JP2006309735A - 交通渋滞緩和装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速道路または自動車専用道路において、実際に渋滞が発生する前に精度よく渋滞を予測することができ、これにより渋滞が発生する前に走行する車両に対して適切な渋滞緩和情報を提供し、各車線の利用率の適正化や、道路進行方向の車線密度の適正化を実現することができる交通渋滞緩和装置および方法を提供する。
【解決手段】 複数の走行車線４ａ，４ｂ，４ｃを有する車両専用道路４の交通渋滞緩和装置。車両専用道路上の第１区間５に設けられた第１交通流センサ１２（トラフィック・センサ）と、第１区間より下流の第２区間６に設けられた第１情報提供装置１４（表示板、通信装置）と、第１交通流センサと第１情報提供装置をネットワークで接続する路側システム１６とを備える。第１交通流センサ１２により、第１区間の各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定し、路側システム１６により、平均交通量Ｑと平均速度Ｖから渋滞緩和情報Ｃを作成し、第１情報提供装置１４により、第２区間を走行する車両に対して、渋滞緩和情報を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、交通流センサ、情報提供装置を利用して、運転者に情報を提供することにより、交通渋滞緩和を実現する交通渋滞緩和装置および方法に関する。

高速道路や自動車専用道路における慢性的な交通渋滞を緩和する手段として、従来から多くの提案がなされている（例えば、非特許文献１、特許文献１〜４）。

非特許文献１の「高速道路の交通渋滞対策」は、従来の一般的な交通渋滞対策を開示している。

特許文献１、２は、有料道路の料金所における渋滞を緩和するための自動料金収受システム（ＥＴＣ）の例である。
特許文献１の「有料道路料金収受システム」は、図８の配置図において、５２は車線、５１は車線を進入してくる車両、５３は車両に搭載した車載機、５４は車種判別装置、５５は路上機（アンテナ）、５６は路上機（アンテナ）と車載機との信号の送受を制御する制御装置、５７は通行券自動発行機、５８は発進検知装置、５６ｂは制御装置からのデータを処理するデータ処理装置、５６ｃはセンターコンピュータである。

この料金収受システムにおいて、車両５１が進入してくると、その車種が車種判別装置５４で検知判別され、路上機（アンテナ）５５と車載機５３間の無線通信により車載機５３のメモリに記載された ＩＤ情報等を読み取り、通行券の自動発行等を行っている。

また、［特許文献２］の「有料道路料金収受装置」では、車載側の機器として車載通信ユニット及びＩＣカード、料金所側の機器として無線通信装置、無線通信アンテナ、画像処理装置、カメラ、阻止機、路車間通信モニタ装置、料金処理装置、ＩＣカード精算機、車両検知装置等を備えて、高速道路等の有料道路の料金所の収受を自動的に行っている。

特許文献３、４は、高速道路や自動車専用道路における渋滞を緩和するシステムの例である。

特許文献３の「交通量制御システム」は、図９に示すシステムにおいて、サービスエリア又はパーキングエリアへ流出入する走行車両の台数と、インターチェンジへ流出入する走行車両の台数とを情報入力として、中央処理装置６１で処理し、これに基づいて交通情報を走行車両の運転者に知らせるものである。
すなわち、このシステムでは、サービスエリアまたはパーキングエリアへ流入する走行車両の台数とインターチェンジへの流出入する走行車両の台数を情報入力として、演算し、運転者に速度制限と車線変更の必要性等を表示する。

特許文献４の「渋滞判定方法、渋滞判定システム、渋滞判定装置、及び記憶媒体」は、道路を撮影した画像を利用して、車両の空間占有率および空間平均速度を計測し、計測した空間占有率および空間平均速度の相関が空間占有率および空間平均速度の相関分布領域のいずれに含まれるかにより、渋滞を判定するものである。

大口 敬、「高速道路の交通渋滞対策」、交通工学、Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．６ １９９８

特開平０５−２１７０４１号公報、「有料道路料金収受システム」 特開平０８−２８７３０８号公報、「有料道路料金収受装置」 特開平１０−１０５８７５号公報、「交通量制御システム」 特開２００１−１０１５７１号公報、「渋滞判定方法、渋滞判定システム、渋滞判定装置、及び記憶媒体」

上述した特許文献１、２の自動料金収受システム（ＥＴＣ）は、有料道路の料金所における渋滞緩和はできるが、通常の走行区間における渋滞はまったく緩和できない。
また、特許文献３のシステムは、通常の走行区間における渋滞緩和を目的としているが、渋滞の予測精度が十分ではなく、「不必要な時に不必要なサービスを提供する」、或いは、「必要な時に必要なサービスを提供しない」などの問題が発生しやすい。さらに、車線変更する余地のない時に、「車線変更を促す表示」をする可能性も高く、安全上の問題となるおそれがあった。

