JP2004070588A - 突発事象の発生地点特定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】事故などの突発事象が発生したとき、交通流に乱れが生じるため、交通量Qは変動する。突発事象の発生後の、交通量Qの変動分は、当該道路区間における車両台数の増加に対応するものと考えられ、この増加した車両は、当該道路区間内の突発事象の発生地点まで渋滞するものと予想される。そこで突発事象の発生後の、交通量Qの変動分を時間積分し、車頭間隔をかけ、車線数で割ることにより当該車両感知器3から突発事象の発生地点までの距離L1を求める。
【効果】突発事象が発生した地点まで短時間で直行して、突発事象の影響を除去し、2次災害を防止するための処置を施すことができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路に車両感知器等を設置して交通計測データを集め、この交通計測データによって、突発事象の発生地点を特定することができる突発事象の発生地点特定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
道路上に交通事故、災害などの突発事象が発生したとき、この突発事象に基づく交通流の異常をいち早く検知して、後続の車両に知らせたり、後続の車両を誘導したりする必要がある。
従来、所定道路区間上の車両(走行車両、停車車両を含む)の存在台数に着目し、この増減を算出することにより、道路上の突発事象の発生を精度よく検知することのできる交通流の異常検知方法が知られている(特開2002−83394号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記方法では、道路上の車両感知器と車両感知器で挟まれた各道路区間のうち、どの道路区間で突発事象が発生したかを特定できるにとどまっている。
実際、突発事象の影響を除去し、2次災害を防止するためには、突発事象が発生した地点まで辿り着き、必要な処置を施さなければならない。
【0004】
したがって、突発事象が発生した道路区間を特定するだけでなく、当該道路区間のどの地点で突発事象が発生しているのか特定できることが望まれている。
そこで例えば、テレビ装置(ITV)を使って、突発事象の発生地点を特定することができるが、道路の広い範囲にわたってカメラを設置することは経費がかかり、また、夜間や悪天候時の検知が困難である。さらに、画面を見る管制官にも負担がかかる。
【0005】
そこで本発明は、道路上の突発事象の発生地点を自動的にかつ確実に特定することができる突発事象の発生地点特定装置を実現することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の突発事象の発生地点特定装置は、道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、前記車両計測手段は、交通量(単位時間あたりの車両通過台数)を計測するものであり、前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分に基づいて、当該車両計測手段の設置位置から突発事象の発生地点までの距離を求めるものである(請求項1)。
【0007】
交通の流れが定常であれば、道路区間に流入する交通量はほぼ定常的な値に落ち着いている。しかし事故などの突発事象が発生したとき、交通流に乱れが生じるため、交通量は変動する。突発事象の発生後の、この交通量の変動分は、当該道路区間の道路における車両台数の増加に対応するものと考えられ、さらに、この増加した車両は、当該道路区間内の突発事象の発生地点から渋滞するものと予想される。したがって、突発事象発生後の交通量の変動分に基づいて、当該車両計測手段の設置位置から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる。
【0008】
前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分を時間積分し、車頭間隔をかけ、車線数で割ることにより当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる(請求項2)。交通量の変動分を時間積分したものが、突発事象発生後の当該道路区間の道路における車両の増加台数になる。これに車頭間隔をかけ、車線数で割れば、渋滞長が算出できる。したがって、当該車両計測手段の設置位置から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる。
【0009】
本発明の突発事象の発生地点特定装置は、道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、前記車両計測手段は、車線利用率を計測するものであり、前記車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離と、車線利用率との関係を予め保有する記憶手段をさらに備え、前記地点特定手段は、突発事象の発生後計測された車線利用率に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めるものである(請求項3)。
【0010】
