JP4141225B2 - Patrol route guidance system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巡回経路案内システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ユーザの要求に応じて複数の地点を巡回する最適な巡回経路を案内する巡回経路案内システムとしては、特許文献1に記載されたものが知られている。
【0003】
この従来例において、ユーザからの案内要求があった際には、予め交通情報が蓄積された交通情報提供装置にアクセスし、最適経路抽出部において最適経路が抽出される。
【0004】
しかし、この従来例においては、経路抽出部における抽出精度は、交通情報提供装置の精度に完全に依存するが、探索対象の経路全体にわたって正確な交通情報を取得することは非常に困難で、結局高い抽出精度を維持できない上に、運用コストも高く付くという問題がある。
【0005】
この点、例えば財団法人 道路交通情報通信システムセンターが提供するVICS(登録商標:Vehicle Information & Communication System)等の商用交通情報を交通情報取得手段として使用することも、特許文献2に記載されているが、これら商用交通情報がカバーする範囲は、主要幹線道路を中心としたものに限定されるために、同程度の精度を全体に保証するのは困難であるという問題がある。
【0006】
【特許文献1】
特開2002-170197号公報
【特許文献2】
特開平11-223531号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、運用コストが安価で、かつ、全領域に渡って高い抽出精度で最適経路の抽出を行うことのできる巡回経路案内システムの提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
データ取得部1において取得した交通情報を地図データ上に設定されたノード間を連結するリンクデータとして記憶するデータベース部2と、
ユーザの要求に応じて前記データベース部2におけるリンクデータから複数ノード間を巡回する最適巡回経路を演算する演算部3とを有する巡回経路案内システムであって、
前記データ取得部1は、商用交通情報を取得する商用データ取得部1aと、
前記商用交通情報がカバーしない下層のノード間を含む任意のノード間を走行する車両の運行データを取得する運行データ取得部1bとを有し、
前記演算部3は、ノード密度のより密なネットワークにおいて探索開始点全点および探索終了点全点に対して予め設定された移動コストまでダイクストラ法を実施し、これにより到達したノード密度のより粗なネットワークにおけるノード群を新たな探索開始点全点および探索終了点全点として、順次ノード密度のより粗なネットワークにおいてダイクストラ法の実施を行い、ノード密度の粗密によりN層に階層化されたリンクデータを一括計算する巡回経路案内システムを提供することにより達成される。
【0009】
本発明において、複数点の巡回経路の演算をする際に使用されるリンクデータは、商用交通情報と、実際に任意のノード間を走行する車両からの運行データの双方をもとに作成される。
【0010】
実際の車両からの運行データをリンクデータの作成に利用することにより、商用交通情報がカバーしない下層の道路、例えば、国道、あるいは県道以下の規模の道路間の交通情報を確実に取得することが可能になり、データ集積が容易になる上に、案内精度も向上する。
【0011】
運行データのデータ取得対象車両は、本方法による巡回経路案内の結果に基づいて当該リンクを走行するトラック等の運送業者、タクシー等の交通機関、さらには、営業車等の車両に加え、調査用車両を含めることができる。
【0012】
リンクデータとしては、データ取得時の生データ(現時点データ)を使用することも可能であるが、実績データに統計処理を施して得た予測値を使用することができる。この場合、統計処理により予想走行速度を求めた後、(ノード間距離)/(予想走行速度)=予想所要時間をリンクデータとして利用するのが望ましい。
【0013】
また、前記予測走行速度は、実績データに対する道路特性要因をもとにした多変量解析により得られる走行速度予測関数として与えることができる。
【0014】
このように、道路特性による走行速度への影響を全体のリンクデータをもとにして統計的に評価することにより、運行実績がなかったり、あるいは実績母集団が少ないために信頼性の低いノード間のリンクデータの信頼性を確保することが可能になる。
【0015】
道路特性要因としては、例えば、道路種別、幅員、車線数、規制速度、信号機の有無等の静的属性に加え、国勢調査結果、商業統計値、用途地域、観光地か否か等の地域情報を利用できる。
【0016】
さらに、リンクデータは、走行条件特性毎に複数用意され、