また、特許文献４のシステムは、道路上の実際の交通状態情報を下に、渋滞が発生したときに渋滞と判定するため、渋滞の発生前に渋滞予測をすることはできない問題点があった。
さらに、その他にも、高速道路または自動車専用道路上を走行する車両に対して任意区間での適正な走行速度情報を提供し、慢性的な渋滞を緩和させようとする交通制御システム、あるいは車両速度制御システムや、ランプで入口制限を行い、渋滞緩和を目指すランプメータリングという方法も公表されている。

しかしこれらのシステムは、交通流全体をマクロに見て、全体に同じ情報を提供し、整流化を目指すものであり、各車線の利用率の適正化を目指すものではなく、効果が限定されている。

本発明は上述した種々の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、高速道路または自動車専用道路において、実際に渋滞が発生する前に精度よく渋滞を予測することができ、これにより渋滞が発生する前に走行する車両に対して適切な渋滞緩和情報を提供し、各車線の利用率の適正化や、道路進行方向の車線密度の適正化を実現することができる交通渋滞緩和装置および方法を提供することにある。

本発明によれば、複数の走行車線を有する車両専用道路の交通渋滞緩和装置であって、
該車両専用道路上の第１区間に設けられた第１交通流センサと、
該第１区間より下流の第２区間に設けられた第１情報提供装置と、
前記第１交通流センサと第１情報提供装置をネットワークで接続する路側システムとを備え、
前記第１交通流センサは、第１区間の各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定し、
前記路側システムは、前記平均交通量Ｑと平均速度Ｖから渋滞緩和情報Ｃを作成し、
前記第１情報提供装置は、第２区間を走行する車両に対して、前記渋滞緩和情報を提供する、ことを特徴とする交通渋滞緩和装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記第１交通流センサは、第１区間の各走行車線にそれぞれ設けられ第１基準位置を通過する車両の速度を検出可能なトラフィック・センサであり、
前記路側システムは、各車線の平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布データと、該相関分布データから渋滞が発生する直前の渋滞直前領域に設定された各車線の渋滞直前監視領域Ａを記憶し、
交通流センサで検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、前記渋滞緩和情報を提供する。

また、前記路側システムは、各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、前記渋滞緩和情報Ｃとして車線変更可能割合を提供する。
また、前記路側システムにより渋滞を予測した時、前記第１情報提供装置によりドライバーに車線変更を行わないことを促す情報を提供する。
また、前記路側システムにより渋滞を予測した時、前記第１情報提供装置により各車線ごとの車線利用率または交通量を表示するのがよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、上記交通渋滞緩和装置は、前記車両専用道路に合流する合流道路上の第１区間に設けられた第２交通流センサと、
前記合流道路における、前記第１区間より下流の第２区間に設けられた第２情報提供装置と、をさらに備え、
前記路側システムは、前記第２交通流センサと第２情報提供装置をネットワークで接続し、
さらに、前記路側システムにより車両専用道路の渋滞を予測した時、前記路側システムは、前記第２交通流センサが測定した交通量に基づいて、合流する車両専用道路の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成し、
前記第２情報提供装置は、合流道路の第２区間を走行する車両に対し、前記車線情報を提供する。

前記路側システムにより車両専用道路の渋滞を予測し、かつ、前記第２交通流センサが測定した交通量が所定値以下である時に、前記路側システムは、合流する車両専用道路において、合流道路側から１番目の走行車線を走行することが望ましい旨の車線情報を作成するのがよい。

また、前記路側システムにより車両専用道路の渋滞を予測し、かつ、前記第２交通流センサが測定した交通量が所定値を超える時に、前記路側システムは、合流する車両専用道路において、少なくとも合流道路側から最も離れた走行車線以外の複数の走行車線を走行することが望ましい旨の車線情報を作成するのがよい。

好ましくは、前記路側システムは、第１交通流センサの測定結果に基づいて、車両専用道路の各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、前記車線情報を提供する。

また本発明によれば、複数の走行車線を有する車両専用道路の交通渋滞緩和方法であって、
前記車両専用道路上の第１区間において、各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定する交通流測定ステップと、
前記平均交通量Ｑと平均速度Ｖから渋滞緩和情報Ｃを作成する渋滞緩和情報作成ステップと、
第１区間より下流の第２区間を走行する車両に対して、前記渋滞緩和情報を提供する渋滞緩和情報提供ステップと、を有することを特徴とする交通渋滞緩和方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、渋滞緩和情報作成ステップにおいて、予め、各車線の所定時間毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布データと、該相関分布データから渋滞が発生する直前の渋滞直前領域に設定された各車線の渋滞直前監視領域Ａとを記憶し、
交通流測定ステップで測定した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、前記渋滞緩和情報を提供する。

