JP2001165681A

JP2001165681A - 交通ネットワーク経路探索方法

Info

Publication number: JP2001165681A
Application number: JP35010999A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Onishi; 啓介大西; Arata Kikuchi; 新菊池
Original assignee: Navitime Japan Co Ltd
Current assignee: Navitime Japan Co Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】メッシュ状に分断された交通ネットワークデ
ータに対して、作成時期が異なるメッシュデータを混在
させても、ノードデータやリンクデータが無制限に増加
することなく、なおかつ従来のラベル確定法を用いて効
率的に経路探索を可能にする。【解決手段】メッシュの境界をリンクが越える場合
は、メッシュ区画辺上にノードを設定し、区画辺上のノ
ードについては作成時期に係わらず一定の番号を付与す
る条件下で各メッシュ毎にノードに番号を付与し、区画
辺上のノードについては隣接するメッシュにおける区画
辺上のノードに付与されている番号である隣接メッシュ
接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理に
よって、最小ポテンシャルを探索しながら仮ラベルと永
久レベルをメッシュ番号とノードとで設定し、仮ラベル
を永久ラベルに変更したノードが区画辺上のノードのと
きは、該ノードの隣接メッシュ接合ノードデータが示す
ノードについて再度、経路探索処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交通機関を含む交
通ネットワークにおける、出発地点から目的地点までの
経路を最小コスト条件下で探索するコンピュータシステ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モバイル端末で経路探索の要求が
高まってきている。複雑な交通ネットワークにおいて
は、最適な経路を求めることは容易でない。ネットワー
クが複雑になると高性能のコンピュータをもってしても
計算時間が増加し、実質的に処理が不可能な事態とな
る。

【０００３】このような、実質的に計算不可能な事態に
対応すべく、様々な手法が提案されている。交通ネット
ワークに対するコンピュータを用いた最短経路探索でよ
く用いられるラベル確定法を用いると、効率のよい経路
探索が行え、短時間で最短経路探索が行える。以下、簡
単にこのラベル確定法を説明する。ラベル確定法はこの
方法の発明者の名をとってダイクストラ法と呼ばれるこ
ともある。

【０００４】ラベル確定法を、図１のネットワークを例
に説明する。特定の地点に対応する図の丸印を「ノー
ド」、そのノードとノードを結ぶ線は地点間の経路に相
当し、「リンク」と呼ぶ。数学的にはこれらのノードと
リンクの集合をグラフと呼び、リンクに向きが有るもの
を有向グラフ、無いものを無向グラフと呼んでいる。図
１の例は有向グラフの例である。このようなシステム
で、出発点のノードｓから目的点のノードｔへの経路
で、最も短くなるものを見い出す問題が最短路問題であ
る。

【０００５】いま、ノードｓからノードｔへの最短路Ｐ
をＰ＝｛ｓ，ｉ，ｊ，……、ｋ，ｔ｝とする。このとき、Ｐをあるノードを境にしてＰ１とＰ
２に分割した場合、部分集合Ｐ１とＰ２も、それぞれの
集合内で最短路になっている。これを最適性の原理と呼
ぶ。この原理を利用して数理的に最短路を求めるアルゴ
リズムがラベル確定法である。すなわち、ラベル確定法
は空集合から始めて、ノードに仮ラベルをつけて、最短
路となるノードを一つずつ求めて最短路部分集合を膨ら
ませていき、最終的に全部のノードに対してラベルを永
久ラベルに確定させ、最短路を求める方法である。以下
は、コンピュータでプログラミングするときのアルゴリ
ズムである。

【０００６】ノードｓからノードｔに到るあらゆるノー
ドの集合をＶ、ノードｓからノードｊに至る最短路の長
さｄ（ｊ）、その最短路のノードの集合をＳ１、その補
集合をＳ２（＝Ｖ−Ｓ１）とすると、以下の方法で最短
路が求まる。 (1)初期値化として、Ｓ１←０（空集合）、Ｓ２←Ｖｄ（ｓ）←０、ｄ（ｉ）←∞ とする。ここで、ｉは最短路のノードの補集合Ｓ２に含
まれるノード、Ｘ←ＹはＸをＹで置き換えることを表
す。

【０００７】(2)Ｓ１＝Ｖなら計算終了。 (3)Ｓ１≠Ｖなら、最短路の長さｄ（ｉ）を選び出し、ｖ←ｉとする。長さｄ（ｖ）はノードｓからノードｖに至る最
短路となっているから、ノードｖを最短路のノードの集
合Ｓ１に含め、ノードｖを最短路のノードの補集合Ｓ２
から外す。

