CN103299353A - 交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法 - Google Patents

交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法 Download PDF

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Abstract

通过机动车行驶模拟部(84)对模拟了包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网的道路网模型中的、模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，通过公共交通工具行驶模拟部(88)对模拟了轨道系统交通工具的路线的路线网模型中的、模拟了轨道系统交通工具的轨道系统交通工具模型的行驶进行模拟。并且，通过断开模拟部(90)使模拟了断开设备的断开设备模型动作，该断开设备设置在道路和轨道系统交通工具的路线交叉的地点，当轨道系统交通工具在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的机动车的行驶。

Description

交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法
技术领域
本发明涉及一种交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法。
背景技术
作为计算机仿真的机动车的道路移动(行驶)相关的预测方法(交通流仿真)，提出了各种方法。
例如，专利文献1记载了一种交通状况预测装置(交通流仿真)，基于各个预定区间的OD交通量和交通环境数据，在由交通环境数据生成的道路网络范围内预测交通流，基于该预测的交通流和驾驶员在各个预定区间的经验，制作被提供了该预测的交通流的信息的驾驶员的旅行计划，并基于该旅行计划修正预定区间的OD交通量，进一步利用修正后的OD交通量预测交通流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4506663号公报
发明内容
发明要解决的问题
其中，构成交通流的交通工具不仅包括汽车，例如也包括电车、公共汽车等公共交通工具、作为新一代运输设备的电动机动车。因此，在导入新的公共交通工具时，希望可以预测交通流、或交通需求的变化、公共交通工具的导入的效果等。
但是，在专利文献1记载的现有的交通流仿真中，无法模拟公共交通工具的行驶。
本发明鉴于这一情况而出现，其目的在于提供一种可预测包括公共交通工具在内的所有交通工具对交通产生的影响的交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法。
用于解决问题的手段
为解决上述问题，本发明的交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法采用以下手段。
即，本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置具有：机动车行驶模拟单元，对道路网模型中的模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，所述道路网模型对包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网进行了模拟；和公共交通工具行驶模拟单元，对模拟了路线网的路线网模型中的模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟，上述路线网包括轨道系统交通工具和路面公共交通工具的至少一种的路线、以及根据在该路线上行驶的公共交通工具的行驶而暂时断开上述机动车的行驶的断开单元。
根据本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置，通过机动车行驶模拟单元对模拟了包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网的道路网模型中的、模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟。此外，机动车模型所模拟的机动车也可包括电动机动车。
并且，通过公共交通工具行驶模拟单元，对模拟了轨道系统交通工具及路面公共交通工具的至少一种的路线的路线网模型中的、模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟。
轨道系统交通工具是在和道路不同的线路上行驶的公共交通工具，例如是铁道及地铁等。另一方面，路面公共交通工具是沿着机动车行驶的道路移动的公共交通工具，例如是有轨电车、公共汽车等。
此外，路线网模型包括模拟了断开单元的模型，断开单元根据在路线上行驶的公共交通工具的行驶，而暂时断开机动车的行驶。通过模拟该断开单元，来模拟公共交通工具对机动车行驶的影响。
因此，本发明可预测公共交通工具对交通产生的影响。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，上述断开单元是下述断开设备：设置在上述道路和上述轨道系统交通工具的路线交叉的地点，当上述轨道系统交通工具在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的上述机动车的行驶。
根据该构成，断开设备是所谓铁路道口，通过使断开单元为根据轨道系统交通工具的行驶而动作的断开设备，模拟了轨道系统交通工具对机动车行驶的影响，可预测轨道系统交通工具的行驶对机动车行驶产生的影响。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，上述路面公共交通工具是公共汽车，上述路面公共交通工具的路线与上述道路重合，上述断开单元是上述公共汽车停止的车站。