渋滞緩和情報作成ステップにおいて、各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、前記渋滞緩和情報Ｃを提供する。

本発明の好ましい実施形態によれば、上記交通渋滞緩和方法は、
前記車両専用道路に合流する合流道路上の第１区間における交通量を測定するステップと、
前記平均交通量Ｑと平均速度Ｖに基づいて前記車両専用道路において渋滞が発生するかどうかを予測するステップと、
車両専用道路の渋滞を予測した時に、合流道路上の第１区間の、測定された交通量に基づいて、合流する車両専用道路の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成するステップと、
前記合流道路における、前記第１区間より下流の第２区間を走行する車両に対し、前記車線情報を提供するステップと、をさらに有する。

上記本発明の装置および方法によれば、車両専用道路上の第１区間において各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定し、これから各車線毎の渋滞緩和情報Ｃを作成し、第２区間を走行する車両に対して、実質的にリアルタイムに渋滞緩和情報を提供するので、各車線の利用率の適正化や、道路進行方向の車線密度の適正化を実現することができる。

また、第１交通流センサ（トラフィック・センサ）で第１区間の各走行車線の第１基準位置を通過する車両の速度を検出し、検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、渋滞緩和情報を提供するので、交通量の状態をより細かく監視できるので、実際に渋滞が発生する前に精度よく渋滞を予測することができ、これにより渋滞が発生する前に走行する車両に対して適切な渋滞緩和情報を提供できる。
すなわち、渋滞予測を精度よく実施可能となり、不必要な時に不必要なサービスを提供したり、必要な時に必要なサービスを提供しなかったりすることを減少させることができる。

さらに、各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときのみに、渋滞緩和情報Ｃを提供するので、車線変更可能な空きがある場合のみ、車線変更を伴うような渋滞緩和サービスを実施することにより、車線変更に伴う事故の危険性を減少させ、安全性の向上が可能となる。
特に、渋滞を予測した時、ドライバーに車線変更を行わないことを促す情報を提供することで、ドライバー心理によって追い越し車線への車両が偏ることで引き起こされる渋滞を防止することができる。

車両専用道路に合流する合流道路がある場合には、車両専用道路の渋滞を予測した時に、合流道路の交通量に基づいて、合流する車両専用道路の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成し、合流道路を走行する車両に対し、この車線情報を提供するので、合流道路が合流する車両専用道路における各走行車線の利用率を適正化でき、これにより、渋滞を緩和することができる。

また、車両専用道路の渋滞を予測し、かつ、合流道路の交通量が所定値以下である時に、合流する車両専用道路において、合流道路側から１番目の走行車線を走行することが望ましい旨の車線情報を作成するので、車両専用道路における車線変更を最小限にすることができ、これにより、渋滞を緩和しつつ安全性の向上が可能となる。

一方、車両専用道路の渋滞を予測し、かつ、合流道路の交通量が所定値を超える時に、合流する車両専用道路において、少なくとも合流道路側から最も離れた走行車線以外の複数の走行車線を走行することが望ましい旨の車線情報を作成するので、合流道路の交通量が多い時には、車両専用道路の複数の走行車線へ誘導することができる。これにより、合流道路側から１番目の走行車線に車両が集中することを抑制することができる。
また、合流道路からの車両は、合流道路側から最も離れた追い越し用の走行車線へは誘導されないので、この走行車線への車両の集中を抑制でき、これにより、渋滞を緩和することができる。

さらに、前記路側システムは、車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、即ち、車線変更可能な空きがある場合にのみ、車線情報前記車線情報を提供するので、合流地点での事故の危険性を減少させ、安全性が向上する。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による交通渋滞緩和装置の全体構成図である。第１実施形態の交通渋滞緩和装置は、複数の走行車線４ａ，４ｂ，４ｃを有する車両専用道路４の交通渋滞を緩和する装置である。走行車線４ａ，４ｂ，４ｃは、この例ではそれぞれ第１車線、第２車線、第３車線である。第３車線は追越車線であってもよい。

なお本発明は、走行車線は３本（３車線）の場合に限定されず、２車線以下でも４車線以上でもよい。

車両専用道路４には、通信が可能な車載器１を搭載した搭載車両２と、車載器１を搭載しない非搭載車両３とが混在して走行する。なお、搭載車両２と非搭載車両３が混在して走行することは、必須条件ではなく、いずれか一方のみであってもよい。

本発明において、上述した車載器１を搭載した車両を「搭載車両」、車載器１を搭載しない車両を「非搭載車両」と呼ぶ。また本発明において、車両とは、高速道路または自動車専用道路上を走行する自動車および自動二輪車を意味する。