【０００８】(4)ノードｖから出るリンク（出リンク）
が次に到達する、最短路のノードの補集合Ｓ２に含まれ
るすべてのノードｉに対してｄ’（ｉ）←ｄ（ｖ）＋ａｖｉを計算し、ｄ（ｉ）＞ｄ’（ｉ）ならｄ（ｉ）←ｄ’（ｉ）かつｐ（ｉ）←ｖとする。ここで、ａｖｉはノードｖからノードｉに至る
長さ（リンクの長さ）であり、ｄ（ｉ）、ｄ’（ｉ）は
出発点ｓからｉに至る経路の長さである。この時点のｄ
（ｉ）は、最短路のノードの集合Ｓ１内のノードからの
最短路長になっている。最短路のノードの補集合Ｓ２に
はもっと短い経路が存在する可能性はあるが、それは繰
り返し計算のなかで求められることになる。 (5)ステップ(2)のステップに戻る。

【０００９】以上の方法で求めたｐ（ｉ）に対して、最
終ノードｔからｐ（ｔ）をもとに逆にたどっていけば、
出発ノードｓまでの最短路が求まる。たとえば、図１の
例を上記のアルゴリズムで求めると、 d(1)=0 d(2)=50 d(3)=70 d(4)=65 d(5)=85 p(2)= 1 p(3)= 2 p(4)= 2 p(5)= 3 となる。

【００１０】ｓ＝１、ｔ＝５であるから、ノード５の前
はノード３（p(5)=3）、ノード３の前はノード２（p(3)
=2）、ノード２の前はノード１（p(2)=1）、すなわち出
発点ｓにたどりつく。すなわち、最短路は１→２→３→
５、その長さは８５（=d(5)）である。また、ノード１
からノード４に至る経路（１→２→４）の長さd(4)は、
やはり最短路長になっている。

【００１１】実際に上記のアルゴリズムで用いた図１の
経路をシミュレーションしてみると分かるが、ノード３
からノード４に至る長さd’(4)は計算しなくてもすむ。
すなわち、ラベル確定法を用いれば、総組み合わせによ
る最短路計算に比べて、計算量がはるかに少なくてす
む。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で説明したラ
ベル確定法は、コンピュータを用いた場合に処理速度が
速いという特徴をもっている。とくに出発点と目的点が
決まっている場合には、ラベル確定法によって出発点か
ら順次最小コストとなるノードを見つけながら、目的点
に最初に到達する経路を最小コスト経路として探索でき
る。対象となるコストは具体的には時間、あるいは距離
があてられ、「移動時間」あるいは「移動距離」などを
評価することになる。

【００１３】多くのナビゲーションシステムでは、コン
ピュータ上の問題解決手段として様々な方法を用いてい
るが、最小コストという条件で経路探索をする場合に
は、基本的にラベル確定法が用いられている。たとえ
ば、このような最小コスト経路探索には、鉄道機関を用
いての最小コスト経路探索や、自動車による最小コスト
経路探索システムがある。

【００１４】一般的なラベル確定法では、経路探索の対
象とするネットワークデータは一つにまとめられている
が、データ量の関係で複数の分断されたネットワークデ
ータを用いることが必要になることがある。例えば、モ
バイル端末で歩行者ナビゲーションシステムやカーナビ
ゲーションシステムを実現する場合、小型軽量という制
約があるため、記憶領域にかなりの制限がある例が多
く、そのため、必要な地図領域だけをダウンロードして
使うため、地図データはメッシュ構造に分断されてい
る。

【００１５】隣接地域の地図データを個別に扱わねばな
らない場合、ラベル確定法を用いて、隣接メッシュ地域
のデータをも含む経路探索を行うためには、隣接メッシ
ュ地域との関係を定めておく必要がある。この隣接メッ
シュ地域との関係の定め方は様々な方法が考えられる。
モバイルなどの小メモリ容量の中での経路探索を意識し
た場合、データができるだけ小さなことが望ましい。

【００１６】地図データをメッシュ化することによっ
て、必要範囲のデータを取り出すことができ、効率のよ
いメモリ管理が行える。また、インターネットなどでデ
ータを取り寄せる場合にも、必要なメッシュのみのアク
セスでよく、通信効率アップも図れる。とはいえ、地図
データはデータ容量が大きいために、一度に広域のデー
タを取り寄せたのでは、通信時間が掛かりすぎるなどの
問題点がある。

【００１７】これまでのカーナビは、CD-ROMに格納され
た経路探索データを使っているために、道路が新しくで
きたり、あるいはなくなったりしても、新しいCR-ROMを
購入しない限り、古いデータでの探索しか行えない。今
後、携帯電話などを用いたコンピュータネットワーク通
信で、最新の経路探索ネットワークデータをカーナビ端
末側に送信することができるようになれば、常に最新の
データで経路探索ができるようになる。たとえば、デー
タファイルのヘッダーにデータ作成日付情報を書き込
み、端末側とサーバー側が異なる時期のデータであれ
ば、端末側にあるデータのをすべて破棄してサーバー側
のデータですべて更新すればよい。

【００１８】しかしこれでは、すでに多くのメッシュを
端末側にダウンロードしてある場合、新しく１枚のメッ
シュ地図をダウンロードしただけでも、ノードのナンバ
リングが変更されていたりしたときには、メッシュ間の
ノード番号の整合性が取れないために、いままでのデー
タが利用できず、結局はすべてのメッシュを新しいメッ
シュで書き換えなければならない羽目になる。要する
に、変更のあるメッシュのみを取り寄せて更新する方法
は、従来の考え方では正常な探索経路処理が行えないわ
けである。さりとて、全データを最新のデータで更新す
ることは、先にも述べたように通信時間がかかり、時間
的にもコスト的にも好ましいものではない。