根据该构成，路面公共交通工具是公共汽车，断开单元是公共汽车的车站，因此，模拟了公共汽车对机动车行驶的影响、及机动车对公共汽车的影响，可预测路面公共交通工具对交通产生的影响。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，上述路面公共交通工具是有轨电车，上述路面公共交通工具沿着上述道路，上述断开单元是下述信号机：设置在上述道路和上述有轨电车的路线交叉的地点，当上述有轨电车在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的上述机动车的行驶。
根据该构成，路面公共交通工具是有轨电车，断开单元是根据有轨电车的行驶而动作的信号机，因此，模拟了有轨电车对机动车行驶的影响，可预测有轨电车的行驶对机动车行驶产生的影响。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，具有人移动模式制作单元，制作人的移动模式，该移动模式包括为了从设定的出发地到达目的地而使用上述机动车及上述公共交通工具的至少一种的情况，上述机动车行驶模拟单元，根据上述人移动模式制作单元制作的上述移动模式，模拟上述人模型向上述机动车模型的乘车以及上述人模型从上述机动车模型的下车，上述公共交通工具行驶模拟单元，根据上述人移动模式制作单元制作的上述移动模式，模拟上述人模型向上述公共交通工具模型的乘车以及上述人模型从上述公共交通工具模型的下车。
根据该构成，通过人移动模式制作单元制作人的移动模式，该移动模式包括为了从设定的出发地到达目的地而使用机动车及公共交通工具的至少一种的情况。
并且，通过机动车行驶模拟单元，模拟基于移动模式的人模型向机动车模型的乘车、及人模型从机动车模型的下车，通过基于移动模式的公共交通工具行驶模拟单元，模拟人模型向公共交通工具模型的乘车、及人模型从公共交通工具模型的下车。
因此，本发明可模拟使用机动车及公共交通工具的人的行动。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，具有移动时间计算单元，计算出基于上述移动模式的、从设定的出发地到达目的地为止的上述人模型的移动时间。
根据该构成，计算出基于移动模式的、从设定的出发地到达目的地为止的人模型的移动时间，因此可更加正确地评估交通工具对人的移动的影响。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，具有存储控制单元，其进行以下控制：当通过上述移动时间计算单元计算出的上述移动时间为预先设定的允许值以下时，将该移动模式及使用了该移动模式的上述人模型的模拟结果存储到存储单元。
根据该构成，允许值表示在人到达目的地的基础上作为基准的时间感觉，将为允许值以下的移动模式及使用移动模式的人模型的模拟结果存储到存储单元，因此可判断使用交通工具的人的平均行动。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，上述公共交通工具模型设定可乘车的最大人数，所述交通流仿真装置具有利用状态计算单元，该利用状态计算单元计算上述人对上述公共交通工具模型的利用状态。
根据该构成，公共交通工具设定可乘车的人数，通过利用状态计算单元计算人对公共交通工具模型的利用状态。公共交通工具模型的利用状态例如是：乘坐公共交通工具模型的人数、公共交通工具模型的拥挤度、坐上公共交通工具模型为止的总等待时间、及设定了公共交通工具的乘车费用时到达目的地为止所需的乘车费用的总额等。
因此，本发明可多角度评估公共交通工具对人的移动的影响。
并且，在本发明的第一方式涉及的交通流仿真装置中优选，上述公共交通工具模型设定行驶所产生的耗能量，所述交通流仿真装置具有耗能计算单元，该耗能计算单元计算出因上述公共交通工具模型的行驶而消耗的耗能量的总量。
根据该构成，通过耗能计算单元计算出因公共交通工具模型的行驶而消耗的耗能量，因此可多角度评估公共交通工具的导入产生的影响。
另一方面，本发明的第二方式涉及的交通流仿真程序使计算机作为以下单元发挥作用：机动车行驶模拟单元，对道路网模型中的模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，所述道路网模型对包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网进行了模拟；公共交通工具行驶模拟单元，对模拟了路线网的路线网模型中的模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟，所述路线网包括作为公共交通工具的轨道系统交通工具及路面公共交通工具的至少一种的路线；和断开模拟单元，对模拟了断开单元的断开单元模型的动作进行模拟，该断开单元根据在上述路线上行驶的公共交通工具的行驶而暂时断开上述机动车的行驶。
根据本发明的第二方式涉及的交通流仿真程序，断开单元包含在路线网模型中，从而模拟了公共交通工具对机动车行驶的影响。因此，本发明可预测公共交通工具对交通产生的影响。
进一步，本发明的第三方式涉及的交通流仿真方法包括以下步骤：第1步骤，对模拟了道路网的道路网模型中的模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，并且对模拟了路线网的路线网模型中的模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟，所述道路网包括多个道路及连接道路和道路的交叉点，所述路线网包括作为公共交通工具的轨道系统交通工具及路面公共交通工具的至少一种的路线；和第2步骤，对模拟了断开单元的断开单元模型的动作进行模拟，该断开单元根据在上述路线上行驶的公共交通工具的行驶而暂时断开上述机动车的行驶。
根据本发明的第三方式涉及的交通流仿真方法，断开单元包含在路线网模型中，从而模拟了公共交通工具对机动车行驶的影响。因此，本发明可预测公共交通工具对交通产生的影响。
发明效果
根据本发明，具有可预测交通工具对交通产生的影响的良好效果。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的交通流仿真装置的电子系统的要部构成的图。
图2是表示本发明的第1实施方式涉及的交通流仿真中的道路网模型及轨道系统交通工具的路线网模型的构成的示意图。
