かについては予測できない。そのため、突発渋滞を確実に回避するためには、再探索処理を繰り返し行う必要がある。
【０００８】
すなわち、これら従来技術を用いた場合、確実に突発渋滞を回避するためには、再探索処理を繰り返し行う必要があり、経路探索の回数が増えるとともに、計算量も増加する。この場合、推奨経路が頻繁に変わる可能性があるため、利用者にとっては非常に不便となる。さらに、将来の状況を考慮せずに経路設定を行うため、渋滞を回避できない状況に陥る可能性も大きくなる。
【０００９】
そこで本発明は、突発事象による渋滞が発生した場合でも、時間の変化に伴う突発事象の影響範囲の変化を考慮して、予め渋滞の影響範囲を予測しておくことにより、経路の再探索を繰り返すことなく、確実に渋滞範囲を回避する経路を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決すべく、本発明は、突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得ステップと、突発事象による渋滞の開始時刻，解消時刻の少なくとも一方をメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測ステップと、出発位置および出発時刻に基づき出発位置周辺のメッシュごとに出発地からの到達時刻を予測する到達時刻予測ステップと、今後影響を受ける渋滞の範囲を算出する渋滞影響範囲算出ステップと、を実行することを特徴とする。
【００１１】
また、地図上に渋滞影響範囲を重畳表示する表示ステップと、求めた渋滞影響範囲に含まれるリンクのリンクコストが大きくなるように再設定した上で経路探索を行う経路探索ステップと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、将来渋滞に遭遇する可能性のある領域として渋滞影響範囲を設定するため、渋滞影響範囲を回避するように経路を設定することで、将来に渡って渋滞の進展範囲を確実に渋滞を回避することができ、経路再探索回数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を用いた交通情報システムの構成図である。
【図２】地図情報の構成例を示す図である。
【図３】本発明を用いた交通情報システムの処理を表すフローチャートである。
【図４】渋滞到達時刻予測処理のフローチャートである。
【図５】渋滞伝播モデルを説明する図である。
【図６】渋滞伝播モデルにおける渋滞開始時刻・渋滞解消時刻を示す図である。
【図７】出発地からの到達時刻予測処理のフローチャートである。
【図８】到達時刻予測処理におけるメッシュ単位のダイクストラ法を説明する図である。
【図９】予測情報記憶部に格納されるデータの構成例を示す図である。
【図１０】渋滞影響範囲算出処理のフローチャートである。
【図１１】渋滞影響範囲の画面表示例を示す図である。
【図１２】本発明を用いた交通情報システムの他の構成図である。
【図１３】本発明を用いた交通情報システムの処理を表す他のフローチャートである。
【図１４】予測情報記憶部に格納されるデータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明を用いた交通情報システム１１０の構成図である。交通情報システム１１０は、基本地図情報ＤＢ１２０，予測部１３０，渋滞影響範囲算出部１４０，表示用地図情報ＤＢ１５０，表示部１６０とから構成される。
【００１６】
図２は、基本地図情報ＤＢ１２０のデータ構成を示している。基本地図情報ＤＢ１２０は、メッシュについての情報を表すメッシュデータ２１０と、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータ２２０と、を含み、メッシュごとに格納している。メッシュは、緯度経度に基づいて設定された地図の矩形領域（例えば、緯度差４０分，経度差１度の領域）を表す。メッシュの大きさは、ユーザの求める渋滞範囲の分解能，道路の構成などによって、適宜設定して良い。リンクは、道路を構成する要素であり、交差点や分岐などに指定されるノード間を結んだベクトルとして表される。このとき、同じ道路の上り方向と下り方向とは、それぞれ別のリンクとして管理される。
【００１７】
メッシュデータ２１０は、メッシュＩＤ２１１と、メッシュ内平均速度２１２を含んでいる。メッシュＩＤ２１１は、各メッシュの識別コードを表し、メッシュの地図上の位置に応じて規則的に与えられており、あるメッシュのメッシュＩＤ２１１から隣接するメッシュのメッシュＩＤを求めることができる。メッシュ内平均速度２１２は、メッシュ内に含まれるリンクについて、後記する旅行速度２２４を平均した値が格納される。
【００１８】
リンクデータ２２０は、各リンクの識別コードを表すリンクＩＤ２２１と、高速道路，一般国道などに分類される道路種別２２２と、リンクの長さを示すリンク長２２３と、リンクを通過する際の平均速度を表す旅行速度２２４と、リンクを通過する際に要する所要時間を表す旅行時間２２５とから構成される。
【００１９】
旅行速度２２４には、各リンクの規制速度が格納される。また、旅行速度２２４は、予測対象日の日種（曜日，平日／土曜／休日，五十日，天気等）に対応して作成された統計交通情報であっても良い。この場合、予測対象日の日種に該当する過去の日が複数日あったとして、それらの同一時間帯に関するリンク旅行速度の平均値や中央値等の統計値が、リンクの統計旅行速度に該当する。統計交通情報を用いる場合、リンク一つに対し、各日種における各時間帯の交通情報が格納される。旅行時間２２５は、リンク長２２３を旅行速度２２４で除した値であっても良い。
【００２０】
予測部１３０は、交通情報受信部１３１と、現在位置取得部１３２と、渋滞判定部１３３と、渋滞到達時刻予測部１３４と、到達時刻予測部１３５と、予測情報記憶部１３６とから構成される。
【００２１】
交通情報受信部１３１は、ＦＭ多重放送受信装置，ビーコン受信装置，携帯電話，無線装置などから現況交通情報および突発事象情報を受信し、渋滞判定部に送る。現況交通情報には、リンクごとの旅行時間，渋滞度などが含まれる。突発事象情報には、規制内容（通行止め，片側規制など），原因事象（事故，工事など），規制対象リンクの道路種別，規制の位置，規制の開始時刻などについての情報が含まれる。ＦＭ多重放送受信装置は、ＦＭ放送局がＦＭ多重放送信号として送信する概略交通情報（図形など）および文字情報などを受信する。概略交通情報および文字情報は、交通情報センタからＦＭ放送局へ送信された現況交通情報に基づいて作成される。ビーコン受信装置は、交通管制センタが路上の通信装置であるビーコンを介して送信する詳細な現況交通情報を受信する。現況交通情報は、交通情報センタから各地域の交通管制センタへ送信されたものである。ここで、ＦＭ多重放送受信装置やビーコン受信装置は、プローブカーから送られてくる車両情報（時刻，走行速度，走行位置の情報など）を走行位置に対応するリンクに関係付けた情報を、現況情報として受信しても良い。
【００２２】
現在位置取得部１３２は、出発地の位置を算出し、また、現在時刻を取得する。このとき、例えば、車速センサ，ジャイロセンサ，ＧＰＳ受信装置などのうち少なくとも一つから取得した情報に基づき、位置の算出を行う。前記車速センサは、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から走行距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から曲がった角度を計測する。前記ジャイロセンサは、光ファイバファイロや振動ジャイロ等で構成され、センサが取り付けられた車両の回転した角度を検出する。ここで出発地とは、交通情報システム１１０が車載装置に備えられる場合は自車位置とする。また、車載装置と異なる装置、例えば、交通情報センタに交通情報システム１１０が備えられる場合には、出発地とはユーザが指定した地点、あるいは、車載端末から送られた自車位置とする。
【００２３】
渋滞判定部１３３は、現在位置取得部１３２から取得した位置情報を考慮し、交通情報受信部１３１が受信した現況交通情報および突発事象情報から、影響を受ける可能性のある渋滞が発生しているか、あるいは、今後発生するか否かを判定する。具体的には、出発地から所定の距離内（例えば、５０km以内）で突発事象が発生している、突発事象の発生時刻が所定の時間範囲内（例えば、現在から１時間前までの間）である、現況交通情報が所定の閾値を超えて急激に変化している（例えば、旅行速度が急激に減少している）、などの条件の中で少なくとも一つが満たされている場合、影響を受ける可能性のある渋滞が発生している、あるいは今後発生すると判定する。影響を受ける可能性のある渋滞が発生している、あるいは今後発生すると判定した場合、現況交通情報および突発事象情報を渋滞到達時刻予測部に送る。
【００２４】
渋滞到達時刻予測部１３４は、渋滞判定部１３３から取得した現況交通情報と突発事象情報、および基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報から、突発事象発生位置周辺のメッシュについて、メッシュごとに渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を算出する。また、メッシュごとに算出した渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を、予測情報記憶部１３６に送る。
【００２５】
到達時刻予測部１３５は、現在位置取得部１３２から取得した出発地の位置情報および基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報に基づき、出発地周辺のメッシュについて、メッシュごとの出発地からの到達時刻を算出する。また、メッシュごとに算出した出発地からの到達時刻を、予測情報記憶部１３６に送る。
【００２６】
予測情報記憶部１３６は、渋滞到達時刻予測部１３４および到達時刻予測部１３５から送られた、メッシュごとの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を格納する。予測情報記憶部１３６に格納される予測情報の構成の一例を図９に示す。一つのメッシュＩＤにつき、到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が一つずつ記録される。
【００２７】
渋滞影響範囲算出部１４０は、予測情報記憶部１３６から、メッシュごとの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を読み取り、各メッシュが渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定する。また、その結果を表示部１６０に送信する。
【００２８】
表示用地図情報ＤＢ１５０には、地図表示を行う際に必要となる、道路や、その他構成物の情報が含まれている。例えば、リンクの補完点の位置座標，海岸線，湖沼，河川形状などの水系データ，行政界位置データ，鉄道位置データ，施設等の位置・形状データ，地名等表示位置データ、などに関する情報が含まれる。
【００２９】