【００１９】この点を具体例で説明する。図２は去年の
道路ネットワーク、図３が今年の道路ネットワークだと
しよう。メッシュコード533934を便宜上“Ａ”と記述
し、メッシュコード533935を便宜上“Ｂ”と記述した場
合、去年の道路ネットワークＡ（図２）にあったノード
4、6、8と道路ネットワークＢの接合ノード9が、今年の
ネットワーク（図３）にはない。逆にＢには、去年のノ
ード番号7と8の間に道路ができたため、リンクが新しく
追加されている。メッシュＡとメッシュＢは隣接メッシ
ュ接合ノードデータ（図２では5と1、2と6、8と9、図３
では4と6、2と5）でつながっている。

【００２０】この接合データでメッシュ間のつながりが
できているために、メッシュコード（533934＜Ａ＞、53
3935＜Ｂ＞）とノード番号で、メッシュごとに重複する
ノード番号があっても、固有のノードとして各ノードが
識別できる。たとえば図３にノード番号３がＡとＢで重
複しているが、Ａ３、Ｂ３とすれば固有のノード番号と
して識別できる。したがって、メッシュに跨った従来の
経路探索がそのまま利用できることになる。もちろんこ
れが可能なのは、隣接メッシュ接合ノードデータの対応
表が明確にできている場合である。

【００２１】ところが、端末側に去年のデータＡが残っ
ていて、今年のデータＢをダウンロードした場合、道路
ネットワークは図４のようになる。ここでＡは去年の隣
接メッシュ接合ノードデータを持っているので、ノード
5はＢのノード1と接合することになる。しかし実際には
今年のデータではノード番号もリンク番号もすべて新し
い番号で振られているために、実際にはＢのノード1で
はなく、ノード6に接合しなければならない。したがっ
て、従来の方法をそのまま踏襲したのでは、作成時期の
異なるデータが混在した場合には、隣接メッシュ接合ノ
ードデータがそのまま利用できないために、正しい経路
探索が行えないことになる。

【００２２】このような問題点を解決するために、各メ
ッシュが各データ作成時期ごとのすべての隣接メッシュ
接合ノードデータを持てば、隣接するメッシュのデータ
作成時期をヘッダー等で確認して解決できるが、データ
更新すればするほどデータ量が増え続けるために、実用
的でない。

【００２３】問題は毎年ノード番号とリンク番号が変わ
るため、古いデータの隣接メッシュ接合ノードデータが
使えなくなるということであるから、ある規則に則って
道路網に対し、ノード番号を付けていけば、すべてのノ
ードが実在する限り同じ番号を持ち続けさせるという方
法も考えられる。しかしこの方法においても、道路は増
えたり減ったりするので、増える部分を見込んで領域
（ノード番号を記憶しておく領域）をあらかじめ確保し
ておかなければならず、将来の増加番号の見通しの立て
方が難しいことと、規則を設けたとしても、ネットワー
ク更新にあたりノード番号、リンク番号の振り方が難し
いことである。それに第一、無駄な領域（未使用の領
域）が必要となり、実用的でない。

【００２４】以上の点に鑑み、本発明の目的とするとこ
ろは、メッシュ状に分断された交通ネットワークデータ
に対して、作成時期が異なるメッシュデータを混在させ
ても、ノードデータやリンクデータが無制限に増加する
ことなく、なおかつ従来のラベル確定法を用いて効率的
に経路探索を可能にする方法を提唱することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
システムにおいて、(1)メッシュに分割された交通ネッ
トワークデータは、特定の地点に対応するノード、その
ノードとノードを結ぶ線は地点間の経路であるリンクで
表現され、メッシュの境界をリンクが越える場合は、メ
ッシュ区画辺上にノードを設定し、(2)前記区画辺上の
ノードについては作成時期に係わらず一定の番号を付与
する条件下で各メッシュ毎にノードに番号を付与し、前
記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにおけ
る該区画辺上のノードに付与されている番号である隣接
メッシュ接合データを有し、(3)ラベル確定法による経
路探索処理によって、最小ポテンシャルを探索しながら
仮ラベルと永久レベルをメッシュ番号とノードとで設定
し、仮ラベルを永久ラベルに変更したノードが区画辺上
のノードのときは、該ノードの隣接メッシュ接合ノード
データが示すノードについて再度、経路探索処理を行
う。

【００２６】前記区画辺上のノードについては作成時期
に係わらず先頭から一定の番号を優先的に付与する条件
下で各メッシュ毎にノードに番号を付与する方法は、メ
モリ容量などの点で利点が多い。