図１において、第１実施形態の交通渋滞緩和装置は、第１交通流センサ１２、第１情報提供装置１４、及び路側システム１６を備える。

第１交通流センサ１２は、車両専用道路４上の第１区間５に設けられ、第１区間５の各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定する。第１交通流センサ１２の設置位置は、第１区間５の上流側であるのがよい。また、第１区間５の距離（長さ）は、第１区間５を通過した各車両が第２区間６に達するまでに、第１情報提供装置１４からの情報提供の準備が間に合う限りでできるだけ短く設定するのがよい。

第１交通流センサ１２は、好ましくは、第１区間５の各走行車線にそれぞれ設けられたトラフィック・センサである。トラフィック・センサは、走行方向に間隔を隔てて埋め込まれた１対のコイルからなり、その上を通過する車両を磁気変化から検出し、同時にその検出時間差から通過する車両の速度を検出する。以下、この検出位置を「第１基準位置」と呼ぶ。

なお、第１交通流センサ１２は、トラフィック・センサに限定されず、例えば３次元レーザレーダであってもよい。３次元レーザレーダは、第１区間５を走行する車両に対して前方からパルスレーザ光を上下左右に走査して照射し、車両２，３で反射したパルスレーザ光の帰還時間を計測することで各車両の位置を算出することができる。
この３次元レーザレーダにより、所定の走行区間を走行する複数の車両２，３の位置をリアルタイムで測定し、かつその時間差から、各車両の速度、車頭時間、走行車線、大型・小型の区別をすることができる。以下、かかる各車両の速度、車頭時間、走行車線、大型・小型の区別を「車両の車両情報」と呼ぶ。

第１情報提供装置１４は、第１区間５より下流の第２区間６に設けられ、第２区間６を走行する車両に対して、渋滞緩和情報を提供する。
第１情報提供装置１４は、この例では、表示板１４ａと通信装置１４ｂからなる。表示板１４ａは、例えば電光表示装置であり、路側システム１６で作成した渋滞緩和情報を文字表示する。通信装置１４ｂは、車載器１を搭載した「搭載車両」に対して、車載器１への通信により、同様の渋滞緩和情報を通信する。車載器１での渋滞緩和情報は、表示板１４ａと同じ文字表示のみでも、或いは音声表示を併用してもよい。

路側システム１６は、第１交通流センサ１２、表示装置及び通信装置をネットワークで接続する。このネットワークは、周知の広域通信やインターネット通信であるのがよく、あるいはこれらを部分的に組合わせてもよい。
この路側システム１６は、さらにコンピュータ１６ａと記憶装置１６ｂを備え、第１交通流センサ１２で検出した平均交通量Ｑと平均速度Ｖから各車線毎の渋滞緩和情報Ｃを作成する機能を有する。
また路側システム１６により渋滞を予測した時、ドライバーに車線変更を行わないことを促す情報を作成し、第１情報提供装置によりドライバーにこの情報を提供するのがよい。この情報提供により、ドライバー心理によって追い越し車線への車両が偏ることで引き起こされる渋滞を防止することができる。

また路側システムにより渋滞を予測した時、第１情報提供装置により各車線ごとの車線利用率または交通量を表示するのがよい。
例えば、追い越し車線車線利用率７０％、走行車線車線利用率３０％と表示することにより、走行車線への車線変更を促し、車線利用率を追い越し車線５０％、走行車線５０％に誘導して渋滞緩和を図ることができる。
すなわち、追い越し車線車線利用率７０％、走行車線車線利用率３０％の場合には追い越し車線から渋滞が始まって、結果として走行車線も渋滞してしまうが、車線利用率を追い越し車線車線利用率５０％、走行車線車線利用率５０％の場合には、渋滞の開始を遅らせることができ、渋滞を緩和できる。

図２は、ある道路における平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布図である。この図において、横軸は平均交通量Ｑ、縦軸は平均速度Ｖであり、図中の各点は、一定時間（例えば５分間）における平均交通量と平均速度をプロットしたものである。このような相関分布データは、例えば上述した非特許文献１に開示されている。

この図において、ある平均速度（この例では約９０［ｋｍ／ｈ］）において、交通量Ｑが少ないときは、車両が増加しても平均速度の低下は少なく、平均交通量Ｑが単純に増加する。しかし、図中に矢印で示したように、交通量Ｑが多くなり、あるピークを超えると渋滞が発生し、平均速度が大きく低下し、平均交通量Ｑも低下する傾向がある。

図３は、平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布図である。この図は、各車線の平均交通量、平均速度の相関分布と、予め定めた各車線の平均交通量、平均速度の相関分布領域の関係を示している。