图3是表示本发明的第1实施方式涉及的交通流仿真装置的功能的功能框图。
图4是表示本发明的第1实施方式涉及的Q-K特性的一例的图。
图5是本发明的第1实施方式涉及的根据天气而不同的Q-K特性的例子，(A)是天气为晴天时的Q-K特性，(B)是天气为降雨时的Q-K特性，(C)是天气为降雪时的Q-K特性。
图6是表示本发明的第2实施方式涉及的交通流仿真中的道路网模型及公共汽车的路线网模型的构成的示意图。
图7是表示本发明的第2实施方式涉及的交通流仿真中的道路网模型及有轨电车的路线网模型的构成的示意图。
图8是表示本发明的第3实施方式涉及的交通流仿真装置的功能的框图。
图9是表示本发明的变形例涉及的交通流仿真装置的功能的框图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明涉及的交通流仿真装置、交通流仿真程序及交通流仿真方法的一个实施方式。
(第1实施方式)
以下说明本发明的第1实施方式。
图1表示该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10的电子系统的要部构成。
该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10是执行下述交通流仿真的装置：对道路网模型中的、模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，并且对路线网模型中的、模拟了轨道系统交通工具的轨道系统交通工具模型的行驶进行模拟，所述道路网模型对包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网进行了模拟，所述路线网模型对轨道系统交通工具的路线进行了模拟。
并且，所谓道路并不限定车道数、左右转车道的数量，进一步，表示铺装道路、非铺装道路、国道、县道、私道及停车场等机动车能够行驶的道路。
并且，机动车中，汽油机动车表示以汽油驱动的机动二轮车、普通机动车(包括出租车)、公共汽车及卡车等。
此外，该第1实施方式涉及的机动车模型中也可包括模拟了电动机动车的电动机动车模型。电动机动车表示以电力驱动的机动二轮车、普通机动车(包括出租车)、公共汽车、卡车及油电混合动力车(上述各种机动车的混合动力车)、即可以向蓄电池充电的车。在以下说明中，当提及机动车时，表示汽油机动车和电动机动车两者。
另一方面，轨道系统交通工具是铁道及地铁等在和道路不同的线路上行驶的公共交通工具，轨道系统交通工具的路线是上述线路。
交通流仿真装置10具有：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)12，控制整个交通流仿真装置10的动作；ROM(Read Only Memory，只读存储器)14，预先存储有各种程序、各种参数等；RAM(RandomAccess Memory，随机存取存储器)16，作为CPU12执行各种程序时的工作区域等使用；以及作为存储单元的HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)18，存储稍后详述的交通流仿真程序等各种程序及各种信息。
进一步，交通流仿真装置10具有：操作输入部20，由键盘及鼠标等构成，受理各种操作的输入；图像显示部22，显示用于促使输入交通流仿真所需的各种信息的图像、表示交通流仿真的结果的图像等各种图像；外部接口24，与打印机、其他计算机等外部装置连接，进行对该外部装置的各种信息的收发；以及读取部28，用于读取移动型存储介质26中存储的信息。此外，移动型存储介质26包括磁盘、CD(Compact Disc，高密度光盘)、DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能光盘)等光盘、IC(Integrated Circuit，集成电路)卡及存储卡等。
上述CPU12、ROM14、RAM16、HDD18、操作输入部20、图像显示部22、外部接口24及读取部28经由系统总线30相互电连接。因此，CPU12可分别进行以下动作：对ROM14、RAM16及HDD18的存取；对操作输入部20的操作状态的掌握；对图像显示部22的各种图像的显示；经由外部接口24的与上述外部装置的各种信息的收发；经由读取部28对来自移动型存储介质26的信息的读取等。
此外，图1所示的交通流仿真装置10的构成是一例，例如也可是其他方式：替代HDD18而使用大容量的半导体存储装置；将交通流仿真程序存储到移动型存储介质26等。
图2表示该第1实施方式涉及的交通流仿真中的构成交通网模型44A的道路网模型40及路线网模型42A的示意图。
道路网模型40中，通过模拟交叉点的节点52将作为模拟由交叉点等划分的道路的最小区间的道路模型的路段50连接起来。此外，道路网模型40可以模拟实际存在的道路网，也可以模拟非实际存在的道路网。
在各路段50设定行驶的机动车模型的限制速度、车道数、左右转车道的有无及个数等。在各节点52设定模拟机动车用交通信号的信号机模型的设置的有无。
并且，可对各路段50及各节点52分别设置海拔。因此，根据相邻的路段50及节点52的海拔差，可决定由路段50模拟的道路的坡度。并且，在路段50的中途也可设定不同的海拔。
信号机模型以预先确定的时间间隔由绿变黄、由黄变红、由红变绿。当信号机模型是绿色时，机动车模型被允许经由设置了该信号机模型的节点52从路段50向其他路段50移动，而当信号机模型是红色时，机动车模型被禁止经由设置了该信号机的节点52从路段50向其他路段50移动。
另一方面，路线网模型42A包括轨道系统交通工具的路线(路线模型60)、模拟了使人乘降的车站的车站(车站模型62)、及根据在路线上行驶的轨道系统交通工具的行驶而暂时断开机动车的行驶的断开单元。
该第1实施方式涉及的断开单元是下述断开设备(断开设备模型64)：设置在道路和轨道系统交通工具的路线交叉的地点，当轨道系统交通工具在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的机动车的行驶。作为断开单元的断开设备是具有栏木的所谓铁路道口。