【００２７】隣接メッシュ接合ノードデータは、どのメ
ッシュのどのノードが同一のノード（接合ノード）であ
るか記述したデータである。一つの区画辺ノードに対し
て一つ存在するデータである。隣接メッシュコードは上
記の「どのメッシュ」を表現するためのコードである。
隣接メッシュ接合ノードデータは上記の「どのノード」
を表現するためのノード番号である。

【００２８】また、前記隣接メッシュコードとして、相
対メッシュ位置を用いる、ないしは、前記区画辺上のノ
ードの番号として、特別に管理された番号を用いて、デ
ータを小さくすることができる。たとえば、特定の範囲
の番号、あるいは特定の連番号などで、区画辺上のノー
ドであることを知らせる。

【００２９】メッシュに分割された交通ネットワークデ
ータは、特定の地点に対応する「ノード」、そのノード
とノードを結ぶ線は地点間の経路である「リンク」で表
現される。メッシュの境界をリンクが越える場合は、区
画辺上にノードを設定する。

【００３０】以上は従来技術に則った経路探索である
が、本発明において重要な点は以下の考え方を導入して
いることである。・基本的にノード番号、リンク番号はメッシュ（区画）
ごとに自由なナンバリングを認める。・コンピュータ処理時は、区画をまたがる経路探索が存
在するために、リンク番号とリンク番号にメッシュコー
ドを加えてユニークな番号として使用する。・作成時期の異なるメッシュが混在しても利用できるよ
うに、何らかの方法（具体的には請求項２、３の方法）
を導入して隣接メッシュ接合ノードデータに矛盾が生じ
ないように整合性を持たせる。

【００３１】上記の考え方に従って、交通ネットワーク
データが作成されているとして、本発明の経路探索方法
をまとめると以下のようになる。なお以下でいうポテン
シャルは、出発点（出発ノード）からのあるノードまで
のコストの累計を表し、単位は通常、距離または時間を
表す。すなわち以下の経路探索は、出発点からの距離ま
たは時間が最小になるように、ラベル確定法を応用して
具体化した処理である。

【００３２】ステップ１（初期値設定）：出発ノードｓ
に特別な仮ラベル（＊、０）を付け、それ以外のノード
には仮ラベル（Φ,∞）を付ける。ここで、＊は出発ノ
ードであり、どのリンクも入って来ないということを意
味する。またΦは、まだこのノードにどのリンクも到達
していないことを意味する。このようなノードを「未探
索ノード」と呼ぶ。

【００３３】ステップ２（最小ポテンシャルの探索処
理）：仮ラベルを付けたノードのうち、最小ポテンシャ
ルのノードを探索し、それを最小ポテンシャルノードｖ
とする。この最小のポテンシャルを持つノードｖが、目
的ノードの場合は終了する。そうでなければ、仮ラベル
のノードのうち、ポテンシャルが最小のノードｖを求
め、ステップ３へ進む。

【００３４】ステップ３（経路探索処理）：ノードｖか
ら出るリンクａで接続する終点ノードをδ^-a、これに掛
かるコストをｄ（δ^-a）としたとき、起点からのすでに
求められているノードｖのポテンシャルをｐ（ｖ）とす
ると、ノードδ^-aのポテンシャルはｐ（ｖ）＋ｄ（ａ）となる。すでにノードδ^-aに対して設定されているポテ
ンシャルをｐ（δａ）としたとき、ｐ（ｖ）＋ｄ（ａ）
がｐ（δ^-a）より小さければ、ｐ（ｖ）＋ｄ（ａ）を新たなポテンシャルｐ（δ^-a）とし、仮ラベルを（ａ，ｐ（δ^-ａ））とする。上記の処理をしたあと、ノードｖの仮ラベルを
永久ラベルとする。その後、ノードｖが区画辺ノードの
場合はステップ４へ、そうでない場合はステップ２（最
小ポテンシャルの探索処理）に戻る。

【００３５】ステップ４（隣接メッシュ接合・経路探索
処理）：ノードｖの隣接メッシュ接合ノードが示すノー
ドをｖとし、上記のステップ３と同様に経路探索処理を
行い、ノードｖのラベルを永久ラベルとしてステップ２
へ戻る。

【００３６】ステップ５（終了処理）ｖを永久ラベル化し、ｖから永久ラベルを逆経路をたど
って出発地点までの経路を要求される形式で出力する。

【００３７】本発明では交通ネットワークデータをメッ
シュごとに管理しているので、区画辺上のノードがどの
メッシュのどの区画辺上のノードに接続するかという情
報は必要であり、区画辺上のノードに対して隣接メッシ
ュ接合ノードデータをあらかじめ持たせている。

【００３８】上記の経路探索方法は、メッシュの作成時
期に関わりなく、新旧が混在しても利用できる。しか
し、それには前提がある。すなわち、隣接メッシュ接合
ノードデータが新旧のメッシュ間で整合性が取れている
ことである。メッシュＡの区画辺点のノード番号ｎとし
た場合、このｎはメッシュの更新に当たっても固定され
る。たとえば、ノードｎが消滅しても、このノード番号
ｎは将来的にも使用できない。ただし、区画辺点以外の
ノードは自由なナンバリングを保証する。