図３において、横軸は平均交通量Ｑ、縦軸は平均速度Ｖである。また図中の３本の曲線は、平均速度の遅い方から、第１車線４ａ、第２車線４ｂ、第３車線４ｃの相関分布データを示している。

第１実施形態の路側システム１６は、上述した第１交通流センサ１２で検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、渋滞緩和情報を作成する。

すなわち、図３の相関分布図において、実際の渋滞は「渋滞領域」で発生するが、その前に各車線の「渋滞直前監視領域Ａ」を必ず通過する。各車線がすべて「渋滞直前監視領域Ａ」にあるときに、渋滞緩和情報を作成し提供する場合、精度よく渋滞を予測できる。

図４は、本発明の第１実施形態における車線変更可能割合の説明図である。
車線変更可能割合Ｐは、単位距離を走行する間に車線変更可能な一定以上のギャップＧ（車間距離）が隣接する車線に見つかる確率と定義する。車線変更可能割合は、以下のようにして求める。

（１） 車線ｉ（ｉ＝１，２，３）の単位区間Ｌを走行する車両の走行軌跡を求める。トラフィック・センサを用いる場合には、通過速度で一定区間を走行したと仮定し、時空間上に仮想的に配置する。３次元レーザレーダを用いる場合には、画像解析等で車両の走行軌跡を求め、時空間上に仮想的に配置する。
（２） 前後の車両間のギャップＧで、車線変更可能な時間幅が確保されている領域を求める。

（３） 隣接車線の車両軌跡を重ね合わせ、区間内で車線変更可能なギャップと併走した距離を求める。車線ｉ＋１からｉへ車線変更可能なギャップとの併走距離をＬｇとする。ｊは、車線変更可能ギャップと遭遇して回数である。
（４） 各車両の車線変更可能ギャップとの併走距離Ｌｇと区間長Ｌとの割合を求め、単位時間当たりの平均値を、車線ｉ＋１からｉへの車線変更可能割合Ｐとする。Ｐは数１の式（１）で表される。

第１実施形態の路側システム１６は、各車線の車線変更可能割合Ｐを演算し、車線変更可能割合Ｐが所定の閾値を超えるときに、渋滞緩和情報Ｃを提供する。

図５は、第１実施形態の交通渋滞緩和方法のフロー図である。この図に示すように、第１実施形態の交通渋滞緩和方法は、交通流測定ステップＳ１、渋滞緩和情報作成ステップＳ２および渋滞緩和情報提供ステップＳ３からなる。
交通流測定ステップＳ１では、車両専用道路４上の第１区間５において、各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定する。

渋滞緩和情報作成ステップＳ２では、測定された平均交通量Ｑと平均速度Ｖから渋滞緩和情報Ｃを作成する。
渋滞緩和情報作成ステップＳ２において、予め、各車線の所定時間毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布データと、該相関分布データから渋滞が発生する直前の渋滞直前領域に設定された各車線の渋滞直前監視領域Ａとを記憶する。
更に渋滞緩和情報作成ステップＳ２において、第１交通流センサ１２で検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、各車線の車線変更可能割合Ｐを演算し、車線変更可能割合Ｐが所定の閾値を超えるときに、渋滞緩和情報Ｃを提供する。

渋滞緩和情報提供ステップＳ３では、第１区間５より下流の第２区間６を走行する車両に対して、渋滞緩和情報Ｃを提供する。
この情報提供は、全車両を対象とする表示板１４ａ（例えば電光表示装置）に対しては、路側システム１６で作成した渋滞緩和情報を文字表示する。また、車載器１を搭載した「搭載車両」に対しては、車載器１への通信により、同様の渋滞緩和情報を通信する。車載器１での渋滞緩和情報は、表示板１４ａと同じ文字表示のみでも、或いは音声表示を併用してもよい。

上述した第１実施形態の装置及び方法によれば、車両専用道路４上の第１区間５において各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定し、これから各車線毎の渋滞緩和情報Ｃを作成し、第２区間６を走行する車両に対して、実質的にリアルタイムに渋滞緩和情報を提供するので、各車線の利用率の適正化や、道路進行方向の車線密度の適正化を実現することができる。

また、第１交通流センサ１２（トラフィック・センサ）で第１区間５の各走行車線の第１基準位置を通過する車両の速度を検出し、検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、渋滞緩和情報を提供するので、実際に渋滞が発生する前に精度よく渋滞を予測することができ、これにより渋滞が発生する前に走行する車両に対して適切な渋滞緩和情報を提供できる。
すなわち、渋滞予測を精度よく実施可能となり、不必要な時に不必要なサービスを提供したり、必要な時に必要なサービスを提供しなかったりすることを減少させることができる。