表示部１６０は、地図表示部１６１と、表示装置１６２とから構成される。地図表示部１６１は、地図情報を表示用地図情報ＤＢ１５０から取得し、指定された縮尺，描画方式（平面図，鳥瞰図など）で、道路、その他の地図構成物や、出発地を示すマークを描画するよう、表示装置１６２に描画コマンドを送る。また、渋滞影響範囲算出部１４０において渋滞影響範囲と判定されたメッシュを、表示装置１６２を見たユーザが認識できるように、メッシュの外観を通常のメッシュの外観と異なって表示するよう（例えば、色を変化させるよう）、表示装置１６２に描画コマンドを送る。ここで、渋滞影響範囲と判定されたあるメッシュにおいて、メッシュが海，湖，山岳地帯などに含まれており、メッシュ内に含まれるリンクがない、あるいは非常に少ない場合、地図表示部１６１はそのメッシュの色を通常通り表示する描画コマンドを送るとしても良い。このとき、所定の閾値を定めておき、渋滞影響範囲算出部１４０において渋滞影響範囲と判定されたメッシュについて、メッシュ内に含まれるリンクの数が閾値以上の場合は渋滞影響範囲として表示し、メッシュ内に含まれるリンクの数が閾値未満の場合は渋滞影響範囲外として表示する。
【００３０】
表示装置１６２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイから構成され、地図表示部１６１から送信された描画命令を基に、地図画面の表示を行う。図１１は、表示装置１６２における画面表示例を表している。表示装置１６２で、地図上に、出発地，道路，施設などとともに、渋滞影響範囲を表示することにより、将来に渡って出発地に影響を与える渋滞範囲を示すことができるため、ユーザが自らルートを変更することができる。
【００３１】
以上で述べた交通情報システム１１０の構成により、未来の状況を予測し、影響を受ける渋滞範囲を求めることができる。よって、この範囲を回避することにより、将来に渡って確実な渋滞回避が実現できる。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態が適用された交通情報システム１１０における全処理手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートにおいて、交通情報システム１１０は、まず、現況交通情報および突発事象情報を、ＦＭ多重放送受信装置、ビーコン受信装置などから取得し、交通情報受信部１３１に取り込む（Ｓ４０）。このステップは、一定周期ごと（例えば、５分ごと）に行われる。
【００３３】
次に、現在位置取得部１３２が取得した位置情報、および、交通情報受信部１３１が受信した現況交通情報および突発事象情報から、渋滞判定部１３３では、影響を受ける可能性のある渋滞が発生しているか、あるいは、今後発生するかどうかの判定を行う（Ｓ４１）。具体的には、出発地の現在位置から所定の距離内（例えば、５０km以内）で突発事象が発生している、突発事象の発生時刻が所定の時間範囲内（例えば、現在から１時間前までの間）である、現況交通情報が所定の閾値を超えて急激に変化している（例えば、旅行速度が急激に減少している）、などの条件の中で少なくとも一つが満たされている場合、影響を受ける可能性のある渋滞が発生している、あるいは、今後発生すると判定する。この場合、前記現況交通情報および突発事象情報を渋滞到達時刻予測部１３４に送る（Ｓ４１：Ｙｅｓ）。
【００３４】
一方、出発地が影響を受ける可能性のある渋滞が発生していない、かつ、今後発生しないと判定される場合、交通情報システム１１０における処理は終了する（Ｓ４１：Ｎｏ）。
【００３５】
なお渋滞判定部１３３における判定で、交通情報受信部１３１が受信した突発事象の情報が、以前受信した突発事象によるものと同じか否かの判定も行い、以前受信した突発事象によるものと同じであると判定された場合には、交通情報システム１１０における処理を終了するようにしても良い。同じ突発事象であるか否かの判定は、例えば、突発事象の発生位置が同じ、かつ、突発事象の発生時刻が同じ、などの条件を満たすか否かにより行う。このようにすると、一つ突発事象に対して複数回予測処理を行うことを防ぐことができ、計算量の削減に繋がる。
【００３６】
渋滞判定部１３３で条件を満たす突発事象が発生していると判定されると、渋滞到達時刻予測部１３４では、渋滞判定部１３３から送られた現況交通情報および突発事象情報に基づき、メッシュごとの渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を算出する（Ｓ４２）。そして、算出した渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を、予測情報記憶部１３６に格納する。また到達時刻予測部１３５では、メッシュごとに出発地からの到達時刻を算出し、算出した出発地からの到達時刻を、予測情報記憶部１３６に格納する（Ｓ４３）。次に、渋滞影響範囲算出部１４０では、メッシュごとの出発地からの到達時刻、渋滞開始時刻、渋滞解消時刻を予測情報記憶部１３６から読み取り、各メッシュが渋滞影響範囲に含まれるかどうかを判定する。そして、表示用地図情報ＤＢ１５０から出発地付近の地図情報を取得し、地図画面を表示するよう、地図表示部１６１から表示装置１６２に描画コマンドを送る（Ｓ４４）。地図表示部１６１は、渋滞影響範囲算出部１４０から渋滞影響範囲に含まれると判定されたメッシュＩＤを受信し、そのメッシュの表示色を指定の色に変化させるよう、表示装置１６２にコマンドを送る。表示装置１６２は、そのコマンドを受け取り、出発地，道路，施設などとともに、地図上に渋滞影響範囲を表示する（Ｓ４５）。
【００３７】
図１１は表示装置１６２の表示例を表したものである。図１１（ａ）は、地図上において、出発地を三角形で表示し、突発事象発生位置を星型で表示し、主要道路を黒線で表示したものである。さらに、メッシュを点線で囲まれた正方形の格子で示し、渋滞影響範囲と判定されたメッシュに斜線を付して示している。
【００３８】
このとき、海，湖など、道路がない地域、または、山岳地帯など、道路が少ない地域を考慮して、渋滞影響範囲を表示しても良い。図１１（ｂ）は、道路がない、あるいは、少ない地域を考慮した表示装置１６２の表示例を示している。ここで、湖の位置・形状データが表示用地図情報ＤＢより得ることで、図１１（ｂ）に示すように、湖上であり、かつ渋滞影響範囲と判定された地域については、表示色の変更を行わないことにする。このような、表示色の変更を行うか否かの判定は、メッシュ内におけるリンクの本数，密度などを基に行っても良い。また、前記表示色の変更を行うかどうかの判定は、メッシュを何等分かした、各小領域について行っても良い。
【００３９】
以上の処理を実行することにより、未来の渋滞状況を予測し、影響を受ける渋滞範囲を求めることができ、この渋滞範囲を回避することにより、将来に渡って確実な渋滞回避が実現できる。
【００４０】
図４は、渋滞到達時刻予測部１３４におけるＳ４２の処理を詳細に説明するフローチャートである。Ｓ５０では、渋滞判定部１３３から現況交通情報および突発事象情報を取得する。次に、Ｓ５１では、取得した現況交通情報および突発事象情報を用いて、渋滞伝播モデルを決定する各種パラメータを設定する。渋滞伝播モデルにおいて各種パラメータを設定することにより、将来の渋滞状況の予測が可能となる。
【００４１】
この渋滞伝播モデルの一例を、図５，図６を用いて説明する。この渋滞伝播モデルにおいては、渋滞範囲は突発事象の発生地点を中心としたドーナツ型の形状を保って伸縮すると仮定し、渋滞範囲の外縁と内縁の位置が変化する。図６（ａ）は、渋滞外縁と渋滞内縁の、突発事象発生位置からの距離の時間変化を表したグラフである。図６（ａ）において、横軸は時刻を表し、縦軸は突発事象発生位置からの距離を表している。また、図６（ｂ）は、渋滞外縁および渋滞内縁の変位速度の時間変化を表したグラフである。図６（ｂ）において、横軸は時刻を表し、縦軸は渋滞外縁および渋滞内縁の変位速度を表している。このとき、突発事象発生位置から外側に向かう方向を正の値としている。
【００４２】
図６（ａ），（ｂ）に示す渋滞伝播モデルにおいては、渋滞は時刻Ｔ１に発生し、時刻Ｔ５に解消している。渋滞外縁は、時刻Ｔ１〜Ｔ２間において一定速度Ｖｊ１（≧０）で外側に広がっていき、時刻Ｔ２〜Ｔ４間においては変化が無く、時刻Ｔ４〜Ｔ５間において一定速度Ｖｊ３（≦０）で内側に縮んでいく。一方、渋滞内縁は、時刻Ｔ１〜Ｔ３間はまだ存在せず、時刻Ｔ３〜Ｔ５において一定速度Ｖｊ２（≧０）で外側に広がっていく。
【００４３】
Ｓ５１は、現況交通情報および突発事象情報を用いて、図６（ａ）のＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｖｊ１，Ｖｊ２，Ｖｊ３の各種パラメータを設定する。このため例えば、規制内容（通行止め，片側規制など），原因事象（事故，工事など），規制対象リンクの道路種別，規制の位置，規制の開始時刻などにより表される全ての状況に対し、それぞれ対応する各種パラメータの値を事前に定めておく。このとき、各種パラメータの値は、同様の状況の下で起きた過去の突発渋滞の情報から統計的に求めた値を用いても良い。また、前記各種パラメータは、一つの突発渋滞に対して一律に設定しても良いし、突発事象発生位置を中心にした一定角度ごとの範囲において、それぞれ設定しても良い。
【００４４】
そしてＳ５２では、Ｓ５１で設定した各種パラメータに基づく渋滞伝播モデルと、基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報を用いて、メッシュごとに渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を算出する。このとき、渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出を行うメッシュは、例えば、突発事象発生位置と当該メッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離が所定の範囲内（例えば、１００km以内）という条件を満たすメッシュとして選ばれる。算出された渋滞開始時刻および渋滞解消時刻は、予測情報記憶部１３６に格納される。
【００４５】
具体的なメッシュにおける渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出処理について説明する。図６（ｃ）は、地図上におけるメッシュを正方形の格子で表している。まず、突発事象発生位置６０１と、各メッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離を算出する。図６（ｃ）では、突発事象発生位置６０１とメッシュｍ１との距離はｄ１、メッシュｍ２との距離はｄ２となっている。
【００４６】
次に、図６（ａ）における、渋滞外縁および渋滞内縁の位置変化を、それぞれ（式１）（式２）により表す。
ｄ＝ｆ(ｔ) …（式１）
ｄ＝ｇ(ｔ) …（式２）
【００４７】
ここで、ｄは突発事象発生位置からの距離を表し、ｔは時刻を表す。これより、時刻ｔにおける渋滞の範囲は、以下の（式３）を満たす範囲だといえる。
ｇ(ｔ)≦ｄ≦ｆ(ｔ) …（式３）
【００４８】
また、正の微小時間Δｔを設定する。例えば、Δｔ＝５ｍｉｎとする。このとき、突発事象発生位置６０１から、距離ｄの位置にあるメッシュの渋滞開始時刻は、以下の条件１，条件２を満たす時刻ｔとして求められる。
条件１：ｇ（ｔ）＝ｄあるいはｆ（ｔ）＝ｄを満たす
条件２：ｇ（ｔ＋Δｔ）≦ｄ≦ｆ（ｔ＋Δｔ）を満たす
【００４９】