【００３９】本発明では、メッシュ境界線上にある区画
辺点の隣接メッシュ接合ノードデータに座標値を持た
せ、メッシュ間の接合ノードの探索を座標値で行うこと
もできる。たとえば、メッシュＡの区画辺点のノード番
号ｍ、その座標値（ｎａ，ｅａ）、メッシュＢの区画辺
点のノード番号ｎ、その座標値（ｎｂ，ｅｂ）とした場
合、各メッシュにおける隣接メッシュ接合ノードデータ
に、メッシュＡ：ノード番号ｍ、座標値（ｎａ，ｅａ）メッシュＢ：ノード番号ｎ、座標値（ｎｂ，ｅｂ）と、登録しておく。一方、実行時に経路探索でメッシュ
Ａのノードｍが処理の対象となったとき、隣接するメッ
シュＢの区画辺点の座標値とノードｎの座標値を比較
し、ｎａ＝ｎｂかつｅａ＝ｅｂとなった場合、メッシュＡのノードｍとメッシュＢのノ
ードｎは接合するノードであると判断する。この判定
は、ステップ４で行う。

【００４０】座標値（ｎａ，ｅａ）、座標値（ｎｂ，ｅ
ｂ）を（緯度，経度）とすれば、この値はノードが存在
する間、不変（一定）である。メッシュ更新時、旧ノー
ド番号にこだわらずにまったく新しいノード番号を付け
直してもよく、またノードが消滅したときには、消滅し
たノード番号を新たに使用することも可能である。した
がって、交通ネットワークの更新時、新旧のノード番号
に拘束されないナンバリングが可能となる。

【００４１】交通ネットワークがメッシュ単位で配信さ
れるインターネットシステムにおいて、すでに交通ネッ
トワークがある場合に、すべての交通ネットワークをダ
ウンロードすることは、効率的でない。交通網は常時変
化しているが、さりとてすべてがダイナミックに変化す
ることはない。たとえば、Ａ点から遠く離れたＢ点に移
動する場合、通常は幹線道路を使用する。幹線道路は大
きく変化することはなく、出発点Ａ付近と目的点Ｂ付近
の最新地図があればよいことが多い。このよう場合に
は、出発点と目的点付近の最新メッシュ地図を取り寄せ
るだけで、たいがいは事が足りる。また、多くのドライ
バなら道路の最新事情に詳しく、バイパスがどこそこに
できているといった道路事情に詳しい。このような場合
でも、変更されたメッシュのみを取り寄せるだけ用が足
りる。

【００４２】上記のように、すべての交通ネットワーク
を取り寄せるのではなく、必要とするメッシュのみを取
り寄せることが、本発明では、位置情報を含むメッシュ
コードで情報提供元から取り出せるようにできる。この
場合、利用者が直接コードを指定する方法や、あるいは
メッシュファイルのヘッダー情報にメッシュデータの作
成年月日等を登録しておき、利用者の所有するメッシュ
の作成年月日等を比較し、異なるときにのみ取り寄せ、
既存のメッシュデータと取り寄せ、最新のメッシュデー
タとを融合して経路探索を行う。このようにすれば、無
闇にメッシュデータをダウンロードしなくても、必要な
メッシュデータのみダウンロードするだけで、実質的に
最新の交通ネットワークでの経路探索が可能となる。こ
のようなことができるのも、作成時期の異なるメッシュ
データが混在する交通ネットワークに対する本発明の経
路探索手法があればこそ、可能である。

【００４３】

【発明の実施の形態】図５に示すような道路網ネットワ
ークを例として本発明の方法を具体的に説明する。メッ
シュ533934のノード６を出発地として、メッシュ533935
のノード８を目的地とする。説明上、簡略表現するため
にメッシュ533934をＡ、メッシュ533935をＢと記述す
る。また、ノード番号の表現としてメッシュ533935
（Ｂ）のノード５であれば、Ｂと表現するようにす
る。ただしノード０は、丸囲みの０の記号がワープロに
ないために、単に０と表現する。またリンクは、図では
四角で囲んだ番号で表しているが、本稿ではリンクｎを
［ｎ］と表す。

【００４４】なお、ノードの詳細情報はメッシュごとに
図６で示す形式で保持されているものとする。これを、
ノードデータテーブルと呼ぶ。テーブルはノード番号を
添字にノードデータが参照できるようになっている。ノ
ードデータにはそのノードからの出て行く経路番号すな
わち出リンク番号、そのノードに別のノードから入って
来る経路番号すなわち入リンク番号などの情報が登録さ
れている。ノード番号の若い方に、集中して区画辺点
（メッシュの境界線上のノード）を配置し、区画辺点数
または区画辺点の最大番号を把握しておけば、処理の対
象としているノードがノード番号で区画辺点かそれ以外
かがノード番号で判断できる。区画辺点の場合には、ノ
ードデータのほかに、隣接メッシュ接合ノードデータが
付加されている。このデータには、どの隣接メッシュの
どのノードと接合しているかの情報が含まれている。た
とえば図５において、メッシュＡの区画辺点０の隣接メ
ッシュ接合ノードデータはＢである。以下の経路探索
では、このノードデータテーブル参照しながら行う。た
だし、以下の説明では「ノードデータテーブルの参照」
という表現は省く。