巡回経路の演算に際して、各巡回地点における出発時の走行条件用に用意されたリンクデータが使用されるように構成した場合には、探索精度をより高めることが可能となり、この場合、道路の混雑度は時間帯による影響を受けやすい為に、走行条件特性に走行時間帯を含めるのが望ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1に倉庫等の所定の出発点から所定の配達先を巡回し、もとの出発点に帰る場合の最適の巡回経路を求めるために構成された本発明の実施の形態を示す。このシステムは、データ取得部1と、予想移動コスト情報を含むデータベース部2と、演算部3とを有する。
【0019】
データ取得部1は、図2に示すように、インターネット等の通信網4を介して、財団法人 道路交通情報通信システムセンターが運用するVICS(登録商標)5からの交通情報(以下、「VICSデータ」)を取得する商用データ取得部1aと、走行車両6に搭載した通信ユニット付きカーナビゲーション装置が発信する位置情報(以下、「運行データ」)を取得する運行データ取得部1bとを有する。
【0020】
上記VICSデータは、データ提供業者により予め路線に割り当てられたリンク(VICSリンク)に、リンク内旅行時間、渋滞・規制・事故情報を対応させて所定時間、例えば、5分ごとに専用線で配信されるのに対し、運行データは、データ取得時における車両の位置、正確には経度、緯度情報であり、データ内容が相違するために、これら商用データ取得部1aと運行データ取得部1bでの取得データは、フォーマット変換部1cにおいて所定フォーマットに変換された後、データベース部2に蓄積される。
【0021】
図3に示すように、データベース部2は、走行データベース7と、道路ネットワークデータベース8とを含み、道路ネットワークデータベース8には、地図データ上に設定されたノードの位置、ノード番号、およびリンク番号をはじめとするノード間に設定されるリンクに関する情報、例えば、道路種別、車線数、幅員、規制速度等の道路の静的属性が格納される。また、これら道路ネットワークデータベース8のノードは、地図データベース9の位置情報に関連付けられており、該地図データベース9の地域情報、例えば、商業地、住宅地等の区分、観光地等の区分、国勢調査による諸区分、あるいは商業統計を参照できる。
【0022】
走行データベース7は、現時点データベース7aと、蓄積データベース7bとからなり、各々上記道路ネットワークデータベース8のリンク番号に関連付けられる。現時点データベース7aのデータフォーマットは、リンク番号に該リンク内での旅行時間を対応させたもので、上記VICSデータ10は、図4(a)に示すように、VICSリンクをキーにして本システムにおける道路ネットワークデータ12のリンク番号(L1、L2・・・)を検索して現時点データベース7aの該当リンクに格納される。また、VICSデータ10には、渋滞、規制、事故情報等が含まれており、これらもデータ取得日時とともに現時点データベース7aに格納される。
【0023】
一方、運行データは、図4(b)において三角形で示すように、送信される位置情報11a、11b・・・を道路ネットワークデータ12上のリンク(L10、L11・・・)に対応させ、ノード間の通過時間等をリンクデータとして格納する。なお、図4においてノードは白丸で示される。
【0024】
以上のように、VICSデータ10と運行データは、各々データ取得のタイミングで現時点データベース7aに登録され、その後、所定タイミングで蓄積データベース7bに蓄積される。この蓄積データベース7bは、リンク番号単位に、時間帯、曜日別の走行速度、渋滞状況、天候、事故件数等を蓄積する。
【0025】
図3に示すように、これら蓄積データベース7bにおけるデータは、統計処理部13において道路の静的属性、すなわち、道路種別、リンク種別、車線数、幅員、規制速度等、および用途地域、観光地、標高等の地理的情報に基づく多変量解析が行われ、走行速度予測関数が求められる。走行速度予測関数は、朝、昼、夕方の3種の時間帯毎に求められ、これらから求められた予測走行速度によりリンクの距離を割った予想リンク内旅行時間が予想移動コスト14として蓄積データベース7bに格納される。
【0026】
なお、この実施の形態において、走行速度予測関数は、朝、昼、夕方の3種の時間帯毎に形成される場合を示したが、時間帯はこれ以外に、例えば、3時間おきなど、適宜に設定される。
【0027】
また、この実施の形態において、予想リンク内旅行時間14は、全リンクにおいて、走行速度予測関数をもとに求められる場合を示したが、VICSデータ10を取得可能なリンク、あるいは高い頻度で取得可能な運行データ取得リンクの予想リンク内旅行時間14には、例えば、蓄積データベース7bの平均値等を使用し、運行データの取得数が少なかったり、あるいは全くない場合にのみ走行速度予測関数を適用することも可能である。