断开设备模型64进行动作，以变为关闭状态或打开状态的某一个。当断开设备模型64是关闭状态时，断开路段50和路线模型60交叉的地点的机动车模型的行驶。即，机动车模型的行驶停止。另一方面，当断开设备模型64是打开状态时，不断开路段50和路线模型60交叉的地点的机动车模型的行驶。
此外，断开设备模型64无需如实际的断开设备那样模拟到断开设备具有的栏木开关的程度，可与上述信号机模型一样，在关闭状态时设为红色、在打开状态时设为绿色即可。
并且，断开设备模型64例如在轨道系统交通工具模型到达进入断开设备模型64前的预定距离开始、到轨道系统交通工具模型到达通过了断开设备模型64后的预定距离为止的期间内，为关闭状态。
图3是表示该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10的功能的功能框图。即，图3所示的功能框图表示由CPU12执行的交通流仿真程序的处理流程。
该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10具有：开始指示受理部70、初始设定部72、仿真部74、城市评估部76、及输出处理部78。
开始指示受理部70受理交通流仿真的开始指示。具体而言，例如当图像显示部22上显示的预定图像(图标)经由操作输入部20被按下时，开始指示受理部70判断为受理了开始指示。
初始设定部72在开始指示受理部70受理了交通流仿真的开始指示时，进行交通流仿真的初始设定。作为初始设定而设定的是：作为交通流仿真对象的交通网模型44A；机动车模型个数以及各机动车模型的出发地及目的地(O-D信息)；各机动车模型的出发时间；轨道系统交通工具模型的运行图(schedule/时刻表)、天气(晴、雨、雪)；当机动车模型中包括电动机动车模型时，模拟了对电动机动车进行充电的充电站的充电站模型的配置及容量等。
轨道系统交通工具模型的运行图是表示轨道系统交通工具模型行驶的始发站、停靠站、终点站、行驶路线、从始发站出发的时间、到达停靠站的时间、在停靠站的停车时间、及到达终点站的时间等的时刻表。
此外，交通网模型44A、O-D信息及运行图等例如可由用户预先制作，存储到HDD18中，由初始设定部72从HDD18中读出，从而进行初始设定。并且，也可使初始设定部72具有制作交通网模型44A、O-D信息及运行图等的功能，用户也可通过初始设定部72制作交通网模型44A、O-D信息及运行图等。
仿真部74具有机动车仿真部80及公共交通工具仿真部82。
机动车仿真部80具有机动车行驶模拟部84及路径选择部86。
机动车行驶模拟部84以根据设定的O-D信息导出的行驶路径，模拟各机动车模型的行驶。具体而言，机动车行驶模拟部84例如根据机动车模型的行驶速度和行驶时间，计算出机动车模型的位置，并使机动车模型移动到计算出的位置，从而模拟机动车模型的行驶。
路径选择部86根据设定的O-D信息而导出各机动车模型的行驶路径。并且，路径选择部86在发生堵塞时，导出用于避开堵塞的新的行驶路径，可将导出的新的行驶路径提供到机动车模型。
公共交通工具仿真部82具有公共交通工具行驶模拟部88及断开模拟部90。
公共交通工具行驶模拟部88根据设定好的运行图，模拟轨道系统交通工具的行驶。具体而言，公共交通工具行驶模拟部88例如根据轨道系统交通工具模型的行驶速度和行驶时间，计算出轨道系统交通模型的位置，并使轨道系统交通工具模型移动到计算出的位置，从而模拟轨道系统交通工具模型的行驶。
断开模拟部90根据轨道系统交通工具模型的行驶而动作，以使断开设备模型64变为关闭状态及打开状态的某一种。
城市评估部76对应仿真部74的模拟结果，评估交通网模型444A所表示的城市的机能。此外，城市的机能例如是机动车的堵塞状态(堵塞场所及堵塞的长度等)、机动车从出发地到目的地的平均时间等。
输出处理部78执行输出城市评估部76的评估结果的处理(以下称为“输出处理”)。作为具体的输出处理是：图像显示处理，将评估结果显示到图像显示部22；存储处理，将评估结果作为数据存储到HDD18；印刷处理，使用经由外部接口24连接的印刷设备将评估结果打印到记录纸张。
接着说明该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10的作用。
交通流仿真装置10中，开始指示受理部70受理交通流仿真的开始指示，之后，初始设定部72进行交通流仿真的初始设定后，开始交通流仿真。
机动车行驶模拟部84以根据设定的O-D信息导出的行驶路径来模拟各机动车模型的行驶，在路段50上行驶的机动车模型的速度例如利用通过图4所示的Q-K曲线表示的Q-K特性来计算。
Q-K特性表示交通流量Q(辆/小时)和密度K(辆/km)的关系，换言之，表示道路的特性。并且，连接Q-K曲线上的点和原点的线的倾角α表示行驶速度V(km/小时)。
如图4所示，当机动车模型的密度K超过Q-K曲线的顶点并进一步变大时，行驶速度变慢，会引起堵塞。
并且，在该第1实施方式涉及的交通流仿真中，也可根据预先作为设定值设定的天气，来切换Q-K特性。
图5表示根据天气而不同的Q-K特性的例子。图5(A)是天气晴时的Q-K特性，图5(B)是天气为降雨时的Q-K特性，图5(C)是天气为降雪时的Q-K特性。
如图5(A)至(C)所示，作为交通流量Q的最大值的路段容量按照晴、雨、雪的顺序依次变小。这表示，按照晴、雨、雪的顺序，机动车模型的行驶速度变小。
并且，交通流仿真装置10中，机动车行驶模拟部84模拟机动车模型的行驶，并且公共交通工具行驶模拟部88模拟轨道系统交通工具模型的行驶，断开模拟部90进行和轨道系统交通工具模型的行驶对应的断开设备模型64的动作。
当断开设备模型64变为关闭状态(红灯)时，机动车行驶模拟部84使配置有变为关闭状态的断开设备模型64的地点的机动车模型的行驶停止。因此，断开设备模型64包含在路线网模型42A中，从而模拟了轨道系统交通工具对机动车行驶的影响。
具体而言，轨道系统交通工具的运行图越紧密，可预测断开设备变为关闭状态、机动车堵塞增加，并且较多地制作路线，与之相伴，断开设备也较多，从而可预测机动车堵塞增加。在该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10中，可通过交通流仿真来对这种情况下的机动车的堵塞状态进行模拟。