【００４５】ステップ１：出発地Ａ（＊，０）ステップ２：ｖを出発地Ａにする。ステップ３：ｖを探索する。ｖから出るリンクの終点ノ
ードのポテンシャルを計算する。Ａの終点ノードはＡ
、Ａ、Ａである。これらの終点ノードはすべて未
探索であるため、終点ノードのポテンシャルはｖのポテ
ンシャル0+vから各終点ノードまでのコストの合計とな
る。したがって、各終点ノードのポテンシャルはＡ
（Ａ，７）、Ａ（Ａ，８）、Ａ（Ａ，１４）
となる。これらの終点ノードには仮ラベルが貼られる。
ｖである出発地はポテンシャル０で永久ラベルとしてス
テップ２へ戻る。なお、この時点でのラベルリストは以
下の通りである。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０）｝仮ラベルリスト：｛Ａ（Ａ，７），Ａ（Ａ，
８），Ａ（Ａ，１４）｝

【００４６】ステップ２：仮ラベルのなかで最小のポテ
ンシャルを持つものを探す。Ａ（Ａ，７）がポテン
シャル７で最も小さい。したがってＡをｖとする。

【００４７】ステップ３：ｖすなわちＡを基点に次の
経路を探索する。Ａから出ているリンクはＡ［１］で
ある。Ａ［１］は終点ノードはすでに今回よりも低い
ポテンシャルで確定しているために仮ラベルは登録は行
わない。Ａはポテンシャル７で永久ラベルとする。ｖ
であるＡは区画辺点なのでステップ４へ。なお、この
時点でのラベルリストは以下の通りである。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０），Ａ（Ａ，
７）｝仮ラベルリスト：｛Ａ（Ａ，８），Ａ（Ａ，１
４）｝

【００４８】ステップ４：Ａの隣接メッシュ接合ノー
ドは存在しないため、ステップ４では何もせずにステッ
プ２へ。したがって、この時点でのラベルリストは、ス
テップ３と変わらない。

【００４９】ステップ２：仮ラベルでいちばん小さなポ
テンシャルを持つのはＡ（Ａ，８）である。Ａを
ｖとしてステップ３へ。

【００５０】ステップ３：ｖすなわちＡから出るリン
クはＡ［３］、Ａ［４］、Ａ［５］、Ａ［６］である。
リンクＡ［３］の終点ノードのポテンシャルは未探索
のため、ポテンシャルを求めると13（=8+5）となる。し
たがって、Ａ（Ａ，１３）が仮ラベルとして登録さ
れる。リンクＡ［４］の終点ノードはすでに今回より
低いポテンシャル確定しているために、仮ラベルの登録
は行わない。リンクＡ［５］の終点ノードＡのポテン
シャルは未探索であるため、ポテンシャルを求めると19
（=8+11）となる。したがってＡ（Ａ，１４）が仮
ラベルとして登録させる。リンクＡ［５］の終点ノード
Ａのポテンシャルは未探索であるから、ポテンシャル
を求めると14(=8+6)となる。したがって、Ａ（Ａ,
１４）が仮ラベルとして登録される。Ａをポテンシャ
ル８の永久ラベルとして登録し、ステップ２へ。この時
点のラベルリストは以下のようになっている。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０），Ａ（Ａ，
７），Ａ（Ａ，８）｝仮ラベルリスト：｛Ａ（Ａ，１３），Ａ（Ａ，
１４），Ａ（Ａ，１４），Ａ（Ａ，１９）｝

【００５１】ステップ２：仮ラベルで一番小さいポテン
シャルを持つものはＡ（Ａ，１３）であるから、Ａ
をｖとしてステップ３へ。

【００５２】ステップ３：ｖすなわちＡを基点に経路
探索する。ｖから出ているリンクはＡ［２］であるが、
すでにＡ［２］の終点ノードは今回より低いポテンシ
ャルで確定しているため、仮ラベルは登録しない。Ａ
をポテンシャル１３の永久ラベルとする。ｖであるＡ
は区画辺点であるからステップ４へ。この時点のラベル
リストは以下の通りである。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０），Ａ（Ａ，
７），Ａ（Ａ，８），Ａ（Ａ，１３）｝仮ラベルリスト：｛Ａ（Ａ，１４），Ａ（Ａ，
１４），Ａ（Ａ，１９）｝