また、メッシュの渋滞解消時刻は、以下の条件３，条件４を満たす時刻ｔとして求められる。
条件３：ｇ（ｔ）＝ｄあるいはｆ（ｔ）＝ｄを満たす
条件４：ｇ（ｔ−Δｔ）≦ｄ≦ｆ（ｔ−Δｔ）を満たす
【００５０】
図６（ｃ）の例において、メッシュｍ１については、条件１〜条件４に、ｄ＝ｄ１を代入することにより、メッシュｍ１における渋滞開始時刻がｔ１、渋滞解消時刻がｔ２と求められる。一方、メッシュｍ２については、条件１〜条件４に、ｄ＝ｄ２を代入しても、条件を満たす時刻ｔが存在せず、渋滞開始時刻も渋滞解消時刻も算出されない。このように、渋滞開始時刻と渋滞解消時刻が算出されない場合は、そのメッシュまで渋滞範囲が伝播しないことを表しており、予測情報記憶部１３６の該当領域は“データなし”となる。
【００５１】
以上の処理により、各メッシュにおける渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が算出される。
【００５２】
次に到達時刻予測部１３５におけるＳ４３の処理の詳細を、図７，図８を用いて説明する。図７は、到達時刻予測部１３５における処理のフローチャートを示している。図７において、まず、現在位置取得部１３２が車速センサ，ジャイロセンサ，ＧＰＳ受信装置などから受信した情報を基に算出した現在位置を取得する（Ｓ８０）。次に、メッシュ間の移動速度を設定する（Ｓ８１）。この移動速度は、基本地図情報ＤＢ１２０のメッシュデータに含まれるメッシュ内平均速度２１２を用いる。メッシュ内平均速度２１２が無い場合は、事前に渋滞到達時刻予測部１３４において予測された渋滞状況を基に、渋滞範囲に含まれるリンクの旅行速度を変更してから、メッシュごとに平均を求めてメッシュ間の移動速度を算出しても良い。そして、設定したメッシュ間の移動速度と、基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報を用いて、メッシュごとに出発地からの到達時刻を算出する（Ｓ８２）。
【００５３】
メッシュごとの到達時刻算出の具体的な処理について、図８を用いて説明する。各メッシュについて、一つの代表点（例えば、メッシュの中心点）を設定し、その代表点間の距離をメッシュ間の距離とする。メッシュ間距離をメッシュ内平均速度２１２で除することにより、メッシュ間の平均移動時間が求められる。図８は、各メッシュを正方形の格子で表し、各メッシュの代表点を黒丸で表し、その上に各メッシュ間の移動時間を記入したものである。そして、出発地をスタートノード、各メッシュの代表点をノードとし、メッシュの代表点間にメッシュ間の平均移動時間をリンクコストとしたリンクがあると見なしてダイクストラ法を適用することにより、出発地から各メッシュの代表点に到達するまでに必要となる最小所要時間を求めることができる。そこで、メッシュごとに求められた最小所要時間を現在時刻に加算することにより、各メッシュへの到達時刻を算出することができる。またこのとき、到達時刻の算出を行うメッシュは、例えば、出発地とメッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離が所定の範囲内（例えば、１００km以内）という条件を満たすメッシュとして選ばれる。
【００５４】
図８は、図中左上のメッシュを出発地とし、出発時刻が９：００とした場合の、各メッシュへの到達時刻を、メッシュ上に記入したものである。
【００５５】
以上の処理により、各メッシュにおける出発地からの到達時刻が算出される。
【００５６】
次に渋滞影響範囲算出部１４０におけるＳ４４の処理の詳細を、図１０を用いて説明する。この処理は、ある領域内に含まれる各メッシュについて行われる。各領域は、例えば、出発地と当該メッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離が所定の範囲内（例えば、１００km以内）という条件を満たすメッシュとして選ばれる。
【００５７】
まず、渋滞影響範囲算出部１４０は、あるメッシュの出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を、予測情報記憶部１３６から読み取る（Ｓ１１０）。ここで、メッシュごとの到達時刻をＴｓ、渋滞開始時刻をＴｊ１、渋滞解消時刻をＴｊ２とする。図９に、予測情報記憶部１３６に格納される、メッシュごとの出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻のフォーマットの一例を示す。予測情報記憶部１３６には、出発地に対応したメッシュに対して所定範囲内の各メッシュについて図９に示すフォーマットのデータが格納されているものとする。
【００５８】
そして、処理対象としているメッシュについて予測情報記憶部１３６から読み出したデータに、到達時刻Ｔｓのデータが存在するかどうかを判定する（Ｓ１１１）。データがない場合は（Ｓ１１１：データなし）、該当メッシュは渋滞影響範囲に含まれない、と判定される（Ｓ１１７）。これは、図９において、メッシュＩＤが“４５６７８９０１”のデータ例に示される状態である。
【００５９】
またＴｓのデータがある場合は（Ｓ１１１：データあり）、次に、該当メッシュにおける渋滞開始時刻Ｔｊ１のデータが存在するかどうかを判定する（Ｓ１１２）。データがない場合は（Ｓ１１２：データなし）、該当メッシュは渋滞影響範囲に含まれない、と判定される（Ｓ１１７）。これは、図９において、メッシュＩＤが“３４５６７８９０”のデータ例に示される状態である。
【００６０】
Ｔｊ１のデータがある場合は（Ｓ１１２：データあり）、次に、該当メッシュにおける渋滞開始時刻Ｔｊ２のデータが存在するかどうかを判定する（Ｓ１１３）。データがない場合は（Ｓ１１３：データなし）、Ｓ１１６において、以下の（式４）を満たすかどうかの判定が行われる。数式（４）を満たす場合（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、そのメッシュは渋滞影響範囲に含まれると判定され、（式４）を満たさない場合は（Ｓ１１６：Ｎｏ）、渋滞影響範囲に含まれないと判定される（Ｓ１１７）。
Ｔｊ１≦Ｔｓ …（式４）
【００６１】
これは、図９において、メッシュＩＤが“２３４５６７８９”のデータ例に示される状態である。この例では、Ｔｓ＝９：１０，Ｔｊ１＝９：０５で、（式１）を満たすため、該当メッシュは渋滞影響範囲に含まれる、と判定される（Ｓ１１５）。
【００６２】
最後に、Ｔｊ２がある場合は（Ｓ１１３：データあり）、Ｓ１１５において、以下の（式５）を満たすかどうかの判定が行われる。（式５）を満たす場合（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、そのメッシュは渋滞影響範囲に含まれると判定され（Ｓ１１５）、（式５）を満たさない場合は（Ｓ１１６：Ｎｏ）、渋滞影響範囲に含まれないと判定される（Ｓ１１７）。
Ｔｊ１≦Ｔｓ≦Ｔｊ２ …（式５）
【００６３】
これは、図９において、メッシュＩＤが“１２３４５６７８”の例に示される状態である。この例では、Ｔｓ＝９：００，Ｔｊ１＝９：１０，Ｔｊ２＝９：３０で、数式（２）を満たさないため、当該メッシュは渋滞影響範囲に含まれない、と判定される。
【００６４】
以上の処理を所定範囲内のメッシュについて、各々行う。以上の処理より、各メッシュについて渋滞影響範囲に含まれるか否かが判定される。そしてこのように、渋滞影響範囲算出部１４０において、メッシュごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定するものとしたことにより、計算量が削減され、処理時間が短くなる。
【００６５】
また、メッシュ単位に渋滞影響範囲を判定するのではなく、リンクごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定しても良い。このとき、渋滞到達時刻予測部１３４および到達時刻予測部１３５のうち、少なくともどちらか一つにおいて、リンクごとに到達時刻の算出を行う。Ｓ４２における処理で、渋滞到達時刻予測部１３４においてリンクごとに渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出を行う場合、図６で説明をした処理では、突発事象発生位置とメッシュの代表点間の距離を用いたところを、突発事象発生位置とリンクの代表点（例えば、リンクの中間点）間の距離を用いることにする。一方、Ｓ４３における処理でリンクごとに到達時刻の算出を行う場合、図８を用いて説明したメッシュ単位の到達時刻の計算処理の代わりに、通常のリンク単位のダイクストラ法を用いて、各リンクまでの所要時間を算出することにする。そして、リンクごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定する場合は、予測情報記憶部１３６には、メッシュＩＤの代わりにリンクＩＤが格納され、一つのリンクＩＤにつき、出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が一つずつ記録される。
【００６６】
以上のように、リンクごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かの判定を行う場合、メッシュ単位で予測する場合と比較して、より正確な渋滞影響範囲算出が実現できる。
【００６７】
また、一つの突発事象に対して、複数回，予測処理を行っても良い。こうすることで、さらに予測の正確さを増し、適切な渋滞影響範囲を算出することができる。この場合、Ｓ４２およびＳ４３の処理では、前回算出した自車到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を記憶しておくことにする。そして、Ｓ４２およびＳ４３において、各メッシュにおける出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を算出した際、前回の算出結果と比較し、差が所定の閾値を越えた場合、Ｓ４４の処理を行うとしても良い。こうすることで、同じ突発事象に関して前回の予測結果と現況の交通状況の乖離が拡大した場合のみ、渋滞影響範囲の算出を繰り返すため、交通情報を受信するたびに全ステップを繰り返す場合と比較して、計算量を削減することができる。
【実施例２】
【００６８】
図１２は、図１に示した交通情報システム１１０に、出発地と目的地間を結ぶ経路を探索する経路探索の機能を持つ経路探索部１４２０を追加した交通情報システム１４１０の構成図である。
【００６９】
図１３は、交通情報システム１４１０における処理手順を示すフローチャートである。図３に示したフローチャートの各ステップと同様の処理を行うステップについては、同じ略号を用いて示している。図３に示される実施例１の処理手順と比較した場合、本実施例においては、経路探索部１４２０における経路探索処理（Ｓ１５０）が加わっている。このＳ１５０では、出発地から目的地に向かう最短時間経路を、ダイクストラ法などを用いて探索する。このとき、リンクコストは、基本地図情報ＤＢ１２０に含まれる、リンクごとの旅行時間２２５を用いて設定される。また、基本地図情報ＤＢ１２０に含まれる統計交通情報を用いて、リンクコストを設定しても良い。さらに、交通情報受信部１３１から取得される現況交通情報を用いて、リンクコストを設定しても良い。
【００７０】