并且，交通流仿真装置10，例如当初始设定的所有机动车模型到达了目的地时，或者执行初始设定的交通流仿真的时间结束时，结束交通流仿真，由城市评估部76进行评估，通过输出处理部78输出处理评估结果。并且，交通流仿真装置10不仅在交通流仿真结束后，而且在交通流仿真执行过程中，也可实时进行城市评估部76的评估及输出处理部78的评估结果的输出处理。
如上所述，该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10，通过机动车行驶模拟部84模拟对包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网进行了模拟的道路网模型中的、模拟了机动车的机动车模型的行驶，通过公共交通工具行驶模拟部88模拟对轨道系统交通工具的路线进行了模拟的路线网模型42A中的、模拟了轨道系统交通工具的轨道系统交通工具模型的行驶。并且，在路线网模型42A中设有模拟断开设备的断开设备模型64，该断开设备设置在道路和轨道系统交通工具的路线交叉的地点，当轨道系统交通工具在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的机动车的行驶。
因此，该第1实施方式涉及的交通流仿真装置10可预测公共交通工具对交通产生的影响，尤其可预测轨道系统交通工具的行驶对机动车行驶产生的影响。
(第2实施方式)
以下说明本发明的第2实施方式。
此外，该第2实施方式涉及的交通流仿真装置10的电子构成及功能框图，和图1、3所示的第1实施方式涉及的交通流仿真装置10的电子构成及功能框图相同，因此省略说明。
该第2实施方式涉及的交通流仿真装置10是执行下述交通流仿真的装置：模拟道路网模型中的、模拟了机动车的机动车模型的行驶，并且模拟对路面公共交通工具的路线进行了模拟的路线网模型中的、模拟了路面公共交通工具的路面公共交通工具模型的行驶。
路面公共交通工具是沿着机动车行驶的道路移动的公共交通工具，例如是公共汽车、有轨电车等。
图6、7表示该第2实施方式涉及的交通流仿真中的交通网模型的示意图。此外，对图6、7中的与图2相同的构成部分附加和图2相同的附图标记，省略其说明。
图6是路面公共交通工具为公共汽车(以下称为“路线公共汽车”)时的交通网模型44B的示意图。路线公共汽车的路线与道路重合。并且，路线公共汽车通过在确定的车站位置上停止，暂时断开在路线公共汽车后方行驶的机动车的行驶，因此车站变为断开单元(车站模型92)。
即，模拟了路线公共汽车的路线公共汽车模型中，与道路网模型40的一部分一致的路线模型，和机动车模型同样行驶。此外，道路网模型40的路段50是单向2车道以上，当设定了公共汽车优先车道时，该公共汽车优先车道变为路线模型，路线公共汽车模型在公共汽车优先车道上行驶。
另一方面，图7是路面公共交通工具为有轨电车时的交通网模型44C的示意图。交通网模型44C由道路网模型40和路线网模型42B构成，该路线网模型42B包括：有轨电车的路线(路线模型94)；对使人乘降的车站进行模拟的车站(车站模型96)；断开单元，根据在路线上行驶的有轨电车的行驶，而暂时断开机动车的行驶。
此外，有轨电车的路线沿着道路，模拟了有轨电车的有轨电车模型在沿着道路网模型40的路线模型94上行驶。
并且，断开单元是下述信号机(信号机模型98)：设置在道路和路线交叉的地点，当有轨电车在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的机动车的行驶。即，在路段50和路线模型94交叉的地点，换言之，在有轨电车模型横穿路段50的地点，配置信号机模型98。此外，信号机模型98和断开设备模型64相同，因此省略说明。
并且，在上述说明中，使用图6、7分别说明了在路线网模型中包括路面公共汽车的路线网模型的情况、和路线网模型中包括有轨电车的路线网模型42B的情况，但交通网模型也可同时包括路面公共汽车的路线网模型、及有轨电车的路线网模型42B，还可包括路面公共汽车的路线网模型及有轨电车的路线网模型42B中的至少一个、和轨道系统交通工具的路线网模型42A。此外，在以下说明中，将轨道系统交通工具模型、路面公共汽车模型及有轨电车模型统称为公共交通工具模型。
进一步，通过初始设定部72设定路面公共交通工具模型的运行图。
路面公共交通工具为路线公共汽车时的运行图，是表示路线公共汽车出发的车站、停车的车站、终点站、行驶路径、到达各车站的时间、各车站的停车时间等的时刻表。
另一方面，路面公共交通工具为有轨电车时的运行图，和轨道系统交通工具的运行图相同。
并且，交通流仿真装置10中，开始指示受理部70受理交通流仿真的开始指示，之后，初始设定部72进行了交通流仿真的初始设定后，开始交通流仿真。
路面公共交通工具为路线公共汽车时，公共交通工具行驶模拟部88和机动车行驶模拟部84同样地模拟路线公共汽车模型的行驶。即，路线公共汽车模型作为机动车模型之一，模拟其行驶。
其中，路线公共汽车模型根据设定好的运行图模拟行驶，因此在确定的车站模型92的位置上停止时，在路线公共汽车模型的后方行驶的机动车模型的行驶被暂时断开。
具体而言，当路段50是单向1车道时，后续的机动车模型在路线公共汽车模型的后方随着路线公共汽车模型的停止而停止，因此易发生堵塞。另一方面，当路段50是单向2车道以上时，后续的机动车模型向相邻的车道移动，因此该相邻的车道中，机动车模型的密度变大，易发生堵塞。
进一步，城市评估部76计算路线公共汽车模型相比运行图延迟的时间。路线公共汽车模型作为机动车模型之一，其行驶被模拟。因此，当路线公共汽车模型的行驶路径中产生堵塞时，路线公共汽车模型卷入到该堵塞中，产生相比设定好的运行图的延迟。并且，在该第2实施方式涉及的交通流仿真装置10中，即使产生延迟，也不会缩短运行图所示的各车站模型中的停止时间或使路线公共汽车模型的行驶速度比之前加快。
因此，城市评估部76计算出路线公共汽车模型相比运行图的延迟，将该计算结果作为路线公共汽车的乘客的舒适度。即，延迟越多舒适度越低，延迟越少舒适度越高。
并且如上所述，路线公共汽车本身是导致堵塞的重要原因。因此，通过增加路线公共汽车的个数，路线公共汽车的乘客的舒适度可能降低。