さらに、各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときのみに、渋滞緩和情報Ｃを提供するので、車線変更可能な空きがある場合のみ、車線変更を伴うような渋滞緩和サービスを実施することにより、車線変更に伴う事故の危険性を減少させ、安全性の向上が可能となる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による交通渋滞緩和装置について説明する。
図６は、第２実施形態の交通渋滞緩和装置の全体構成を示している。第２実施形態の交通渋滞緩和装置は、車両専用道路４に合流道路２１が合流する場合に適用した装置であり、第１実施形態の交通渋滞緩和装置に以下の構成を追加したものであってよい。

図６に示すように、第２実施形態の交通渋滞緩和装置は、第１実施形態の交通渋滞緩和装置の構成に加えて、車両専用道路４に合流する合流道路２１上の第１区間２２に設けられた第２交通流センサ２４と、合流道路２１における、第１区間２２より下流の第２区間２３に設けられた第２情報提供装置２５と、をさらに備える。
第２交通流センサ２４の構成は、上述の第１交通流センサ１２の構成と同じであってよい。また、第２情報提供装置２５の構成は、上述の第１情報提供装置１４の構成と同じであってよく、第１情報提供装置１４と同様に表示板２５ａと通信装置２５ｂからなる。
また、第１区間２２の距離（長さ）は、第１区間２２を通過した各車両が第２区間２３に達するまでに、第２情報提供装置２５から後述の車線情報を提供する準備が間に合う限りでできるだけ短く設定するのがよい。

路側システム１６は、第２交通流センサ２４と第２情報提供装置２５をネットワークで接続する。
そして、路側システム１６により車両専用道路４の渋滞を予測した時、路側システム１６は、第２交通流センサ２４が測定した交通量に基づいて、合流する車両専用道路４の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成する。なお、路側システム１６は、上述の平均交通量Ｑと平均速度Ｖに基づいて渋滞を予測することができる。例えば、各走行車線４ａ、４ｂ、４ｃの平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であると判断した場合に、渋滞を予測したとする。
一方、第２情報提供装置２５は、合流道路２１の第２区間２３を走行する車両に対し、上記車線情報を提供する。
第２実施形態による交通渋滞緩和装置のその他の構成は、第１実施形態の場合と同様であってよい。

上述した第２実施形態の構成によると、例えば、車両専用道路４における合流地点より下流で渋滞が予測される場合に、合流道路２１の交通量に基づいて、合流道路２１からの車両を、車両専用道路４の渋滞緩和に望ましい車線へ誘導することができる。

好ましくは、路側システム１６により車両専用道路４の渋滞を予測し、かつ、第２交通流センサ２４が測定した交通量が所定値以下である時に、路側システム１６は、合流する車両専用道路４において、合流道路２１側から１番目の走行車線（図６の例では、第１車線４ａ）を走行することが望ましい旨の車線情報を作成する。
第２情報提供装置２５は、この車線情報を、合流道路２１の第２区間２３を走行する車両に提供する。
これにより、合流道路２１の交通量が少ない時に、合流道路２１を走行する車両が第１車線４ａに誘導されるので、車両専用道路４へ合流する車両の車線変更が最小限にされることで、安全性が向上する。

また、路側システム１６により車両専用道路４の渋滞を予測し、かつ、第２交通流センサ２４が測定した交通量が所定値を超える時に、路側システム１６は、合流する車両専用道路４において、少なくとも合流道路２１側から最も離れた走行車線以外の複数の走行車線（図６の例では、第１車線４ａと第２車線４ｂ）を走行することが望ましい旨の車線情報を作成する。
第２情報提供装置２５は、この車線情報を、合流道路２１の第２区間２３を走行する車両に提供する。
これにより、合流道路２１の交通量が多い時に、合流道路２１を走行する車両が第１車線４ａと第２車線４ｂに誘導されるので、第１車線４ａに車両が集中することが防止でき、車線利用率を適正化することができる。さらに、合流道路２１からの車両は、第３車線４ｃへは誘導されないので、第３車線４ｃへの車両の集中を抑制でき、これにより、渋滞を緩和することができる。

また、好ましくは、上述の車線変更可能割合Ｐが所定の閾値を超える場合にのみに、車線情報の提供を行う。即ち、車線変更可能な空きがある場合にのみ、車線情報を提供するので、合流地点での事故の危険性を減少させ、安全性が向上する。