【００５３】ステップ４：Ａの隣接メッシュ接合ノー
ドはＢ０である（先に述べたようにＢ０の０はノード番
号）。Ｂ０をｖとし、点ｖを基点に経路探索する。Ｂ０
から出ているリンクはＢ［０］である。リンクＢ［０］
の終点ノードＢのポテンシャルは未探索であるため、
ポテンシャルを求めると18（=13+5）となる。したがっ
て、Ｂ（Ａ，１８）が仮ラベルに登録される。ステ
ップ２へ。この時点でのラベルリストは以下のようにな
っている。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０），Ａ（Ａ，
７），Ａ（Ａ，８），Ａ（Ａ，１３）｝仮ラベルリスト：｛Ａ（Ａ，１４），Ａ（Ａ，
１４），Ｂ（Ａ，１８），Ａ（Ａ，１９）｝

【００５４】以下の処理は上記の処理の繰り返しである
から、結果のみを記す。ステップ２：Ａをｖとしてステップ３へ。ステップ３：ｖすなわちＡを基点に経路探索すると、
ラベルリストは以下のようになる。Ａは区画辺点でな
いから、ステップ２へ。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０），Ａ（Ａ，
７），Ａ（Ａ，８），Ａ（Ａ，１３），Ａ
（Ａ，１４）｝仮ラベルリスト：｛Ａ（Ａ，１４），Ｂ（Ａ，
１８），Ａ（Ａ，１９），Ａ（Ａ，２０），Ａ
０（Ａ，２１）｝ステップ２：Ａをｖをとしてステップ３へ。ステップ３：ｖすなわちＡを基点に経路探索すると、
ラベルリストは以下のようになる。Ａは区画辺点でな
いからステップ２へ。永久ラベルリスト：｛Ａ（＊，０），Ａ（Ａ，
７），Ａ（Ａ，８），Ａ（Ａ，１３），Ａ
（Ａ，１４），Ａ（Ａ，１４）｝仮ラベルリスト：｛Ｂ（Ａ，１８），Ａ（Ａ，
１９），Ａ（Ａ，２０），Ａ０（Ａ，２１）｝ステップ２：仮ラベルのノードのうちで最小のポテンシ
ャルを持つものが目的点Ｂであるから、処理は終了す
る。

【００５５】最小コスト経路は目的地から永久ラベルの
入ノードを接続すればよい。ラベルＢ（Ａ、１８）
より、ＢはＡから入る経路が最小コストを形成し、
経路総コストが１８であることが分かる。つぎにＡの
永久ラベルＡ（Ａ，１３）であるから、ＡはＡ
より入る経路が最小コストを形成し、その時点（Ａに
到達時点）のコストは１３である。ＡのラベルはＡ
（Ａ，８）であるから、Ａから入る経路が最小コス
トになる。したがって、最小コスト経路は、Ｂ←Ａ←Ａ←Ａとなる。

【００５６】本発明では、区画辺点のノード番号以外は
自由にナンバリングできるために、交通ネットワークの
変更に当たって、メッシュ内のナンバリングがしやすい
という利点と、ノード番号が無限に増えるという懸念が
ないことである。たとえば、図７、図８、図９を例に考
察してみよう。図７は変更前、図８は変更後である。メ
ッシュＡの区画辺点ノード番号０と２、メッシュＢの区
画辺点ノード番号１と０は、変更されていないが、それ
以外のノード番号は大幅に変更されている。すなわち隣
接メッシュ接合ノードデータに変更がないために、実施
の形態で説明した経路探索処理がそのまま使用できる。

【００５７】図９は図８の交通ネットワークから変更が
あり、新たに区画辺点ノードが加わった場合の例である
が、ルールに従って一度消滅したＡ１とＢ２は使わない
ために、ノード番号をＡ３、Ｂ３としてある。すなわ
ち、本発明においてはこの点にのみ配慮すればよく、他
のノード番号は影響を受けないですむ。図ではメッシュ
Ａにノード番号３が二つ存在することになるが、図６に
示したノードデータテーブルから区画辺点のノードかそ
れ以外のノードかが区別できるために、問題は生じな
い。すなわち、区画辺点以外のメッシュ内のノードのナ
ンバリングは区画辺点のノード番号に配慮することな
く、自由にナンバリングできる。

【００５８】

【発明の効果】本発明の手法は、新旧のメッシュデータ
が混在した場合でも、経路探索が行える点に特徴があ
る。このため、将来メッシュ単位で交通ネットワークデ
ータのインターネットでの配信サービスが行われたとき
に、必要とする最新のメッシュデータののみ取り寄せれ
ば、現在使用している古い交通ネットワークと融合し、
実質的に最新の交通ネットワークのもとでの経路探索が
可能となる。これによって通信時間短縮と通信コストの
削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラベル確定法を用いて最適解を求める説明図で
ある。

【図２】変更前の交通ネットワーク図である。

【図３】図２に対する変更後の交通ネットワーク図であ
る。

【図４】図２の変更前の交通ネットワークに、図３の変
更後の交通ネットワークのうちメッシュＢのみ入れ換え
た図である。

【図５】本発明の経路探索を具体的に説明するための道
路ネットワーク図である。

【図６】本発明のノードテーブルの説明図である。

【図７】本発明の区画辺点ノード番号継続使用方法の効
用を説明するための交通ネットワーク図である。

【図８】本発明の区画辺点ノード番号継続使用方法の効
用を説明するための交通ネットワーク図である。

【図９】本発明の区画辺点ノード番号継続使用方法の効
用を説明するための交通ネットワーク図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）９Ａ００１Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AA07 AB13 AC08 AC14 5B049 BB31 CC02 CC31 EE03 EE05 GG03 GG06 5B075 KK07 ND03 ND06 ND20 ND36 NK54 PP30 QM10 QS20 UU14 UU16 5H161 JJ01 5H180 AA01 AA21 AA30 BB13 FF11 9A001 FF01 GG19 JJ11 JJ77