交通の流れが定常であれば、道路区間の車線利用率はほぼ定常的な値に落ち着いている。しかし事故などの突発事象が発生したとき、車線利用率に乱れが生じる。一方、突発事象の発生地点では、発生車線の車線利用率は0%、非発生車線の車線利用率は100%であり、突発事象の発生地点から離れるに従って車線利用率の偏りは緩和されていく。この傾向は、一般的であると考えられるので、車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離と、車線利用率との関係を予め保有しておけば、突発事象の発生後計測された車線利用率に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めることができる。
【0011】
なお、突発事象の発生地点として、当該車両計測手段の設置位置の上流、下流の2点が特定されるが、突発事象検知手段により突発事象が発生した道路区間が分かるので、上流又は下流のいずれか1点に絞ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、高速道路の交通流監視を例にとって、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
1.システムの構成
図1は、交通流の異常検知をするための交通流監視システムを示す概略図である。
【0013】
2車線ある高速道路Rに、車両の上方から車高を測定する超音波式の車両感知器3が、所定道路区間ごと、車線ごとに設置されている。また、車両の上方から道路の画像を撮影するカメラ5が、所定道路区間ごとに設置されている。
また、超音波式の車両感知器3に代えて、又は車両感知器3とともに、2ループ埋め込み式の車両感知器を、道路の所定道路区間ごと、車線ごとに設置していてもよい。
【0014】
図2は、車両感知器3やカメラ5の情報を収集し、突発事象の発生を検知してその発生地点を特定し、発生地点まで直行するための最適経路を算出する中央管制装置1の各機能を説明するためのブロック図である。
前記車両感知器3やカメラ5は、通信回線を通して、一次処理装置4につながれていて、一次処理装置4は、車両通過台数のカウントや、車両速度の検知等を行う。
【0015】
この車両通過台数や車両速度の情報は、通信回線を通して二次処理装置6に集められ、二次処理装置6から通信回線を通して中央管制装置1に集められる。
中央管制装置1には、車両感知器情報収集部11、突発事象分析部12、経路算出部13、道路地図・路線のGIS情報記憶部14、経路案内部15、カメラ管理部16、情報提供部17等の機能部が存在する。これらの各機能部の全部又は一部は、CD−ROMやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、中央管制装置1のコンピュータが実行することにより実現される。
【0016】
車両感知器情報収集部11は、一定周期ごとに、車両感知器3によって検知された車両通過台数や車両速度に基づいて、車線ごとの交通量Q1,Q2、及び両車線の交通量Q(=Q1+Q2)、平均速度V、車線ごとの占有率O1,O2、及び両車線の占有率O(占有率には時間占有率と空間占有率があり、時間占有率は、ある時間T内に車両が車両感知器3を横切った時間tkの総和Σtkを時間Tで割ったものをいう:Σtk/T。空間占有率は、車長mkの和Σmkを道路長Lで割ったものをいう:Σmk/L。添え字kは各車両を表す)、車高、車長、車頭間隔等のデータを算出しその結果をメモリに保持している。
【0017】
これらの交通量、速度、占有率、車高、車長、車頭間隔等の検知データを、「交通計測データ」という。
突発事象分析部12は、交通計測データに基づいて、突発事象が発生したかどうかを検知し、突発事象の発生を検知したならば、突発事象の発生地点を特定する。
突発事象の発生の検知は、次のようにして行う。各道路区間の流入交通量と流出交通量との差を算出し、その時間積分を求めることにより当該道路区間の車両存在台数を求め、その車両存在台数の時間変動が激しくなり、しきい値を超えた場合に、当該道路区間で突発事象発生と判定する(特開2002−83394号公報参照)。なお、突発事象の発生の判定方法は、前記に限らず、車両の平均速度に現れる疎密波(スペクトル変化)を利用した判定方法、車線利用率の偏りに注目した判定方法などを採用することもできる(服部、下浦、天目他「交通流データによる突発事象検出アルゴリズム」SEIテクニカルレビュー第159号、第55頁〜第60頁、2001年9月)。
【0018】
経路算出部13は、現在の渋滞状況等に基づいて、突発事象の発生地点へ最短時間又は最短距離で到着することのできる経路(総称して「最適経路」という)を算出する。
道路地図・路線のGIS情報記憶部14は、道路地図ネットワークデータを記憶しているとともに、路線のGIS(Geographic Information System)情報を記憶している。ここで「GIS情報」とは、都市、環境、地形や生活に関係する多様な情報をいう。
【0019】
経路案内部15は、国土交通省、警察庁、都道府県警、消防庁、地方自治体などの道路管理関係機関に、通信回線を通して、算出された最適経路を通って突発事象の発生地点まで誘導するための情報を配信する。これは、作業車、救急車、パトカーなどが突発事象の発生地点へいち早く到着するためである。