経路探索部１４２０は、Ｓ４４において渋滞影響範囲に含まれると判定されたメッシュのメッシュＩＤを、渋滞影響範囲算出部１４０から取得し、渋滞影響範囲に含まれると判定されたメッシュに含まれるリンクについて、リンクコストを再設定する。リンクコストの再設定においては、例えば、渋滞影響範囲内の平均速度を一律に設定し（例えば、５km／ｈ）、各リンクにおいて、リンク長２２３を渋滞影響範囲内の平均速度で除して、リンクコストとする。あるいは、リンクコストは渋滞の端部に近づくほど小さく、渋滞の中央部に近づくほど大きく設定しても良い。これは、渋滞予測結果の信頼度が、渋滞の端部では低く、渋滞の中央では高いためである。
【００７１】
具体的なリンクコストの算出法としては、例えば、以下のような方法がある。突発事象発生位置からの距離をｄと表し、突発事象発生位置から渋滞内縁までの距離をｄｉ、突発事象発生位置から渋滞外縁までの距離をｄｏとおくと、渋滞の中央部は突発事象発生位置からｄｍ＝（ｄｉ＋ｄｏ）／２の距離にあるといえる。さらに、通常時のリンクコスト、および前記滞影響範囲内の平均速度を一律に設定して求めたリンクコストを、それぞれｄを用いた関数Ｃ１（ｄ），Ｃ２（ｄ）と表す。このとき、突発事象発生位置からの距離ｄによるリンクコストＣ（ｄ）を以下の（式６）から求める。ここで、Ｎ（μ，σ2）は、平均μ，分散σ2の正規分布を表す。
Ｃ(ｄ)＝{１＋Ｎ(Ｃ２(ｄｍ)／Ｃ１(ｄｍ)，(ｄｏ−ｄｉ)／２)}×Ｃ１(ｄ)
(ｄｉ≦ｄ≦ｄｏの場合) …（式６）
Ｃ(ｄ)＝Ｃ１(ｄ) (ｄ≦ｄｉ、またはｄ≧ｄｏの場合)
【００７２】
これにより、予測の信頼度が高い渋滞中央部は、確実に回避する一方、予測の信頼度が低い渋滞端部において、交通状況と出発地および目的地の位置関係によっては、渋滞端部を通過する経路が選択されることもあり得る。すなわち、より交通状況に即した適切な経路探索を行うことができる。
【００７３】
続くＳ４５においては、実施例１と同様に、地図表示部１６１は、渋滞影響範囲内と判定されたメッシュの色を変化させて表示するよう、表示装置１６２にコマンドを送る。このとき、表示装置１６２は、経路探索部１４２０から取得した経路情報を基に、再探索後の推奨経路を表示しても良い。
【００７４】
なお、図４のＳ５２において、渋滞到達時刻を算出するメッシュを決定する際に、目的地および出発地を含む所定領域に、メッシュの代表点が含まれることを条件としても良い。この所定領域としては、例えば、出発地と目的地を２焦点とする楕円型の内部に含まれる領域として良い。そして、図７のＳ８２における、出発地からの到達時刻を算出するメッシュや、図３のＳ４４における渋滞影響範囲の判定を行うメッシュについても、目的地および出発地を含む所定領域に、メッシュの代表点が含まれる場合も同様の処理を行う、として良い。
【００７５】
以上のように、出発地と目的地を含む所定領域に含まれるメッシュについてのみ処理を行うとした場合、この後通過する可能性の高いメッシュについてのみ各処理を行うことになり、効率的な処理が可能となる。
【実施例３】
【００７６】
実施例１および実施例２においては、道路種別を考慮せずに渋滞影響範囲の算出を行ったが、本実施例においては、道路種別を考慮した渋滞影響範囲算出について説明する。この場合の、実施例１および実施例２の構成との相違点は、基本地図情報ＤＢ１２０，渋滞到達時刻予測部１３４，到達時刻予測部１３５，予測情報記憶部１３６，地図表示部１６１における処理である。
【００７７】
以下、実施例１および実施例２との相違点であるこれら各処理について説明する。まず、メッシュごとに渋滞影響範囲の算出を行う場合、基本地図情報ＤＢ１２０においては、各道路種別ごとに算出されたメッシュ内平均速度２１２を格納しておく。
【００７８】
Ｓ１７２は、渋滞到達時刻算出処理で必要となる渋滞伝播モデルの各種パラメータ（図５参照）を、各道路種別ごとに求めておく。
【００７９】
その上で、Ｓ４２では、渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出を、道路種別ごとに行う。同様に、Ｓ４３は、到達時刻の算出を、道路種別ごとに行う。Ｓ４２およびＳ４３で算出した到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻は、予測情報記憶部１３６に格納される。図１４は、本実施例における予測情報記憶部１３６に格納されるメッシュごとの出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻のフォーマットを示しており、各メッシュについて道路種別ごとに、自車到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が格納される。
【００８０】
ここで、ある突発事象が発生した場合、発生地点のリンクの道路種別と同じ道路種別のリンクに沿って渋滞が伝播していくものとして渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出が行われる。例えば、高速道路上で発生した突発事象による渋滞は、地図上での距離は近いが、道路種別の異なる一般道路には伝播しないといえる。そして突発渋滞は高速道路上で発生した突発事象を原因とする場合、一般道路上には直接渋滞範囲が伝播しないため、Ｓ４５では地図上において、高速道路上における渋滞範囲に色を付け、突発渋滞の伝播の様子を表示することになる。
【００８１】
あるいは、異なる道路種別間でも渋滞が伝播するとしても良い。このとき、異なる種別の道路の接続地点で新たな突発事象が発生したとみなし、渋滞伝播の予測を行う。例えば、高速道路上で発生した突発事象による渋滞が、インターチェンジから一般道路に伝播する状況が考えられる。このとき、インターチェンジを新たな突発事象発生点とおいて、一般道路上での渋滞伝播を予測する。この場合は、突発渋滞は高速道路上で発生した突発事象を原因としているが、Ｓ４５では地図上において、インターチェンジを突発事象発生位置とした場合のと同様の一般道上における突発渋滞の伝播の様子を表示する。
【００８２】
Ｓ４４では、渋滞影響範囲算出部１４０の処理として、予測情報記憶部１３６から、各メッシュの道路種別ごとの、出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を読み取り、道路種別ごとの渋滞影響範囲の算出を行う。図１４の例では、メッシュＩＤが“１２３４５６７８”のメッシュにおいて、高速道路では（式１）が満たされるため、渋滞影響範囲に含まれると判定される。一方、一般道路では、渋滞開始時刻および渋滞解消時刻のデータが両方ないため、渋滞影響範囲に含まれないと判定される。
【００８３】
地図表示部１６１においては、ユーザが各道路種別における渋滞影響範囲を把握できるような表示を行うよう、描画コマンドを表示装置１６２に送る。例えば、高速道路のリンクと一般道路のリンクが同一メッシュ内にあり、高速道路上のみで渋滞が発生する場合、前述のように高速道路の色のみを変えて表示し、一般道路の色は通常通りに表示するような描画コマンドを送る。
【符号の説明】
【００８４】
１１０，１４１０ 交通情報システム
１２０ 基本地図情報ＤＢ
１３０ 予測部
１３１ 交通情報受信部
１３２ 現在位置取得部
１３３ 渋滞判定部
１３４ 渋滞到達時刻予測部
１３５ 到達時刻予測部
１３６ 予測情報記憶部
１４０ 渋滞影響範囲算出部
１５０ 表示用地図情報ＤＢ
１６０ 表示部
１６１ 地図表示部
１６２ 表示装置
１４２０ 経路探索部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーションシステムに関わり、特に渋滞の範囲を算出し、その範囲を回避する経路を提供するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーションシステムを用いて現在地から目的地までの経路を誘導する際、最短時間，最短距離，一般道優先などの条件をユーザが選択することにより、ユーザにとって最適な経路を探索し、誘導・案内する技術が普及している。ユーザが最短時間経路を選択した場合、カーナビゲーション装置は現況交通情報および統計交通情報を用いて目的地までの所要時間が最短となる経路を探索する。しかし、突発事象を原因とする突発渋滞は、現況交通情報および統計交通情報を用いて、事前に予測し、回避することが困難である。そのため、そのような渋滞が発生した場合、渋滞に巻き込まれて、目的地に到達するのに予測した以上に時間がかかるという問題が生じた。そこで、渋滞が発生した場合、再度、経路探索を行い、渋滞を回避することにより、渋滞による時間のロスを最低限にとどめようとする技術が開発されてきた。
【０００３】
例えば、特開２００７−２８５９９８号公報に示されるように、最短時間経路上に発生している渋滞箇所に自車が到達する頃の渋滞区間を予測し、予測した渋滞区間の手前にある交差点で、利用者の所望の条件を満たす交差点から迂回を開始して前記予測した渋滞区間を回避する技術が存在する。
【０００４】
また、特開２００８−２６８１４９号公報に示されるように、事故の発生時刻からの経過時間に応じて回避すべき領域の面積を算出し、その領域を回避するよう経路探索を行う技術が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８５９９８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される技術を突発渋滞に対して用いた場合、現在、誘導・案内を行っている最短時間経路上の突発渋滞の伸縮を予測し回避することはできるが、迂回した後の経路上で当該突発渋滞に起因する渋滞に遭遇するか否かについては予測できない。そのため、突発渋滞を確実に回避するためには、迂回した後の経路上の突発渋滞についても予測を行い、もし、迂回した後の経路上に存在する突発渋滞に自車が遭遇する場合は、再び迂回を行わなければならない。
【０００７】
また、特許文献２に示される技術を突発渋滞に対して用いた場合、現在の突発渋滞範囲を回避する経路を探索することができるが、回避した後の経路が、その後拡大した突発渋滞範囲に含まれるか否かについては予測できない。そのため、突発渋滞を確実に回避するためには、再探索処理を繰り返し行う必要がある。
【０００８】
すなわち、これら従来技術を用いた場合、確実に突発渋滞を回避するためには、再探索処理を繰り返し行う必要があり、経路探索の回数が増えるとともに、計算量も増加する。この場合、推奨経路が頻繁に変わる可能性があるため、利用者にとっては非常に不便となる。さらに、将来の状況を考慮せずに経路設定を行うため、渋滞を回避できない状況に陥る可能性も大きくなる。
【０００９】
そこで本発明は、突発事象による渋滞が発生した場合でも、時間の変化に伴う突発事象の影響範囲の変化を考慮して、予め渋滞の影響範囲を予測しておくことにより、経路の再探索を繰り返すことなく、確実に渋滞範囲を回避する経路を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決すべく、本発明は、突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得ステップと、突発事象による渋滞の開始時刻，解消時刻の少なくとも一方をメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測ステップと、出発位置および出発時刻に基づき出発位置周辺のメッシュごとに出発地からの到達時刻を予測する到達時刻予測ステップと、今後影響を受ける渋滞の範囲を算出する渋滞影響範囲算出ステップと、を実行することを特徴とする。