次に、第２実施形態による交通渋滞緩和方法について説明する。
この交通渋滞緩和方法では、上述の平均交通量Ｑと平均速度Ｖに基づいて車両専用道路４において渋滞が発生するかどうかを判断する。その一方、車両専用道路４に合流する合流道路２１上の第１区間２２における交通量を測定する。
そして、これらの結果に基づいて、車両専用道路４の車線情報を作成して、合流道路２１の車両に対して提供する。
即ち、平均交通量Ｑと平均速度Ｖに基づいて車両専用道路４の渋滞を予測した時に、合流道路２１上の第１区間２２における測定された交通量に基づいて、合流する車両専用道路４の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成する。続いて、合流道路２１の第２区間２３を走行する車両に対し、この車線情報を提供する。

図７を参照して、第２実施形態の交通渋滞緩和方法をより詳しく説明する。図７は、第２実施形態の交通渋滞緩和方法を示すフロー図である。

図７に示すように、第２実施形態による交通渋滞緩和方法では、ステップＳ２までは、第１実施形態の場合と同じであるが、それ以降は異なる。
即ち、まず、第１実施形態と同様に、ステップＳ２において、第１交通流センサ１２で検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるときに、各車線の車線変更可能割合Ｐを演算し、車線変更可能割合Ｐが所定の閾値を超えるときに、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、第２交通流センサ２４で測定した交通量が、所定値Ｃを超えるかどうかを判断する。この交通量は、例えば、所定時間内で第２交通流センサ２４が検知した車両の台数であってよい。
第２交通流センサ２４で測定した交通量が、所定値Ｃ以下である時には、ステップＳ５へ進み、合流する車両専用道路４において、合流道路２１側から１番目の走行車線（図６の例では、第１車線４ａ）を走行することが望ましい旨の車線情報を作成する。なお、車両専用道路４における、合流道路２１側から１番目の走行車線への車線変更可能割合Ｐが所定の閾値を超えない場合には、車線情報の作成も提供も行わない。
一方、第２交通流センサ２４で測定した交通量が、所定値Ｃ以下である時には、ステップＳ６へ進み、合流する車両専用道路４において、少なくとも合流道路２１側から最も離れた走行車線以外の複数の走行車線（図６の例では、第１車線４ａと第２車線４ｂ）を走行することが望ましい旨の車線情報を作成する。なお、車両専用道路４における、少なくとも合流道路２１側から最も離れた走行車線以外の複数の走行車線への車線変更可能割合Ｐが所定の閾値を超えない場合には、車線情報の作成も提供も行わない。

続いて、ステップＳ７へ進み、ステップＳ５又はＳ６で作成した車線情報を、合流道路２１の第２区間２３を走行する車両に提供する。

このように、第２実施形態による装置及び方法によれば、車両専用道路４に合流する合流道路２１がある場合には、車両専用道路４の渋滞を予測した時に、合流道路２１の交通量に基づいて、合流する車両専用道路４の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成し、合流道路２１の車両に対し、この車線情報を提供するので、合流道路２１が合流する車両専用道路４における各走行車線の利用率を適正化でき、これにより、渋滞を緩和することができる。

なお、本発明は上述した実施例及び実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の第１実施形態による交通渋滞緩和装置の全体構成図である。 ある道路における平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布図である。 本発明の第１実施形態における平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布図である。 本発明の第１実施形態における車線変更可能割合の説明図である。 本発明の第１実施形態による交通渋滞緩和方法のフロー図である。 本発明の第２実施形態による交通渋滞緩和装置の全体構成図である。 本発明の第２実施形態による交通渋滞緩和方法のフロー図である。 特許文献１の「有料道路料金収受システム」の構成図である。 特許文献３の「交通量制御システム」の構成図である。

符号の説明

１ 車載器、２ 搭載車両、３ 非搭載車両、４ 車両専用道路、
４ａ，４ｂ，４ｃ 走行車線、
５ 車両専用道路の第１区間、６ 車両専用道路の第２区間、
１２ 第１交通流センサ（トラフィック・センサ）、
１４ 第１情報提供装置、１４ａ 表示板、１４ｂ 通信装置、
１６ 路側システム、１６ａ コンピュータ、１６ｂ 記憶装置
２１ 合流道路、２２ 合流道路の第１区間
２３ 合流道路の第２区間
２４ 第２交通流センサ（トラフィック・センサ）、
２５ 第２情報提供装置

Claims (13)