另一方面，当路面公共交通工具为有轨电车时，公共交通工具行驶模拟部88在第2实施方式中和轨道系统交通工具模型一样，根据设定好的运行图，模拟在路面网模型42B上行驶的有轨电车模型的行驶，断开模拟部90进行和有轨电车模型的行驶对应的信号机模型98的动作。
因此，有轨电车的运行图越紧密，可预测信号机变为红灯、机动车堵塞增加，并且较多地制作有轨电车的路线，与之相伴，断开设备也较多，从而可预测机动车堵塞增加。
如上所述，该第2实施方式涉及的交通流仿真装置10中，路面公共交通工具为公共汽车，断开单元是公共汽车的车站，因此，模拟了公共汽车对机动车行驶的影响、及机动车对公共汽车的影响，可预测路面公共交通工具对交通产生的影响。
并且，该第2实施方式涉及的交通流仿真装置10中，路面公共交通工具为有轨电车，断开单元是对应有轨电车的行驶而动作的信号机，因此，模拟了有轨电车对机动车行驶的影响，可预测有轨电车对机动车行驶产生的影响。
(第3实施方式)
以下说明本发明的第3实施方式。
此外，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10的电子构成和图1所示的第1实施方式涉及的交通流仿真装置10的电子构成相同，因此省略说明。并且，该第3实施方式涉及的交通网模型44和图2、6、7所示的交通网模型44相同，因此省略说明。
该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10不仅模拟机动车及公共交通工具的行驶，而且模拟个人(行动者)的移动。
图8是表示该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10的功能的功能框图。此外，对图8中和图3相同的构成部分，附加和图3相同的附图标记，省略其说明。
该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10在仿真部74中具有人移动模拟部100。
人移动模拟部100对模拟了个人的人模型的移动进行模拟。具体而言，人移动模拟部100例如根据人模型的移动速度和移动时间的关系，计算人模型的位置，使人模型移动到计算出的位置，从而模拟人模型的移动。此外，该第3实施方式涉及的人模型在道路网模型40上移动。
并且，该第3实施方式涉及的机动车行驶模拟部84模拟人模型向机动车模型的乘车、及人模型从机动车模型的下车，该第3实施方式涉及的公共交通工具行驶模拟部88模拟人模型向公共交通工具模型的乘车、及人模型从公共交通工具模型的下车。
进一步，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10具有意愿决定模型部102。
意愿决定模型部102具有：人移动模式制作部104、个人行动评估部106、存储控制部108。
人移动模式制作部104制作人的移动模式，将移动模式输出到仿真部74，该移动模式包括为了从设定的出发地到目的地而使用机动车及公共交通工具的至少一种的情况。
使用机动车或公共交通工具的哪一个，按照各人模型进行初始设定。具体而言，例如，可按照各人模型随机设定，也可设定使用机动车的人模型的比例、使用公共交通工具的人模型的比例。此外，将该设定称为利用交通设备设定。
进一步，上述比例也可根据设定的天气改变。例如，当设定的天气是雨、雪时，将使用机动车模型的人模型的比例提高，而当设定的天气是晴时，将使用公共交通工具的人模型的比例提高。并且，可认为上述比例根据人居住的地域性而改变。例如，当模拟居住在更喜欢到目的地所需的时间较短的地域性的人、或居住在机动车保有率高的地域性的人的移动时，将使用机动车模型的人模型的比例提高。并且，当模拟居住在公共交通工具充实的地域性的人时，将使用公共交通工具模型的人模型的比例提高。
个人行动评估部106计算出基于移动模式的、按照各人模型设定的从出发地到目的地为止的人模型的移动时间及成本(乘车费用)等行动评估值。一般情况下，行动评估值基于个人的价值观，根据地域性、感受性而有所不同。
存储控制部108进行以下控制：当通过个人行动评估部106计算出的、基于移动模式的人模型的移动时间为预先设定的允许值以下时，将该移动模式及使用该移动模式的人模型的模拟结果存储到HDD18。
此外，上述允许值是人到达目的地的基础上作为基准的时间感觉。因此，允许值例如根据模拟人的移动的时间段、人居住的地域性、天气等，设定为不同的值(时间)。例如，当模拟人的移动的时间段是早上时，或当模拟更喜欢到目的地所需时间短的地域性的个人时，可将允许值设定得较短，当天气是降雨时，可将允许值设定得较长。
并且，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10具有结束条件判断部110。
结束条件判断部110判断是否达到了为结束个人的移动的模拟而预先确定的条件，当作出肯定判断时，结束人的移动的模拟，城市评估部76进行基于人的移动的模拟结果的评估。另一方面，当作出否定判断时，意愿决定模型部102使人移动模式制作部104制作新的移动模式。此外，结束条件例如是人的移动的模拟重复的次数。
接着，说明该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10的作用。并且在以下说明中，主要说明意愿决定部模型部102的作用，对仿真部74等的作用，只要无特别说明，则和第1实施方式相同。
交通流仿真装置10中，开始指示受理部70受理交通流仿真的开始指示，之后，初始设定部72进行交通流仿真的初始设定后，开始交通流仿真。在初始设定部72中，作为该第3实施方式中特有的设定，设定人模型的移动速度、人模型的O-D信息、人模型的出发时间、利用交通设备设定、允许值、结束条件、公共交通工具模型的可乘车最大人数、及公共交通工具模型的乘车费用。
接着，通过人移动模式制作部104，根据通过初始设定部72设定的内容，尤其是人模型的O-D信息、利用交通设备设定，按照各人模型制作移动模式。作为移动模式的具体示例，当使用轨道系统交通工具时，是人模型的出发时间、从人模型的出发地到人模型乘车的车站模型为止的移动路径、及从人模型下车的车站模型到人模型的目的地为止的移动路径。