【００１１】
また、地図上に渋滞影響範囲を重畳表示する表示ステップと、求めた渋滞影響範囲に含まれるリンクのリンクコストが大きくなるように再設定した上で経路探索を行う経路探索ステップと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、将来渋滞に遭遇する可能性のある領域として渋滞影響範囲を設定するため、渋滞影響範囲を回避するように経路を設定することで、将来に渡って渋滞の進展範囲を確実に渋滞を回避することができ、経路再探索回数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を用いた交通情報システムの構成図である。
【図２】地図情報の構成例を示す図である。
【図３】本発明を用いた交通情報システムの処理を表すフローチャートである。
【図４】渋滞到達時刻予測処理のフローチャートである。
【図５】渋滞伝播モデルを説明する図である。
【図６】渋滞伝播モデルにおける渋滞開始時刻・渋滞解消時刻を示す図である。
【図７】出発地からの到達時刻予測処理のフローチャートである。
【図８】到達時刻予測処理におけるメッシュ単位のダイクストラ法を説明する図である。
【図９】予測情報記憶部に格納されるデータの構成例を示す図である。
【図１０】渋滞影響範囲算出処理のフローチャートである。
【図１１】渋滞影響範囲の画面表示例を示す図である。
【図１２】本発明を用いた交通情報システムの他の構成図である。
【図１３】本発明を用いた交通情報システムの処理を表す他のフローチャートである。
【図１４】予測情報記憶部に格納されるデータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明を用いた交通情報システム１１０の構成図である。交通情報システム１１０は、基本地図情報ＤＢ１２０，予測部１３０，渋滞影響範囲算出部１４０，表示用地図情報ＤＢ１５０，表示部１６０とから構成される。
【００１６】
図２は、基本地図情報ＤＢ１２０のデータ構成を示している。基本地図情報ＤＢ１２０は、メッシュについての情報を表すメッシュデータ２１０と、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータ２２０と、を含み、メッシュごとに格納している。メッシュは、緯度経度に基づいて設定された地図の矩形領域（例えば、緯度差４０分，経度差１度の領域）を表す。メッシュの大きさは、ユーザの求める渋滞範囲の分解能，道路の構成などによって、適宜設定して良い。リンクは、道路を構成する要素であり、交差点や分岐などに指定されるノード間を結んだベクトルとして表される。このとき、同じ道路の上り方向と下り方向とは、それぞれ別のリンクとして管理される。
【００１７】
メッシュデータ２１０は、メッシュＩＤ２１１と、メッシュ内平均速度２１２を含んでいる。メッシュＩＤ２１１は、各メッシュの識別コードを表し、メッシュの地図上の位置に応じて規則的に与えられており、あるメッシュのメッシュＩＤ２１１から隣接するメッシュのメッシュＩＤを求めることができる。メッシュ内平均速度２１２は、メッシュ内に含まれるリンクについて、後記する旅行速度２２４を平均した値が格納される。
【００１８】
リンクデータ２２０は、各リンクの識別コードを表すリンクＩＤ２２１と、高速道路，一般国道などに分類される道路種別２２２と、リンクの長さを示すリンク長２２３と、リンクを通過する際の平均速度を表す旅行速度２２４と、リンクを通過する際に要する所要時間を表す旅行時間２２５とから構成される。
【００１９】
旅行速度２２４には、各リンクの規制速度が格納される。また、旅行速度２２４は、予測対象日の日種（曜日，平日／土曜／休日，五十日，天気等）に対応して作成された統計交通情報であっても良い。この場合、予測対象日の日種に該当する過去の日が複数日あったとして、それらの同一時間帯に関するリンク旅行速度の平均値や中央値等の統計値が、リンクの統計旅行速度に該当する。統計交通情報を用いる場合、リンク一つに対し、各日種における各時間帯の交通情報が格納される。旅行時間２２５は、リンク長２２３を旅行速度２２４で除した値であっても良い。
【００２０】
予測部１３０は、交通情報受信部１３１と、現在位置取得部１３２と、渋滞判定部１３３と、渋滞到達時刻予測部１３４と、到達時刻予測部１３５と、予測情報記憶部１３６とから構成される。
【００２１】
交通情報受信部１３１は、ＦＭ多重放送受信装置，ビーコン受信装置，携帯電話，無線装置などから現況交通情報および突発事象情報を受信し、渋滞判定部に送る。現況交通情報には、リンクごとの旅行時間，渋滞度などが含まれる。突発事象情報には、規制内容（通行止め，片側規制など），原因事象（事故，工事など），規制対象リンクの道路種別，規制の位置，規制の開始時刻などについての情報が含まれる。ＦＭ多重放送受信装置は、ＦＭ放送局がＦＭ多重放送信号として送信する概略交通情報（図形など）および文字情報などを受信する。概略交通情報および文字情報は、交通情報センタからＦＭ放送局へ送信された現況交通情報に基づいて作成される。ビーコン受信装置は、交通管制センタが路上の通信装置であるビーコンを介して送信する詳細な現況交通情報を受信する。現況交通情報は、交通情報センタから各地域の交通管制センタへ送信されたものである。ここで、ＦＭ多重放送受信装置やビーコン受信装置は、プローブカーから送られてくる車両情報（時刻，走行速度，走行位置の情報など）を走行位置に対応するリンクに関係付けた情報を、現況情報として受信しても良い。
【００２２】
現在位置取得部１３２は、出発地の位置を算出し、また、現在時刻を取得する。このとき、例えば、車速センサ，ジャイロセンサ，ＧＰＳ受信装置などのうち少なくとも一つから取得した情報に基づき、位置の算出を行う。前記車速センサは、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から走行距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から曲がった角度を計測する。前記ジャイロセンサは、光ファイバファイロや振動ジャイロ等で構成され、センサが取り付けられた車両の回転した角度を検出する。ここで出発地とは、交通情報システム１１０が車載装置に備えられる場合は自車位置とする。また、車載装置と異なる装置、例えば、交通情報センタに交通情報システム１１０が備えられる場合には、出発地とはユーザが指定した地点、あるいは、車載端末から送られた自車位置とする。
【００２３】
渋滞判定部１３３は、現在位置取得部１３２から取得した位置情報を考慮し、交通情報受信部１３１が受信した現況交通情報および突発事象情報から、影響を受ける可能性のある渋滞が発生しているか、あるいは、今後発生するか否かを判定する。具体的には、出発地から所定の距離内（例えば、５０km以内）で突発事象が発生している、突発事象の発生時刻が所定の時間範囲内（例えば、現在から１時間前までの間）である、現況交通情報が所定の閾値を超えて急激に変化している（例えば、旅行速度が急激に減少している）、などの条件の中で少なくとも一つが満たされている場合、影響を受ける可能性のある渋滞が発生している、あるいは今後発生すると判定する。影響を受ける可能性のある渋滞が発生している、あるいは今後発生すると判定した場合、現況交通情報および突発事象情報を渋滞到達時刻予測部に送る。
【００２４】
渋滞到達時刻予測部１３４は、渋滞判定部１３３から取得した現況交通情報と突発事象情報、および基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報から、突発事象発生位置周辺のメッシュについて、メッシュごとに渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を算出する。また、メッシュごとに算出した渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を、予測情報記憶部１３６に送る。
【００２５】
到達時刻予測部１３５は、現在位置取得部１３２から取得した出発地の位置情報および基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報に基づき、出発地周辺のメッシュについて、メッシュごとの出発地からの到達時刻を算出する。また、メッシュごとに算出した出発地からの到達時刻を、予測情報記憶部１３６に送る。
【００２６】
予測情報記憶部１３６は、渋滞到達時刻予測部１３４および到達時刻予測部１３５から送られた、メッシュごとの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を格納する。予測情報記憶部１３６に格納される予測情報の構成の一例を図９に示す。一つのメッシュＩＤにつき、到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が一つずつ記録される。
【００２７】
渋滞影響範囲算出部１４０は、予測情報記憶部１３６から、メッシュごとの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を読み取り、各メッシュが渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定する。また、その結果を表示部１６０に送信する。
【００２８】
表示用地図情報ＤＢ１５０には、地図表示を行う際に必要となる、道路や、その他構成物の情報が含まれている。例えば、リンクの補完点の位置座標，海岸線，湖沼，河川形状などの水系データ，行政界位置データ，鉄道位置データ，施設等の位置・形状データ，地名等表示位置データ、などに関する情報が含まれる。
【００２９】
表示部１６０は、地図表示部１６１と、表示装置１６２とから構成される。地図表示部１６１は、地図情報を表示用地図情報ＤＢ１５０から取得し、指定された縮尺，描画方式（平面図，鳥瞰図など）で、道路、その他の地図構成物や、出発地を示すマークを描画するよう、表示装置１６２に描画コマンドを送る。また、渋滞影響範囲算出部１４０において渋滞影響範囲と判定されたメッシュを、表示装置１６２を見たユーザが認識できるように、メッシュの外観を通常のメッシュの外観と異なって表示するよう（例えば、色を変化させるよう）、表示装置１６２に描画コマンドを送る。ここで、渋滞影響範囲と判定されたあるメッシュにおいて、メッシュが海，湖，山岳地帯などに含まれており、メッシュ内に含まれるリンクがない、あるいは非常に少ない場合、地図表示部１６１はそのメッシュの色を通常通り表示する描画コマンドを送るとしても良い。このとき、所定の閾値を定めておき、渋滞影響範囲算出部１４０において渋滞影響範囲と判定されたメッシュについて、メッシュ内に含まれるリンクの数が閾値以上の場合は渋滞影響範囲として表示し、メッシュ内に含まれるリンクの数が閾値未満の場合は渋滞影響範囲外として表示する。
【００３０】
表示装置１６２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイから構成され、地図表示部１６１から送信された描画命令を基に、地図画面の表示を行う。図１１は、表示装置１６２における画面表示例を表している。表示装置１６２で、地図上に、出発地，道路，施設などとともに、渋滞影響範囲を表示することにより、将来に渡って出発地に影響を与える渋滞範囲を示すことができるため、ユーザが自らルートを変更することができる。