1. 複数の走行車線を有する車両専用道路の交通渋滞緩和装置であって、
   該車両専用道路上の第１区間に設けられた第１交通流センサと、
   該第１区間より下流の第２区間に設けられた第１情報提供装置と、
   前記第１交通流センサと第１情報提供装置をネットワークで接続する路側システムとを備え、
   前記第１交通流センサは、第１区間の各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定し、
   前記路側システムは、前記平均交通量Ｑと平均速度Ｖから渋滞緩和情報Ｃを作成し、
   前記第１情報提供装置は、第２区間を走行する車両に対して、前記渋滞緩和情報を提供する、ことを特徴とする交通渋滞緩和装置。
2. 前記第１交通流センサは、第１区間の各走行車線にそれぞれ設けられ第１基準位置を通過する車両の速度を検出可能なトラフィック・センサであり、
   前記路側システムは、各車線の平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布データと、該相関分布データから渋滞が発生する直前の渋滞直前領域に設定された各車線の渋滞直前監視領域Ａとを記憶し、
   第１交通流センサで検出した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、前記渋滞緩和情報を提供する、ことを特徴とする請求項１に記載の交通渋滞緩和装置。
3. 前記路側システムは、各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、前記渋滞緩和情報Ｃを提供する、ことを特徴とする請求項２に記載の交通渋滞緩和装置。
4. 前記路側システムにより渋滞を予測した時、前記第１情報提供装置によりドライバーに車線変更を行わないことを促す情報を提供する、ことを特徴とする請求項１に記載の交通渋滞緩和装置。
5. 前記路側システムにより渋滞を予測した時、前記第１情報提供装置により各車線ごとの車線利用率または交通量を表示する、ことを特徴とする請求項１に記載の交通渋滞緩和装置。
6. 前記車両専用道路に合流する合流道路上の第１区間に設けられた第２交通流センサと、
   前記合流道路における、前記第１区間より下流の第２区間に設けられた第２情報提供装置と、をさらに備え、
   前記路側システムは、前記第２交通流センサと第２情報提供装置をネットワークで接続し、
   さらに、前記路側システムにより車両専用道路の渋滞を予測した時、前記路側システムは、前記第２交通流センサが測定した交通量に基づいて、合流する車両専用道路の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成し、
   前記第２情報提供装置は、合流道路の第２区間を走行する車両に対し、前記車線情報を提供する、ことを特徴とする請求項１に記載の交通渋滞緩和装置。
7. 前記路側システムにより車両専用道路の渋滞を予測し、かつ、前記第２交通流センサが測定した交通量が所定値以下である時に、前記路側システムは、合流する車両専用道路において、合流道路側から１番目の走行車線を走行することが望ましい旨の車線情報を作成する、ことを特徴とする請求項６に記載の交通渋滞緩和装置。
8. 前記路側システムにより車両専用道路の渋滞を予測し、かつ、前記第２交通流センサが測定した交通量が所定値を超える時に、前記路側システムは、合流する車両専用道路において、少なくとも合流道路側から最も離れた走行車線以外の複数の走行車線を走行することが望ましい旨の車線情報を作成する、ことを特徴とする請求項６に記載の交通渋滞緩和装置。
9. 前記路側システムは、第１交通流センサの測定結果に基づいて、車両専用道路の各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、前記車線情報を提供する、ことを特徴とする請求項６に記載の交通渋滞緩和装置。
10. 複数の走行車線を有する車両専用道路の交通渋滞緩和方法であって、
    前記車両専用道路上の第１区間において、各車線毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖを測定する交通流測定ステップと、
    前記平均交通量Ｑと平均速度Ｖから渋滞緩和情報Ｃを作成する渋滞緩和情報作成ステップと、
    第１区間より下流の第２区間を走行する車両に対して、前記渋滞緩和情報を提供する渋滞緩和情報提供ステップと、を有することを特徴とする交通渋滞緩和方法。
11. 渋滞緩和情報作成ステップにおいて、予め、各車線の所定時間毎の平均交通量Ｑと平均速度Ｖの相関分布データと、該相関分布データから渋滞が発生する直前の渋滞直前領域に設定された各車線の渋滞直前監視領域Ａとを記憶し、
    交通流測定ステップで測定した各走行車線の平均交通量と平均速度の組合せのすべてが渋滞直前監視領域であるとき、前記渋滞緩和情報を提供する、ことを特徴とする請求項１０に記載の交通渋滞緩和方法。
12. 渋滞緩和情報作成ステップにおいて、各車線の車線変更可能割合を演算し、該車線変更可能割合が所定の閾値を超えるときに、前記渋滞緩和情報Ｃを提供することを特徴とする請求項１１に記載の交通渋滞緩和方法。
13. 前記車両専用道路に合流する合流道路上の第１区間における交通量を測定するステップと、
    前記平均交通量Ｑと平均速度Ｖに基づいて前記車両専用道路において渋滞が発生するかどうかを予測するステップと、
    車両専用道路の渋滞を予測した時に、合流道路上の第１区間の、測定された交通量に基づいて、合流する車両専用道路の複数の走行車線の中で、渋滞を緩和するために、走行に望ましい走行車線についての車線情報を作成するステップと、
    前記合流道路における、前記第１区間より下流の第２区間を走行する車両に対し、前記車線情報を提供するステップと、をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の交通渋滞緩和方法。

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