在仿真部74中，根据移动模式模拟人模型从出发地到目的地的移动。例如，对于通过人移动模式制作部104制作了使用轨道系统交通工具的移动模式的人模型，人移动模拟部100模拟人模型从出发到地乘车的车站模型62为止的移动。并且，公共交通工具行驶模拟部88模拟在乘车的车站模型62中的该人模型的乘车，并模拟该人模型在下车的车站模型62中的下车。之后，人移动模拟部100模拟该人模型从下车的车站模型62到目的地为止的移动。
此外，在公共交通工具模型中，设定了可乘车的最大人数，因此存在以下情况：当利用公共交通工具模型的人模型较多时，即使人模型到达了电车车站模型、汽车车站模型，也无法乘坐公共交通工具模型，产生等待时间。此外，乘坐公共交通工具模型的人模型的顺序是人模型到达电车车站模型、汽车车站模型的顺序。
对所有人模型结束了到目的地为止的移动的模拟后，个人行动评估部106计算出基于移动模式的、从设定的出发地到目的地为止的人模型的移动时间，判断该移动时间是否为预先设定的允许值以下，存储控制部108将为允许值以下的移动模式及使用该移动模式的人模型的模拟结果存储到HDD18。
另一方面，对于移动时间超过允许值的人模型，通过人移动模式制作部104制作新的移动模式。此外，新的移动模式通过变更人模型使用的交通工具、或变更出发时刻而制作。
并且，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10直到通过结束条件判断部110判断为达到结束条件为止，重复移动模式的制作、基于移动模式的人模型的移动的模拟、使用了允许值的移动时间的评估。
因此，通过重复进行移动模式的评估，到达目的地的人的移动模式变为均衡状态，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10可更高精度地评估设定的公共交通工具模型产生的交通需求的变化。
该第3实施方式涉及的城市评估部76按照HDD18中存储的各移动模式，计算出人对公共交通工具模型的利用状态。公共交通工具模型的利用状态例如是乘坐公共交通工具模型的人数、公共交通工具模型的拥挤度、坐上公共交通工具模型为止的总等待时间、及到达目的所需的乘车费用的总额等。
拥挤度通过乘坐各公共交通工具模型的人数除以各公共交通工具模型的可乘车最大人数来计算。
并且，城市评估部76不仅按照各移动模式计算出公共交通工具模型的利用状态，还可计算出模拟了移动的多个人模型的利用状态的总和及平均。
并且，城市评估部76可通过计算出各人模型从出发地到目的地所需的时间即旅行时间、及多个人模型的平均旅行时间，来表示人的移动的舒适性。
如上所述，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10具有人移动模式制作部104，制作人的移动模式，该移动模式包括为了从设定的出发地到达目的地而使用机动车及公共交通工具的至少一种的情况，机动车行驶模拟部84根据由人移动模式制作部104制作的移动模式，模拟人模型向机动车模型的乘车、及人模型从机动车模型的下车，公共交通工具行驶模拟部88根据由人移动模式制作部104制作的移动模式，模拟人模型向公共交通工具模型的乘车、及人模型从公共交通工具模型的下车。
因此，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10可模拟使用机动车及公共交通工具的人的行动。
并且，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10通过个人行动评估部106计算出基于移动模式的、从设定的出发地到目的地为止的人模型的移动时间，因此可更加正确地评估公共交通工具对人的移动的影响。
并且，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10，将允许值以下的移动模式及使用了移动模式的人模型的模拟结果存储到HDD18，上述允许值表示在人到达目的地的基础上作为基准的时间感觉，因此，可判断使用了公共交通工具的人的平均行动。
并且，该第3实施方式涉及的交通流仿真装置10中，公共交通工具模型设定可乘车的人数，通过城市评估部76计算出人对公共交通工具模型的利用状态，因此可多角度评估公共交通工具对人的移动的影响。
(变形例1)
变形例1涉及的交通流仿真10，在公共交通工具模型中设定行驶产生的耗能量，城市评估部76计算出因公共交通工具模型的行驶而消耗的耗能量的瞬间值和总量。
如果公共交通工具模型是利用电力行驶的车辆(铁道、有轨电车等)，则耗能是指耗电，例如，预先设定加速时的耗电(kW)及定速时的耗电(kW)，对加速时的耗电乘以加速行驶的时间，对定速时的耗电乘以定速下行驶的时间，通过它们的和来计算耗能。
因此，在该变形例1中，可多角度地评估公共交通工具的导入产生的影响。尤其是在导入通过电力行驶的公共交通工具的地区，可评估公共交通工具所使用的电量，因此会显示出公共交通工具的电力需求，可评估电力需求的平衡及需要的电力基础设施。
并且，通过导入公共交通工具，若人利用公共交通工具的频率提高，则有望减少机动车产生的CO2排放量。
因此，城市评估部76对汽油机动车的机动车模型(以下称为“汽油机动车模型”)的CO2排放量，例如根据下式(1)及(2)计算，可计算出公共交通工具的导入产生的CO2排放量的变化。
燃料消耗量=行驶距离×平均燃耗  ……(1)
CO2排放量=消耗量×常数  ……(2)
公式(1)中的汽油机动车模型的平均燃耗由初始设定部72设定(例如30km/L)，公式(2)中的常数是为了根据燃料消耗量计算出CO2排放量而由初始设定部72设定的设定值。
因此，汽油机动车模型的CO2排放量根据预先设定的设定值及该汽油机动车模型的行驶距离计算。
并且，机动车模型中包括模拟了电动机动车的电动机动车模型时，例如，使电动机动车模型的CO2排放量为0(零)，或为了生成被电动机动车模型的蓄电池消耗的电力，例如在火力发电站排出CO2，因此电动机动车模型也排出CO2。
具体而言，电动机动车模型的CO2排放量根据下式(3)计算。
CO2排放量=蓄电池消耗量×常数  ……(3)
公式(3)中的常数是为了根据蓄电池消耗量计算出CO2排放量而由初始设定部72设定的设定值，电动机动车模型的CO2排放量作为比汽油机动车模型的CO2排放量小的值设定。