【００３１】
以上で述べた交通情報システム１１０の構成により、未来の状況を予測し、影響を受ける渋滞範囲を求めることができる。よって、この範囲を回避することにより、将来に渡って確実な渋滞回避が実現できる。
【００３２】
図３は、本発明の一実施形態が適用された交通情報システム１１０における全処理手順を示すフローチャートである。図３のフローチャートにおいて、交通情報システム１１０は、まず、現況交通情報および突発事象情報を、ＦＭ多重放送受信装置、ビーコン受信装置などから取得し、交通情報受信部１３１に取り込む（Ｓ４０）。このステップは、一定周期ごと（例えば、５分ごと）に行われる。
【００３３】
次に、現在位置取得部１３２が取得した位置情報、および、交通情報受信部１３１が受信した現況交通情報および突発事象情報から、渋滞判定部１３３では、影響を受ける可能性のある渋滞が発生しているか、あるいは、今後発生するかどうかの判定を行う（Ｓ４１）。具体的には、出発地の現在位置から所定の距離内（例えば、５０km以内）で突発事象が発生している、突発事象の発生時刻が所定の時間範囲内（例えば、現在から１時間前までの間）である、現況交通情報が所定の閾値を超えて急激に変化している（例えば、旅行速度が急激に減少している）、などの条件の中で少なくとも一つが満たされている場合、影響を受ける可能性のある渋滞が発生している、あるいは、今後発生すると判定する。この場合、前記現況交通情報および突発事象情報を渋滞到達時刻予測部１３４に送る（Ｓ４１：Ｙｅｓ）。
【００３４】
一方、出発地が影響を受ける可能性のある渋滞が発生していない、かつ、今後発生しないと判定される場合、交通情報システム１１０における処理は終了する（Ｓ４１：Ｎｏ）。
【００３５】
なお渋滞判定部１３３における判定で、交通情報受信部１３１が受信した突発事象の情報が、以前受信した突発事象によるものと同じか否かの判定も行い、以前受信した突発事象によるものと同じであると判定された場合には、交通情報システム１１０における処理を終了するようにしても良い。同じ突発事象であるか否かの判定は、例えば、突発事象の発生位置が同じ、かつ、突発事象の発生時刻が同じ、などの条件を満たすか否かにより行う。このようにすると、一つ突発事象に対して複数回予測処理を行うことを防ぐことができ、計算量の削減に繋がる。
【００３６】
渋滞判定部１３３で条件を満たす突発事象が発生していると判定されると、渋滞到達時刻予測部１３４では、渋滞判定部１３３から送られた現況交通情報および突発事象情報に基づき、メッシュごとの渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を算出する（Ｓ４２）。そして、算出した渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を、予測情報記憶部１３６に格納する。また到達時刻予測部１３５では、メッシュごとに出発地からの到達時刻を算出し、算出した出発地からの到達時刻を、予測情報記憶部１３６に格納する（Ｓ４３）。次に、渋滞影響範囲算出部１４０では、メッシュごとの出発地からの到達時刻、渋滞開始時刻、渋滞解消時刻を予測情報記憶部１３６から読み取り、各メッシュが渋滞影響範囲に含まれるかどうかを判定する。そして、表示用地図情報ＤＢ１５０から出発地付近の地図情報を取得し、地図画面を表示するよう、地図表示部１６１から表示装置１６２に描画コマンドを送る（Ｓ４４）。地図表示部１６１は、渋滞影響範囲算出部１４０から渋滞影響範囲に含まれると判定されたメッシュＩＤを受信し、そのメッシュの表示色を指定の色に変化させるよう、表示装置１６２にコマンドを送る。表示装置１６２は、そのコマンドを受け取り、出発地，道路，施設などとともに、地図上に渋滞影響範囲を表示する（Ｓ４５）。
【００３７】
図１１は表示装置１６２の表示例を表したものである。図１１（ａ）は、地図上において、出発地を三角形で表示し、突発事象発生位置を星型で表示し、主要道路を黒線で表示したものである。さらに、メッシュを点線で囲まれた正方形の格子で示し、渋滞影響範囲と判定されたメッシュに斜線を付して示している。
【００３８】
このとき、海，湖など、道路がない地域、または、山岳地帯など、道路が少ない地域を考慮して、渋滞影響範囲を表示しても良い。図１１（ｂ）は、道路がない、あるいは、少ない地域を考慮した表示装置１６２の表示例を示している。ここで、湖の位置・形状データが表示用地図情報ＤＢより得ることで、図１１（ｂ）に示すように、湖上であり、かつ渋滞影響範囲と判定された地域については、表示色の変更を行わないことにする。このような、表示色の変更を行うか否かの判定は、メッシュ内におけるリンクの本数，密度などを基に行っても良い。また、前記表示色の変更を行うかどうかの判定は、メッシュを何等分かした、各小領域について行っても良い。
【００３９】
以上の処理を実行することにより、未来の渋滞状況を予測し、影響を受ける渋滞範囲を求めることができ、この渋滞範囲を回避することにより、将来に渡って確実な渋滞回避が実現できる。
【００４０】
図４は、渋滞到達時刻予測部１３４におけるＳ４２の処理を詳細に説明するフローチャートである。Ｓ５０では、渋滞判定部１３３から現況交通情報および突発事象情報を取得する。次に、Ｓ５１では、取得した現況交通情報および突発事象情報を用いて、渋滞伝播モデルを決定する各種パラメータを設定する。渋滞伝播モデルにおいて各種パラメータを設定することにより、将来の渋滞状況の予測が可能となる。
【００４１】
この渋滞伝播モデルの一例を、図５，図６を用いて説明する。この渋滞伝播モデルにおいては、渋滞範囲は突発事象の発生地点を中心としたドーナツ型の形状を保って伸縮すると仮定し、渋滞範囲の外縁と内縁の位置が変化する。図６（ａ）は、渋滞外縁と渋滞内縁の、突発事象発生位置からの距離の時間変化を表したグラフである。図６（ａ）において、横軸は時刻を表し、縦軸は突発事象発生位置からの距離を表している。また、図６（ｂ）は、渋滞外縁および渋滞内縁の変位速度の時間変化を表したグラフである。図６（ｂ）において、横軸は時刻を表し、縦軸は渋滞外縁および渋滞内縁の変位速度を表している。このとき、突発事象発生位置から外側に向かう方向を正の値としている。
【００４２】
図６（ａ），（ｂ）に示す渋滞伝播モデルにおいては、渋滞は時刻Ｔ１に発生し、時刻Ｔ５に解消している。渋滞外縁は、時刻Ｔ１〜Ｔ２間において一定速度Ｖｊ１（≧０）で外側に広がっていき、時刻Ｔ２〜Ｔ４間においては変化が無く、時刻Ｔ４〜Ｔ５間において一定速度Ｖｊ３（≦０）で内側に縮んでいく。一方、渋滞内縁は、時刻Ｔ１〜Ｔ３間はまだ存在せず、時刻Ｔ３〜Ｔ５において一定速度Ｖｊ２（≧０）で外側に広がっていく。
【００４３】
Ｓ５１は、現況交通情報および突発事象情報を用いて、図６（ａ）のＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｖｊ１，Ｖｊ２，Ｖｊ３の各種パラメータを設定する。このため例えば、規制内容（通行止め，片側規制など），原因事象（事故，工事など），規制対象リンクの道路種別，規制の位置，規制の開始時刻などにより表される全ての状況に対し、それぞれ対応する各種パラメータの値を事前に定めておく。このとき、各種パラメータの値は、同様の状況の下で起きた過去の突発渋滞の情報から統計的に求めた値を用いても良い。また、前記各種パラメータは、一つの突発渋滞に対して一律に設定しても良いし、突発事象発生位置を中心にした一定角度ごとの範囲において、それぞれ設定しても良い。
【００４４】
そしてＳ５２では、Ｓ５１で設定した各種パラメータに基づく渋滞伝播モデルと、基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報を用いて、メッシュごとに渋滞開始時刻および渋滞解消時刻を算出する。このとき、渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出を行うメッシュは、例えば、突発事象発生位置と当該メッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離が所定の範囲内（例えば、１００km以内）という条件を満たすメッシュとして選ばれる。算出された渋滞開始時刻および渋滞解消時刻は、予測情報記憶部１３６に格納される。
【００４５】
具体的なメッシュにおける渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出処理について説明する。図６（ｃ）は、地図上におけるメッシュを正方形の格子で表している。まず、突発事象発生位置６０１と、各メッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離を算出する。図６（ｃ）では、突発事象発生位置６０１とメッシュｍ１との距離はｄ１、メッシュｍ２との距離はｄ２となっている。
【００４６】
次に、図６（ａ）における、渋滞外縁および渋滞内縁の位置変化を、それぞれ（式１）（式２）により表す。
ｄ＝ｆ(ｔ) …（式１）
ｄ＝ｇ(ｔ) …（式２）
【００４７】
ここで、ｄは突発事象発生位置からの距離を表し、ｔは時刻を表す。これより、時刻ｔにおける渋滞の範囲は、以下の（式３）を満たす範囲だといえる。
ｇ(ｔ)≦ｄ≦ｆ(ｔ) …（式３）
【００４８】
また、正の微小時間Δｔを設定する。例えば、Δｔ＝５ｍｉｎとする。このとき、突発事象発生位置６０１から、距離ｄの位置にあるメッシュの渋滞開始時刻は、以下の条件１，条件２を満たす時刻ｔとして求められる。
条件１：ｇ（ｔ）＝ｄあるいはｆ（ｔ）＝ｄを満たす
条件２：ｇ（ｔ＋Δｔ）≦ｄ≦ｆ（ｔ＋Δｔ）を満たす
【００４９】
また、メッシュの渋滞解消時刻は、以下の条件３，条件４を満たす時刻ｔとして求められる。
条件３：ｇ（ｔ）＝ｄあるいはｆ（ｔ）＝ｄを満たす
条件４：ｇ（ｔ−Δｔ）≦ｄ≦ｆ（ｔ−Δｔ）を満たす
【００５０】
図６（ｃ）の例において、メッシュｍ１については、条件１〜条件４に、ｄ＝ｄ１を代入することにより、メッシュｍ１における渋滞開始時刻がｔ１、渋滞解消時刻がｔ２と求められる。一方、メッシュｍ２については、条件１〜条件４に、ｄ＝ｄ２を代入しても、条件を満たす時刻ｔが存在せず、渋滞開始時刻も渋滞解消時刻も算出されない。このように、渋滞開始時刻と渋滞解消時刻が算出されない場合は、そのメッシュまで渋滞範囲が伝播しないことを表しており、予測情報記憶部１３６の該当領域は“データなし”となる。
【００５１】
以上の処理により、各メッシュにおける渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が算出される。
【００５２】
次に到達時刻予測部１３５におけるＳ４３の処理の詳細を、図７，図８を用いて説明する。図７は、到達時刻予測部１３５における処理のフローチャートを示している。図７において、まず、現在位置取得部１３２が車速センサ，ジャイロセンサ，ＧＰＳ受信装置などから受信した情報を基に算出した現在位置を取得する（Ｓ８０）。次に、メッシュ間の移動速度を設定する（Ｓ８１）。この移動速度は、基本地図情報ＤＢ１２０のメッシュデータに含まれるメッシュ内平均速度２１２を用いる。メッシュ内平均速度２１２が無い場合は、事前に渋滞到達時刻予測部１３４において予測された渋滞状況を基に、渋滞範囲に含まれるリンクの旅行速度を変更してから、メッシュごとに平均を求めてメッシュ間の移動速度を算出しても良い。そして、設定したメッシュ間の移動速度と、基本地図情報ＤＢ１２０から取得した基本地図情報を用いて、メッシュごとに出発地からの到達時刻を算出する（Ｓ８２）。