【0028】
次に、図1において15は入力部であり、住所等の巡回先に関するデータ、および巡回日時等の検索条件が入力され、この入力部15からの検索条件に基づいて最適巡回経路を演算する演算部3は、ODマトリクス生成部3aと、経路探索演算部3bとからなる。
【0029】
ODマトリクス生成部3aにより生成されるODマトリクス3a’は、図5に示すように、縦方向に出発地(O)、横方向に目的地(D)を配置し、縦横の交差マス目に最短移動コスト(時間)を配分した表データであり、上記蓄積データベース7bにおいて、ノード密度の粗密によりN層(この実施の形態においては、ノード密度の密な下層ネットワークと、ノード密度の最も粗な上層ネットワークと、ノード密度の中間の中層ネットワークの3層)に階層化された予想リンク内旅行時間14に例えばダイクストラ探索法等の最短路問題に対する周知のアルゴリズムを適用して求めることができる。
【0030】
一般に巡回先がN箇所の3層階層探索において、1経路の最短コストの計算のためには、下層ネットワークと中層ネットワークにおいて2×N×(N-1)回(係数2は、通行規制等による一方通行を別ルートで解決するため)、上層ネットワークにおいてN×(N-1)回の探索が必要であり、全経路の組み合わせを求めるためには、これのN×(N-1)倍の探索が必要となるが、この実施の形態においては、下層ネットワーク、中層ネットワーク、および上層ネットワークで全点分の計算を一括で計算することによって、ODマトリクス3a’が求められる。
【0031】
この方法により求められるODマトリクス3a’は、最短路問題に対する最適解ではなく、近似解ではあるが、探索回数を大幅に減少させることができるという利点があり、まず、下層ネットワークでの計算においては、探索開始点全点に対して、予め設定された移動コスト(探索範囲制限)までダイクストラ法等を実施するとともに、探索終了点全点に対しても、同様に、探索終了点から探索範囲制限までダイクストラ法等を実施する。
【0032】
また、中層ネットワークに対する計算においては、探索開始点全点、および探索終了点全点に対し、下層ネットワークでの計算で到達した探索開始点中層ノード群、あるいは探索終了点中層ノード群から探索範囲制限まで、各々ダイクストラ法等を実施する。
【0033】
さらに、上層ネットワークに対する計算においては、探索開始点全点に対し、中層ネットワークでの計算で到達した探索開始点上層ノード群から中層ネットワークでの計算で到達した探索終了点上層ノード群全点へのダイクストラ法等の実施を行う。
【0034】
このようにして全階層の全経路を求めた後、各経路で、全階層中最も移動コストの小さな階層の経路を最短移動コストとして抽出する。
【0035】
以上のようなアルゴリズによってODマトリクス3a’を求めると、下層、中層での探索回数が各々N×2(回)、上層での探索回数がN(回)必要なだけで、上述した階層探索に対する最適解を求める場合に比して、探索回数を大幅に減少させることが可能になる。
【0036】
一方、経路探索演算部3bは、ODマトリクス生成部3aにより生成されたODマトリクス3a’に巡回セールスマン問題を適用し、最適巡回経路を求める。巡回セールスマン問題に対する解法には、周知の最近隣接法、あるいは2最適法が採用される。
【0037】
なお、以上においては、予想移動コスト14に移動時間を対応させることにより、時間優先の巡回経路探索を行う場合を例にあげたが、移動コストに距離を対応させることによって、距離優先の探索を行うことも可能であり、これら優先モードの選択は、入力部15での探索条件入力時に行われる。
【0038】
演算結果を出力する出力部16からの巡回経路案内には、例えば、配送リストの巡回順への並び替え、あるいは配達先到着時間、距離、さらには、経路に関する地図情報を含めることができ、これらはインターネット網等の通信回線網等を使用してユーザに通知される。
【0039】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、全領域に渡って高い抽出精度で最適経路の抽出を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示すブロック図である。
【図2】データ取得部のブロック図である。
【図3】データベース部のブロック図である。
【図4】データ変換を示す説明図で、(a)はVICSデータの変換方法を、(b)は運行データの変換方法を示す図である。
【図5】ODマトリクスを示す図である。
【符号の説明】
1 データ取得部
1a 商用データ取得部
1b 運行データ取得部
1c フォーマット変換部
2 データベース部
3 演算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a patrol route guidance system .