(变形例2)
变形例2涉及的交通流仿真装置10如图9所示，具有城市优化部112。
城市优化部112根据城市评估部76的评估结果，变更交通网模型。
例如，机动车模型中包括电动机动车模型时，在交通网模型中设置充电站模型，其模拟对电动机动车模型进行充电的充电站。
并且，通过城市评估部76，导出由交通流仿真获得的电动机动车模型的总旅行时间和充电站模型个数的关系，当即使增加充电站个数总旅行时间也不缩短时，重新制作减少了充电站模型的交通网模型，或制作在不同的场所配置充电站模型的交通网模型。并且，交通流模型装置10根据新制作的交通网模型，进行交通流仿真。
以上对本发明使用上述各实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式的记载范围。在不脱离发明主旨的范围内，对上述各实施方式可进行多种变更或改良，该加入了变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
符号说明
10 交通流仿真装置
12 CPU
40 道路网模型
42A 路线网模型
42B 路线网模型
50 路段
52 节点
64 断开设备模型
76 城市评估部
84 机动车行驶模拟部
88 公共交通工具行驶模拟部
92 车站模型
98 信号机模型
104 人移动模式制作部
106 个人行动评估部
108 存储控制部

Claims (11)

1.一种交通流仿真装置，具有：
机动车行驶模拟单元，对道路网模型中的模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，所述道路网模型对包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网进行了模拟；和
公共交通工具行驶模拟单元，对模拟了路线网的路线网模型中的模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟，上述路线网包括轨道系统交通工具和路面公共交通工具的至少一种的路线、以及根据在该路线上行驶的公共交通工具的行驶而暂时断开上述机动车的行驶的断开单元。
2.根据权利要求1所述的交通流仿真装置，其中，上述断开单元是下述断开设备：设置在上述道路和上述轨道系统交通工具的路线交叉的地点，当上述轨道系统交通工具在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的上述机动车的行驶。
3.根据权利要求1所述的交通流仿真装置，其中，
上述路面公共交通工具是公共汽车，
上述路面公共交通工具的路线与上述道路重合，
上述断开单元是上述公共汽车停止的车站。
4.根据权利要求1所述的交通流仿真装置，其中，
上述路面公共交通工具是有轨电车，
上述路面公共交通工具沿着上述道路，
上述断开单元是下述信号机：设置在上述道路和上述有轨电车的路线交叉的地点，当上述有轨电车在该交叉的地点行驶时，暂时断开该交叉的地点的上述机动车的行驶。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的交通流仿真装置，其中，
具有人移动模式制作单元，制作人的移动模式，该移动模式包括为了从设定的出发地到达目的地而使用上述机动车及上述公共交通工具的至少一种的情况，
上述机动车行驶模拟单元，根据上述人移动模式制作单元制作的上述移动模式，模拟上述人模型向上述机动车模型的乘车以及上述人模型从上述机动车模型的下车，
上述公共交通工具行驶模拟单元，根据上述人移动模式制作单元制作的上述移动模式，模拟上述人模型向上述公共交通工具模型的乘车以及上述人模型从上述公共交通工具模型的下车。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的交通流仿真装置，其中，具有移动时间计算单元，计算出基于上述移动模式的、从设定的出发地到达目的地为止的上述人模型的移动时间。
7.根据权利要求6所述的交通流仿真装置，其中，具有存储控制单元，其进行以下控制：当通过上述移动时间计算单元计算出的上述移动时间为预先设定的允许值以下时，将该移动模式及使用了该移动模式的上述人模型的模拟结果存储到存储单元。
8.根据权利要求5至7的任意一项所述的交通流仿真装置，其中，
上述公共交通工具模型设定可乘车的最大人数，
所述交通流仿真装置具有利用状态计算单元，该利用状态计算单元计算上述人对上述公共交通工具模型的利用状态。
9.根据权利要求1至8的任意一项所述的交通流仿真装置，其中，
上述公共交通工具模型设定行驶所产生的耗能量，
所述交通流仿真装置具有耗能计算单元，该耗能计算单元计算出因上述公共交通工具模型的行驶而消耗的耗能量的总量。
10.一种交通流仿真程序，使计算机作为以下单元发挥作用：
机动车行驶模拟单元，对道路网模型中的模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，所述道路网模型对包括多个道路及连接道路和道路的交叉点的道路网进行了模拟；
公共交通工具行驶模拟单元，对模拟了路线网的路线网模型中的模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟，所述路线网包括作为公共交通工具的轨道系统交通工具及路面公共交通工具的至少一种的路线；和
断开模拟单元，对模拟了断开单元的断开单元模型的动作进行模拟，该断开单元根据在上述路线上行驶的公共交通工具的行驶而暂时断开上述机动车的行驶。
11.一种交通流仿真方法，包括以下步骤：
第1步骤，对模拟了道路网的道路网模型中的模拟了机动车的机动车模型的行驶进行模拟，并且对模拟了路线网的路线网模型中的模拟了公共交通工具的公共交通工具模型的行驶进行模拟，所述道路网包括多个道路及连接道路和道路的交叉点，所述路线网包括作为公共交通工具的轨道系统交通工具及路面公共交通工具的至少一种的路线；和
第2步骤，对模拟了断开单元的断开单元模型的动作进行模拟，该断开单元根据在上述路线上行驶的公共交通工具的行驶而暂时断开上述机动车的行驶。
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