【００５３】
メッシュごとの到達時刻算出の具体的な処理について、図８を用いて説明する。各メッシュについて、一つの代表点（例えば、メッシュの中心点）を設定し、その代表点間の距離をメッシュ間の距離とする。メッシュ間距離をメッシュ内平均速度２１２で除することにより、メッシュ間の平均移動時間が求められる。図８は、各メッシュを正方形の格子で表し、各メッシュの代表点を黒丸で表し、その上に各メッシュ間の移動時間を記入したものである。そして、出発地をスタートノード、各メッシュの代表点をノードとし、メッシュの代表点間にメッシュ間の平均移動時間をリンクコストとしたリンクがあると見なしてダイクストラ法を適用することにより、出発地から各メッシュの代表点に到達するまでに必要となる最小所要時間を求めることができる。そこで、メッシュごとに求められた最小所要時間を現在時刻に加算することにより、各メッシュへの到達時刻を算出することができる。またこのとき、到達時刻の算出を行うメッシュは、例えば、出発地とメッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離が所定の範囲内（例えば、１００km以内）という条件を満たすメッシュとして選ばれる。
【００５４】
図８は、図中左上のメッシュを出発地とし、出発時刻が９：００とした場合の、各メッシュへの到達時刻を、メッシュ上に記入したものである。
【００５５】
以上の処理により、各メッシュにおける出発地からの到達時刻が算出される。
【００５６】
次に渋滞影響範囲算出部１４０におけるＳ４４の処理の詳細を、図１０を用いて説明する。この処理は、ある領域内に含まれる各メッシュについて行われる。各領域は、例えば、出発地と当該メッシュの代表点（例えば、メッシュの中心点）との距離が所定の範囲内（例えば、１００km以内）という条件を満たすメッシュとして選ばれる。
【００５７】
まず、渋滞影響範囲算出部１４０は、あるメッシュの出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を、予測情報記憶部１３６から読み取る（Ｓ１１０）。ここで、メッシュごとの到達時刻をＴｓ、渋滞開始時刻をＴｊ１、渋滞解消時刻をＴｊ２とする。図９に、予測情報記憶部１３６に格納される、メッシュごとの出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻のフォーマットの一例を示す。予測情報記憶部１３６には、出発地に対応したメッシュに対して所定範囲内の各メッシュについて図９に示すフォーマットのデータが格納されているものとする。
【００５８】
そして、処理対象としているメッシュについて予測情報記憶部１３６から読み出したデータに、到達時刻Ｔｓのデータが存在するかどうかを判定する（Ｓ１１１）。データがない場合は（Ｓ１１１：データなし）、該当メッシュは渋滞影響範囲に含まれない、と判定される（Ｓ１１７）。これは、図９において、メッシュＩＤが“４５６７８９０１”のデータ例に示される状態である。
【００５９】
またＴｓのデータがある場合は（Ｓ１１１：データあり）、次に、該当メッシュにおける渋滞開始時刻Ｔｊ１のデータが存在するかどうかを判定する（Ｓ１１２）。データがない場合は（Ｓ１１２：データなし）、該当メッシュは渋滞影響範囲に含まれない、と判定される（Ｓ１１７）。これは、図９において、メッシュＩＤが“３４５６７８９０”のデータ例に示される状態である。
【００６０】
Ｔｊ１のデータがある場合は（Ｓ１１２：データあり）、次に、該当メッシュにおける渋滞開始時刻Ｔｊ２のデータが存在するかどうかを判定する（Ｓ１１３）。データがない場合は（Ｓ１１３：データなし）、Ｓ１１６において、以下の（式４）を満たすかどうかの判定が行われる。数式（４）を満たす場合（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、そのメッシュは渋滞影響範囲に含まれると判定され、（式４）を満たさない場合は（Ｓ１１６：Ｎｏ）、渋滞影響範囲に含まれないと判定される（Ｓ１１７）。
Ｔｊ１≦Ｔｓ …（式４）
【００６１】
これは、図９において、メッシュＩＤが“２３４５６７８９”のデータ例に示される状態である。この例では、Ｔｓ＝９：１０，Ｔｊ１＝９：０５で、（式１）を満たすため、該当メッシュは渋滞影響範囲に含まれる、と判定される（Ｓ１１５）。
【００６２】
最後に、Ｔｊ２がある場合は（Ｓ１１３：データあり）、Ｓ１１５において、以下の（式５）を満たすかどうかの判定が行われる。（式５）を満たす場合（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、そのメッシュは渋滞影響範囲に含まれると判定され（Ｓ１１５）、（式５）を満たさない場合は（Ｓ１１６：Ｎｏ）、渋滞影響範囲に含まれないと判定される（Ｓ１１７）。
Ｔｊ１≦Ｔｓ≦Ｔｊ２ …（式５）
【００６３】
これは、図９において、メッシュＩＤが“１２３４５６７８”の例に示される状態である。この例では、Ｔｓ＝９：００，Ｔｊ１＝９：１０，Ｔｊ２＝９：３０で、数式（２）を満たさないため、当該メッシュは渋滞影響範囲に含まれない、と判定される。
【００６４】
以上の処理を所定範囲内のメッシュについて、各々行う。以上の処理より、各メッシュについて渋滞影響範囲に含まれるか否かが判定される。そしてこのように、渋滞影響範囲算出部１４０において、メッシュごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定するものとしたことにより、計算量が削減され、処理時間が短くなる。
【００６５】
また、メッシュ単位に渋滞影響範囲を判定するのではなく、リンクごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定しても良い。このとき、渋滞到達時刻予測部１３４および到達時刻予測部１３５のうち、少なくともどちらか一つにおいて、リンクごとに到達時刻の算出を行う。Ｓ４２における処理で、渋滞到達時刻予測部１３４においてリンクごとに渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出を行う場合、図６で説明をした処理では、突発事象発生位置とメッシュの代表点間の距離を用いたところを、突発事象発生位置とリンクの代表点（例えば、リンクの中間点）間の距離を用いることにする。一方、Ｓ４３における処理でリンクごとに到達時刻の算出を行う場合、図８を用いて説明したメッシュ単位の到達時刻の計算処理の代わりに、通常のリンク単位のダイクストラ法を用いて、各リンクまでの所要時間を算出することにする。そして、リンクごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かを判定する場合は、予測情報記憶部１３６には、メッシュＩＤの代わりにリンクＩＤが格納され、一つのリンクＩＤにつき、出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が一つずつ記録される。
【００６６】
以上のように、リンクごとに渋滞影響範囲に含まれるか否かの判定を行う場合、メッシュ単位で予測する場合と比較して、より正確な渋滞影響範囲算出が実現できる。
【００６７】
また、一つの突発事象に対して、複数回，予測処理を行っても良い。こうすることで、さらに予測の正確さを増し、適切な渋滞影響範囲を算出することができる。この場合、Ｓ４２およびＳ４３の処理では、前回算出した自車到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を記憶しておくことにする。そして、Ｓ４２およびＳ４３において、各メッシュにおける出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を算出した際、前回の算出結果と比較し、差が所定の閾値を越えた場合、Ｓ４４の処理を行うとしても良い。こうすることで、同じ突発事象に関して前回の予測結果と現況の交通状況の乖離が拡大した場合のみ、渋滞影響範囲の算出を繰り返すため、交通情報を受信するたびに全ステップを繰り返す場合と比較して、計算量を削減することができる。
【実施例２】
【００６８】
図１２は、図１に示した交通情報システム１１０に、出発地と目的地間を結ぶ経路を探索する経路探索の機能を持つ経路探索部１４２０を追加した交通情報システム１４１０の構成図である。
【００６９】
図１３は、交通情報システム１４１０における処理手順を示すフローチャートである。図３に示したフローチャートの各ステップと同様の処理を行うステップについては、同じ略号を用いて示している。図３に示される実施例１の処理手順と比較した場合、本実施例においては、経路探索部１４２０における経路探索処理（Ｓ１５０）が加わっている。このＳ１５０では、出発地から目的地に向かう最短時間経路を、ダイクストラ法などを用いて探索する。このとき、リンクコストは、基本地図情報ＤＢ１２０に含まれる、リンクごとの旅行時間２２５を用いて設定される。また、基本地図情報ＤＢ１２０に含まれる統計交通情報を用いて、リンクコストを設定しても良い。さらに、交通情報受信部１３１から取得される現況交通情報を用いて、リンクコストを設定しても良い。
【００７０】
経路探索部１４２０は、Ｓ４４において渋滞影響範囲に含まれると判定されたメッシュのメッシュＩＤを、渋滞影響範囲算出部１４０から取得し、渋滞影響範囲に含まれると判定されたメッシュに含まれるリンクについて、リンクコストを再設定する。リンクコストの再設定においては、例えば、渋滞影響範囲内の平均速度を一律に設定し（例えば、５km／ｈ）、各リンクにおいて、リンク長２２３を渋滞影響範囲内の平均速度で除して、リンクコストとする。あるいは、リンクコストは渋滞の端部に近づくほど小さく、渋滞の中央部に近づくほど大きく設定しても良い。これは、渋滞予測結果の信頼度が、渋滞の端部では低く、渋滞の中央では高いためである。
【００７１】
具体的なリンクコストの算出法としては、例えば、以下のような方法がある。突発事象発生位置からの距離をｄと表し、突発事象発生位置から渋滞内縁までの距離をｄｉ、突発事象発生位置から渋滞外縁までの距離をｄｏとおくと、渋滞の中央部は突発事象発生位置からｄｍ＝（ｄｉ＋ｄｏ）／２の距離にあるといえる。さらに、通常時のリンクコスト、および前記滞影響範囲内の平均速度を一律に設定して求めたリンクコストを、それぞれｄを用いた関数Ｃ１（ｄ），Ｃ２（ｄ）と表す。このとき、突発事象発生位置からの距離ｄによるリンクコストＣ（ｄ）を以下の（式６）から求める。ここで、Ｎ（μ，σ2）は、平均μ，分散σ2の正規分布を表す。
Ｃ(ｄ)＝{１＋Ｎ(Ｃ２(ｄｍ)／Ｃ１(ｄｍ)，(ｄｏ−ｄｉ)／２)}×Ｃ１(ｄ)
(ｄｉ≦ｄ≦ｄｏの場合) …（式６）
Ｃ(ｄ)＝Ｃ１(ｄ) (ｄ≦ｄｉ、またはｄ≧ｄｏの場合)
【００７２】
これにより、予測の信頼度が高い渋滞中央部は、確実に回避する一方、予測の信頼度が低い渋滞端部において、交通状況と出発地および目的地の位置関係によっては、渋滞端部を通過する経路が選択されることもあり得る。すなわち、より交通状況に即した適切な経路探索を行うことができる。
【００７３】