カメラ管理部16は、突発事象の発生地点の情報に基づいて、その地点付近のカメラ5を決定して、角度・焦点の制御を行うともに、そのカメラ5の映像を受信して、モニター画面に表示させる。
【0020】
情報提供部17は、突発事象の発生とその発生地点の情報を、道路に設置されている案内板、路側ビーコン、放送局等に配信する。
2.突発事象発生地点の特定方法
−方法1−
車両感知器情報収集部11は、一定(例えば1分)間隔の時刻t1,t2,t3,‥‥,tk,‥‥(代表するときは添え字のない「t」を使う)ごとの交通量Q1(t),Q2(t) ,Q(t),占有率O1(t),O2(t) ,O(t)などを記録している(添えた数字は車線をあらわす)。
【0021】
突発事象が発生すると、突発事象分析部12は、当該発生道路区間入り口に設置されている車両感知器3によって計測される流入交通量Qを参照する。流入交通量Qは、図1のグラフに示すように、突発事象発生前は、ほぼ一定量Qcを維持しているが、突発事象が発生した後から低下し出し、一定量Qiまで低下し、その後ほぼこの値を維持する。
流入交通量Qが、突発事象発生後から低下し出し、一定量Qiに落ち着くまでの時間をTとする。図1のグラフの斜線部の面積は、突発事象発生により、当該道路区間の中に渋滞状態で存在している車両台数(渋滞台数という)Dと考えられる。車両台数は次の式で表される。
【0022】
D=(Qc−Qi)T/2
又は
D=∫(Q−Qi)dt (積分範囲はT)
この渋滞台数Dに車頭間隔(mとする)をかけ、車線数で割れば、当該発生道路区間入り口から突発事象発生地点までの渋滞長L1が求まる。
L1=D・m/(車線数)
これにより、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定することができる。なお、前記車頭間隔mには、渋滞時、経験的に想定される数値を用いても、車両感知器から得た車頭間隔測定値を用いてもよい。
【0023】
−方法2−
車両感知器情報収集部11は、第1車線及び第2車線の車線利用率r1(t),r2(t)を算出し記憶ている。ここで、車線利用率r1(t),r2(t)とは、全車線の交通量に対する当該車線の交通量の比で定義してもよく、全車線の占有率の和に対する当該車線の占有率の比で定義してもよい。前者の場合、
r1(t)=Q1(t)/Q(t),
r2(t)=Q2(t)/Q(t)
である。後者の場合、
r1(t)=O1(t)/O(t),
r2(t)=O2(t)/O(t)
である。
【0024】
図3は、車両感知器を設置した道路区間上の位置と、車両感知器により計測されたいずれかの車線の車線利用率との関係を示すグラフである。
突発事象が発生すると、発生地点の車線利用率は原理的には0%又は100%となる。そして、発生地点から離れるに従って、車線利用率は、一般的に、0%から上昇し、又は100%から下降していき、最終的にはそれぞれ50%に収束する。
【0025】
この発生地点からの距離と、車線利用率との関係をシミュレーションして、グラフ化したものが図4である。このようなグラフは、例えば、実際に高速道路の片車線で事故が起こったときの様子をカメラ5で撮影し、事故地点からの距離と車線利用率との関係を調べれば、作成することができる。
この図4の結果を使えば、突発事象発生道路区間の入り口又は出口に設置された車両感知器の車線利用率の計測値に基づいて、突発事象発生地点までの距離がわかる。
【0026】
図3のグラフによれば、突発事象発生道路区間の出口a地点における車線利用率は10%である。そこで、図4を参照すれば、車線利用率10%に対応する、当該車両感知器から突発事象発生地点までの距離は、50mであることが分かる。ただし、図4だけでは当該車両感知器から上流か下流か分からないが、突発事象発生道路区間が特定できるので、上流・下流の区別は簡単にできる。図3の場合、車両感知器の上流、L1=50mのところが突発事象発生地点であることが分かる。
【0027】
3.処理の流れ
中央管制装置1において行われる、突発事象発生地点の特定を含めた処理の流れを、図5のフローチャートを用いて説明する。
中央管制装置1は、交通計測データを常時収集し、突発事象の発生を調べている(ステップS1,S2)。突発事象の発生が検知されると(ステップS3)、その道路区間の「分解能」を算出する(ステップS4)。この「分解能」は、車両感知器の設置間隔や、データ収集周期に対応したパラメータである。車両感知器の設置間隔が大きく、データ収集周期が長いと、分解能を下げ、車両感知器の設置間隔が小さく、データ収集周期が短いと、分解能を上げる。これにより、突発事象発生地点の特定誤差を最小限にすることができる。
【0028】
そして、前記方法1又は方法2を用いて突発事象発生地点を特定する(ステップS5)。
経路算出部13は、現在の渋滞状況等に基づいて、突発事象の発生地点へ到着することのできる最適経路を算出する(ステップS6)。この算出に当たり、路線のGIS情報を用いる。高速道路などでは、道路管理上、Uターンができるように取り外し可能な中央分離帯の地点がある。あるいはランプ以外に侵入可能な地点がある。しかしそれらは、一般的な道路地図ネットワークデータには含まれていないため、突発事象発生時には利用できない。そこで、GIS情報も利用して、突発事象発生時に突発事象発生地点まで最短で到達する最適経路を算出することができる。