[0002]
[Prior art]
As a patrol route guidance system for guiding an optimum patrol route that patrols a plurality of points according to a user's request, the one described in Patent Document 1 is known.
[0003]
In this conventional example, when there is a guidance request from the user, the traffic information providing apparatus in which traffic information is stored in advance is accessed, and the optimum route extraction unit extracts the optimum route.
[0004]
However, in this conventional example, the extraction accuracy in the route extraction unit completely depends on the accuracy of the traffic information providing device, but it is very difficult to obtain accurate traffic information over the entire route to be searched. There is a problem that high extraction accuracy cannot be maintained and operation costs are high.
[0005]
In this regard, for example, the use of commercial traffic information such as VICS ( registered trademark: Vehicle Information & Communication System) provided by the Road Traffic Information Communication System Center as traffic information acquisition means is also described in
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-170197 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-223531
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to eliminate the above drawbacks, and provides a cyclic route guidance system that can extract an optimum route with high extraction accuracy over a whole area with low operation cost. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the object is
A
A traveling route guidance system having a computing unit 3 that computes an optimum traveling route for circulating between a plurality of nodes from link data in the
The data acquisition unit 1 includes a commercial data acquisition unit 1a that acquires commercial traffic information;
An operation
The calculation unit 3 performs the Dijkstra method up to the movement costs set in advance for all the search start points and all the search end points in a denser node density network, and thereby the coarser node density reached thereby. The Dijkstra method is performed in a network with a coarser node density, using nodes in a simple network as all new search start points and search end points, and the links are hierarchized into N layers by the density of nodes. This is achieved by providing a cyclic route guidance system that collectively calculates data.
[0009]
In the present invention, link data used when calculating a plurality of traveling routes is created based on both commercial traffic information and operation data from a vehicle that actually travels between arbitrary nodes. .
[0010]
By using operation data from actual vehicles for the creation of link data, it is possible to reliably acquire traffic information between lower-level roads that are not covered by commercial traffic information, for example, national roads or roads with a scale below the prefectural road. As a result, data collection is facilitated and guidance accuracy is improved.
[0011]
Vehicles for which operation data is to be obtained are based on the results of patrol route guidance by this method, such as trucks and other transportation companies that run on the link, transportation facilities such as taxis, and vehicles such as commercial vehicles. Vehicles can be included.
[0012]
As link data, it is possible to use raw data (current data) at the time of data acquisition, but it is possible to use predicted values obtained by performing statistical processing on actual data. In this case, after obtaining the predicted travel speed by statistical processing, it is desirable to use (inter-node distance) / (expected travel speed) = expected required time as link data.
[0013]
In addition, the predicted travel speed can be given as a travel speed prediction function obtained by multivariate analysis based on road characteristic factors for performance data.
[0014]
In this way, by statistically evaluating the influence of road characteristics on travel speed based on the overall link data, there is no actual operation or there are few actual populations, so there is less reliability between nodes. It is possible to ensure the reliability of the link data.
[0015]
As road characteristic factors, for example, in addition to static attributes such as road type, width, number of lanes, regulation speed, presence / absence of traffic lights, regional information such as national census results, commercial statistics, use areas, and whether it is a tourist destination Can be used.