続くＳ４５においては、実施例１と同様に、地図表示部１６１は、渋滞影響範囲内と判定されたメッシュの色を変化させて表示するよう、表示装置１６２にコマンドを送る。このとき、表示装置１６２は、経路探索部１４２０から取得した経路情報を基に、再探索後の推奨経路を表示しても良い。
【００７４】
なお、図４のＳ５２において、渋滞到達時刻を算出するメッシュを決定する際に、目的地および出発地を含む所定領域に、メッシュの代表点が含まれることを条件としても良い。この所定領域としては、例えば、出発地と目的地を２焦点とする楕円型の内部に含まれる領域として良い。そして、図７のＳ８２における、出発地からの到達時刻を算出するメッシュや、図３のＳ４４における渋滞影響範囲の判定を行うメッシュについても、目的地および出発地を含む所定領域に、メッシュの代表点が含まれる場合も同様の処理を行う、として良い。
【００７５】
以上のように、出発地と目的地を含む所定領域に含まれるメッシュについてのみ処理を行うとした場合、この後通過する可能性の高いメッシュについてのみ各処理を行うことになり、効率的な処理が可能となる。
【実施例３】
【００７６】
実施例１および実施例２においては、道路種別を考慮せずに渋滞影響範囲の算出を行ったが、本実施例においては、道路種別を考慮した渋滞影響範囲算出について説明する。この場合の、実施例１および実施例２の構成との相違点は、基本地図情報ＤＢ１２０，渋滞到達時刻予測部１３４，到達時刻予測部１３５，予測情報記憶部１３６，地図表示部１６１における処理である。
【００７７】
以下、実施例１および実施例２との相違点であるこれら各処理について説明する。まず、メッシュごとに渋滞影響範囲の算出を行う場合、基本地図情報ＤＢ１２０においては、各道路種別ごとに算出されたメッシュ内平均速度２１２を格納しておく。
【００７８】
Ｓ１７２は、渋滞到達時刻算出処理で必要となる渋滞伝播モデルの各種パラメータ（図５参照）を、各道路種別ごとに求めておく。
【００７９】
その上で、Ｓ４２では、渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出を、道路種別ごとに行う。同様に、Ｓ４３は、到達時刻の算出を、道路種別ごとに行う。Ｓ４２およびＳ４３で算出した到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻は、予測情報記憶部１３６に格納される。図１４は、本実施例における予測情報記憶部１３６に格納されるメッシュごとの出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻のフォーマットを示しており、各メッシュについて道路種別ごとに、自車到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻が格納される。
【００８０】
ここで、ある突発事象が発生した場合、発生地点のリンクの道路種別と同じ道路種別のリンクに沿って渋滞が伝播していくものとして渋滞開始時刻および渋滞解消時刻の算出が行われる。例えば、高速道路上で発生した突発事象による渋滞は、地図上での距離は近いが、道路種別の異なる一般道路には伝播しないといえる。そして突発渋滞は高速道路上で発生した突発事象を原因とする場合、一般道路上には直接渋滞範囲が伝播しないため、Ｓ４５では地図上において、高速道路上における渋滞範囲に色を付け、突発渋滞の伝播の様子を表示することになる。
【００８１】
あるいは、異なる道路種別間でも渋滞が伝播するとしても良い。このとき、異なる種別の道路の接続地点で新たな突発事象が発生したとみなし、渋滞伝播の予測を行う。例えば、高速道路上で発生した突発事象による渋滞が、インターチェンジから一般道路に伝播する状況が考えられる。このとき、インターチェンジを新たな突発事象発生点とおいて、一般道路上での渋滞伝播を予測する。この場合は、突発渋滞は高速道路上で発生した突発事象を原因としているが、Ｓ４５では地図上において、インターチェンジを突発事象発生位置とした場合のと同様の一般道上における突発渋滞の伝播の様子を表示する。
【００８２】
Ｓ４４では、渋滞影響範囲算出部１４０の処理として、予測情報記憶部１３６から、各メッシュの道路種別ごとの、出発地からの到達時刻，渋滞開始時刻，渋滞解消時刻を読み取り、道路種別ごとの渋滞影響範囲の算出を行う。図１４の例では、メッシュＩＤが“１２３４５６７８”のメッシュにおいて、高速道路では（式１）が満たされるため、渋滞影響範囲に含まれると判定される。一方、一般道路では、渋滞開始時刻および渋滞解消時刻のデータが両方ないため、渋滞影響範囲に含まれないと判定される。
【００８３】
地図表示部１６１においては、ユーザが各道路種別における渋滞影響範囲を把握できるような表示を行うよう、描画コマンドを表示装置１６２に送る。例えば、高速道路のリンクと一般道路のリンクが同一メッシュ内にあり、高速道路上のみで渋滞が発生する場合、前述のように高速道路の色のみを変えて表示し、一般道路の色は通常通りに表示するような描画コマンドを送る。
【符号の説明】
【００８４】
１１０，１４１０ 交通情報システム
１２０ 基本地図情報ＤＢ
１３０ 予測部
１３１ 交通情報受信部
１３２ 現在位置取得部
１３３ 渋滞判定部
１３４ 渋滞到達時刻予測部
１３５ 到達時刻予測部
１３６ 予測情報記憶部
１４０ 渋滞影響範囲算出部
１５０ 表示用地図情報ＤＢ
１６０ 表示部
１６１ 地図表示部
１６２ 表示装置
１４２０ 経路探索部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得ステップと、
前記突発事象により発生した渋滞の開始時刻，解消時刻の少なくとも一方を、緯度経度に基づき分割された矩形領域であるメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測ステップと、
出発位置および出発時刻を取得する位置情報取得ステップと、
出発位置および出発時刻に基づき出発位置周辺のメッシュごとに出発地からの到達時刻を予測する到達時刻予測ステップと、
前記渋滞の開始時刻、および解消時刻の少なくとも一方と前記出発地からの到達時刻とを用いて、突発事象により発生した前記渋滞が発生してから解消するまでの間に渋滞の影響を受ける範囲をメッシュ毎に算出する渋滞影響範囲算出ステップと、
を実行することを特徴とする渋滞範囲予測方法。
【請求項２】
前記渋滞影響範囲算出ステップは、道路種別ごとの渋滞影響範囲を算出することを特徴とする請求項１に記載の渋滞範囲予測方法。
【請求項３】
前記渋滞影響範囲に含まれるリンクについて、渋滞影響範囲外とは異なるリンクコストを再設定した上で、出発地から目的地までの経路探索を行う経路探索ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の渋滞範囲予測方法。
【請求項４】
突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得部と、自車の現在位置を取得する現在位置取得部と、を備える渋滞範囲予測装置において、
前記突発事象により発生した渋滞の開始時刻，解消時刻の少なくとも一方を、緯度経度に基づき分割された矩形領域であるメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測部と、
現在位置および現在時刻に基づき現在位置周辺のメッシュごとに現在位置からの自車到達時刻を予測する自車到達時刻予測部と、
前記渋滞の開始時刻、および解消時刻の少なくとも一方と前記現在位置からの自車到達時刻とを用いて、突発事象により発生した前記渋滞が自車に影響する範囲をメッシュ毎に算出する渋滞影響範囲算出部と、
を備えることを特徴とする渋滞範囲予測装置。
【請求項５】
前記渋滞影響範囲算出部は、道路種別ごとの渋滞影響範囲を算出することを特徴とする請求項４に記載の渋滞範囲予測装置。
【請求項６】
前記経路探索部は、前記渋滞影響範囲に含まれるリンクについて、渋滞影響範囲外とは異なるリンクコストを再設定した上で、現在位置から目的地までの経路探索を行う経路探索部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の渋滞範囲予測装置。
【請求項１】
突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得ステップと、
前記突発事象により発生した渋滞の開始時刻，解消時刻の少なくとも一方を、緯度経度に基づき分割された矩形領域であるメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測ステップと、
出発位置および出発時刻を取得する位置情報取得ステップと、
出発位置および出発時刻に基づき出発位置周辺のメッシュごとに出発地からの到達時刻を予測する到達時刻予測ステップと、
前記渋滞の開始時刻、および解消時刻の少なくとも一方と前記出発地からの到達時刻とを用いて、突発事象により発生した前記渋滞が発生してから解消するまでの間に渋滞の影響を受ける範囲をメッシュ毎に算出する渋滞影響範囲算出ステップと、
を実行することを特徴とする渋滞範囲予測方法。
【請求項２】
前記渋滞影響範囲算出ステップは、道路種別ごとの渋滞影響範囲を算出することを特徴とする請求項１に記載の渋滞範囲予測方法。
【請求項３】
前記渋滞影響範囲に含まれるリンクについて、渋滞影響範囲外とは異なるリンクコストを再設定した上で、出発地から目的地までの経路探索を行う経路探索ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の渋滞範囲予測方法。
【請求項４】
突発事象の情報を含む交通情報を取得する交通情報取得部と、自車の現在位置を取得する現在位置取得部と、を備える渋滞範囲予測装置において、
前記突発事象により発生した渋滞の開始時刻，解消時刻の少なくとも一方を、緯度経度に基づき分割された矩形領域であるメッシュごとに予測する渋滞到達時刻予測部と、
現在位置および現在時刻に基づき現在位置周辺のメッシュごとに現在位置からの自車到達時刻を予測する自車到達時刻予測部と、
前記渋滞の開始時刻、および解消時刻の少なくとも一方と前記現在位置からの自車到達時刻とを用いて、突発事象により発生した前記渋滞が自車に影響する範囲をメッシュ毎に算出する渋滞影響範囲算出部と、
を備えることを特徴とする渋滞範囲予測装置。
【請求項５】
前記渋滞影響範囲算出部は、道路種別ごとの渋滞影響範囲を算出することを特徴とする請求項４に記載の渋滞範囲予測装置。
【請求項６】
前記経路探索部は、前記渋滞影響範囲に含まれるリンクについて、渋滞影響範囲外とは異なるリンクコストを再設定した上で、現在位置から目的地までの経路探索を行う経路探索部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の渋滞範囲予測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−９９７９８（Ｐ２０１１−９９７９８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５５６８７（Ｐ２００９−２５５６８７）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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