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
方法において、メッシュに分割された交通ネットワークデータは、特定
の地点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線
は地点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境
界をリンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノード
を設定し、前記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず一
定の番号を付与する条件下で各メッシュ毎にノードに番
号を付与し、前記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにお
ける該区画辺上のノードに付与されている番号である隣
接メッシュ接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理によって、最小ポテン
シャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ
番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更
したノードが区画辺上のノードのときは、該ノードの隣
接メッシュ接合ノードデータが示すノードについて再
度、経路探索処理を行うことを特徴とする交通ネットワ
ーク経路探索方法。
【請求項２】交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
方法において、メッシュに分割された交通ネットワークデータは、特定
の地点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線
は地点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境
界をリンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノード
を設定し、前記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず先
頭から一定の番号を優先的に付与する条件下で各メッシ
ュ毎にノードに番号を付与し、前記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにお
ける該区画辺上のノードに付与されている番号である隣
接メッシュ接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理によって、最小ポテン
シャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ
番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更
したノードが区画辺上のノードのときは、該ノードの隣
接メッシュ接合ノードデータが示すノードについて再
度、経路探索処理を行うことを特徴とする交通ネットワ
ーク経路探索方法。
【請求項３】交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
システムにおいて、メッシュに分割された交通ネットワークデータは、特定
の地点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線
は地点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境
界をリンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノード
を設定し、前記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず一
定の番号を付与する条件下で各メッシュ毎にノードに番
号を付与し、前記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにお
ける該区画辺上のノードに付与されている番号である隣
接メッシュ接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理によって、最小ポテン
シャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ
番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更
したノードが区画辺上のノードのときは、該ノードの隣
接メッシュ接合ノードデータが示すノードについて再
度、経路探索処理を行う手段を備えたことを特徴とする
交通ネットワーク経路探索システム。
【請求項４】交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
システムにおいて、メッシュに分割された交通ネットワークデータは、特定
の地点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線
は地点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境
界をリンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノード
を設定し、前記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず先
頭から一定の番号を優先的に付与する条件下で各メッシ
ュ毎にノードに番号を付与し、前記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにお
ける該区画辺上のノードに付与されている番号である隣
接メッシュ接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理によって、最小ポテン
シャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ
番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更
したノードが区画辺上のノードのときは、該ノードの隣
接メッシュ接合ノードデータが示すノードについて再
度、経路探索処理を行う手段を備えたことを特徴とする
交通ネットワーク経路探索システム。
【請求項５】交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
方法において、メッシュに分割された交通ネットワークデータは、特定
の地点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線
は地点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境
界をリンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノード
を設定し、前記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず一
定の番号を付与する条件下で各メッシュ毎にノードに番
号を付与し、前記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにお
ける該区画辺上のノードに付与されている番号である隣
接メッシュ接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理によって、最小ポテン
シャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ
番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更
したノードが区画辺上のノードのときは、該ノードの隣
接メッシュ接合ノードデータが示すノードについて再
度、経路探索処理を行う手順を記録したコンピュータ用
記録媒体。
【請求項６】交通ネットワークがメッシュ状に分断さ
れ、なおかつ異なる時期に作成されたデータが混在し、
前記データを用いて出発地点から目的地点までの経路
を、地点をノード、地点間をリンクとして交通ネットワ
ークを表現し、コンピュータを用いてラベル確定法によ
りコストとして移動時間または移動距離などを用いて、
最短コスト条件下で探索する交通ネットワーク経路探索
方法において、メッシュに分割された交通ネットワークデータは、特定
の地点に対応するノード、そのノードとノードを結ぶ線
は地点間の経路であるリンクで表現され、メッシュの境
界をリンクが越える場合は、メッシュ区画辺上にノード
を設定し、前記区画辺上のノードについては作成時期に係わらず先
頭から一定の番号を優先的に付与する条件下で各メッシ
ュ毎にノードに番号を付与し、前記区画辺上のノードについては隣接するメッシュにお
ける該区画辺上のノードに付与されている番号である隣
接メッシュ接合データを有し、ラベル確定法による経路探索処理によって、最小ポテン
シャルを探索しながら仮ラベルと永久レベルをメッシュ
番号とノードとで設定し、仮ラベルを永久ラベルに変更
したノードが区画辺上のノードのときは、該ノードの隣
接メッシュ接合ノードデータが示すノードについて再
度、経路探索処理を行う手順を記録したコンピュータ用
記録媒体。