【0029】
最適経路が算出できれば、経路案内部15は、関係機関に対して、突発事象の発生地点及びそこに到達するための最適経路の連絡を行う(ステップS7)。
なお、ステップS5とS6との間に、カメラ画像を利用した確認作業Aを行ってもよい。
図6は、この確認作業Aの流れを説明するためのフローチャートである。
カメラ管理部16は、突発事象の発生地点を写すことのできるカメラ5を決定し(ステップA1)、このカメラ5の角度、焦点を制御して突発事象の発生地点の画像を撮影する(ステップA2;画像撮影方法は特開2001−202577号参照)。ついで、画像処理により、突発事象の発生時の画像であるかどうかを検出する(ステップA3)。この画像処理は、例えば道路の上に、普段ない不動の物体が写っているかどうかに基づいて行えばよい。
【0030】
画像処理により突発事象を確認できた場合は、突発事象の発生地点を確定する(ステップA4)、その確定結果を管制卓により人為的に入力する(ステップA5)。
画像処理により突発事象を確認できない場合は、管制官が画像を確認し(ステップA7)、確認できた場合も、確認できなかった場合も、それらの結果を管制卓により入力する(ステップA5)。
【0031】
管制卓により入力された情報は、突発事象発生地点の特定精度向上のためフィードバックされ学習に利用される(ステップA6)。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記のシステム例では、高速道路を想定していたが、一般道路であってもよい。車線数が2車線の道路を想定したが、車線数は、2に限られるものではなく、1車線であっても3以上の車線であってもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明の突発事象の発生地点特定装置によれば、道路上の突発事象の発生地点を自動的にかつ確実に特定することができるので、突発事象が発生した地点まで短時間で直行して、突発事象の影響を除去し、2次災害を防止するための処置を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高速道路上の交通流の異常検知をするための交通流監視システムと、交通量の時間変動グラフを示す概略図である。
【図2】車両感知器やカメラの情報を収集し、突発事象の発生を検知してその発生地点を特定し、発生地点まで直行するための最適経路を算出する中央管制装置1の各機能を説明するためのブロック図である。
【図3】車両感知器設置道路区間と、車両感知器により計測された車線利用率との関係を示すグラフである。
【図4】突発事象の発生地点からの距離と、車線利用率との関係をシミュレーションしたグラフである。
【図5】車両感知器やカメラの情報を収集し、突発事象の発生を検知してその発生地点を特定し、発生地点まで直行するための最適経路を算出する処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図6】カメラ画像を利用した突発事象の発生地点確認作業の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1 中央管制装置
3 車両感知器
4 一次処理装置
5 カメラ
11 車両感知器情報収集部
12 突発事象分析部
13 経路算出部
14 道路地図・路線のGIS情報記憶部
15 経路案内部
16 カメラ管理部
17 情報提供部
R 高速道路
Claims (3)
- 道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、
車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、
突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、
前記車両計測手段は、交通量を計測するものであり、
前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めるものであることを特徴とする突発事象の発生地点特定装置。 - 前記地点特定手段は、突発事象の発生後の、交通量の変動分を時間積分し、車頭間隔をかけ、車線数で割ることにより当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求める請求項1記載の突発事象の発生地点特定装置。
- 道路区間に設置され、道路を走行する車両を計測する車両計測手段と、
車両計測手段の計測結果に基づいて、道路区間内の突発事象の発生を検知する突発事象検知手段と、
突発事象の発生が検知された場合、当該道路区間内の突発事象の発生地点を特定するための地点特定手段とを備え、
前記車両計測手段は、車線利用率を計測するものであり、
前記車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離と、車線利用率との関係を予め保有する記憶手段をさらに備え、
前記地点特定手段は、突発事象の発生後計測された車線利用率に基づいて、当該車両計測手段から突発事象の発生地点までの距離を求めるものであることを特徴とする突発事象の発生地点特定装置。
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