[0016]
In addition, a plurality of link data is prepared for each driving condition characteristic,
When it is configured to use link data prepared for the traveling conditions at the time of departure at each traveling point when calculating the traveling route, it becomes possible to further improve the search accuracy. Since the degree is easily affected by the time zone, it is desirable to include the travel time zone in the running condition characteristics.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention configured to search for an optimum route when a predetermined delivery destination such as a warehouse is visited from a predetermined starting point and returned to the original starting point. This system includes a data acquisition unit 1, a
[0019]
As shown in FIG. 2, the data acquisition unit 1 transmits traffic information (hereinafter referred to as “VICS data” ) from the VICS (registered trademark) 5 operated by the Road Traffic Information Communication System Center via a
[0020]
The above VICS data is distributed on a dedicated line every predetermined time, for example every 5 minutes, corresponding to the link time (VICS link) allocated in advance by the data provider to the travel time in the link, traffic jam / regulation / accident information. On the other hand, the operation data is the position of the vehicle at the time of data acquisition, more precisely, longitude and latitude information, and the data contents are different. Therefore, in the commercial data acquisition unit 1a and the operation
[0021]
As shown in FIG. 3, the
[0022]
The
[0023]
On the other hand, as shown by triangles in FIG. 4 (b), the operation data corresponds to the links (L10, L11...) On the
[0024]
As described above, the
[0025]
As shown in FIG. 3, the data in the
[0026]
In this embodiment, the traveling speed prediction function is shown to be formed for each of three types of time zones, morning, noon, and evening. It is set appropriately.
[0027]
Further, in this embodiment, the estimated
[0028]
Next, in FIG. 1,
[0029]
As shown in FIG. 5, the
[0030]
In general, in a three-layer hierarchy search with N destinations, in order to calculate the shortest cost of one route, 2 × N × (N−1) times (
[0031]
The
[0032]
In addition, in the calculation for the middle layer network, the search range is restricted from the search start point middle layer node group reached by the calculation in the lower layer network or the search end point middle layer node group for all search start point points and all search end point points. Until then, implement the Dijkstra method.
[0033]
Furthermore, in the calculation for the upper layer network, the search starting point upper layer node group reached by the calculation in the middle layer network to the search end point upper layer node group reached by the calculation in the middle layer network for all the search starting point points. Implement the Dijkstra method.
[0034]
In this way, after obtaining all routes of all layers, the route of the layer having the lowest travel cost among all layers is extracted as the shortest travel cost for each route.
[0035]
When the
[0036]
On the other hand, the route
[0037]
In the above, an example has been given in which a time-first cyclic route search is performed by associating the travel time with the estimated travel cost 14, but a distance-priority search is performed by associating the distance with the travel cost. These priority modes can be selected when the search condition is input at the
[0038]
The route guidance from the
[0039]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to extract the optimum route with high extraction accuracy over the entire region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a data acquisition unit.
FIG. 3 is a block diagram of a database unit.
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing data conversion, in which FIG. 4A shows a method for converting VICS data, and FIG. 4B shows a method for converting operation data;
FIG. 5 is a diagram showing an OD matrix.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data acquisition part 1a Commercial
Claims (6)
ユーザの要求に応じて前記データベース部におけるリンクデータから複数ノード間を巡回する最適巡回経路を演算する演算部とを有する巡回経路案内システムであって、
前記データ取得部は、商用交通情報を取得する商用データ取得部と、
前記商用交通情報がカバーしない下層のノード間を含む任意のノード間を走行する車両の運行データを取得する運行データ取得部とを有し、
前記演算部は、ノード密度のより密なネットワークにおいて探索開始点全点および探索終了点全点に対して予め設定された移動コストまでダイクストラ法を実施し、これにより到達したノード密度のより粗なネットワークにおけるノード群を新たな探索開始点全点および探索終了点全点として、順次ノード密度のより粗なネットワークにおいてダイクストラ法の実施を行い、ノード密度の粗密によりN層に階層化されたリンクデータを一括計算する巡回経路案内システム。A database unit for storing the traffic information acquired in the data acquisition unit as link data for connecting the nodes set on the map data;
A traveling route guidance system having a computing unit that computes an optimum traveling route that circulates between a plurality of nodes from link data in the database unit in response to a user request,
The data acquisition unit includes a commercial data acquisition unit that acquires commercial traffic information;
An operation data acquisition unit that acquires operation data of a vehicle that travels between any nodes including lower nodes that are not covered by the commercial traffic information;
The arithmetic unit performs the Dijkstra method up to the movement costs set in advance for all the search start points and all the search end points in a denser node density network, and the coarser node density reached thereby. The Dijkstra method is performed sequentially in a network with a coarser node density using all nodes in the network as new search start points and search end points, and link data hierarchized into N layers by node density coarse and dense. Traveling route guidance system that collectively calculates
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