JP2007193705A - プローブカーデータを用いたデータベース構築システム - Google Patents

Abstract

【課題】プローブカーデータによる位置データと道路区間とがリンク付けされており種々の分析に直ちに利用可能な基礎的なデータベースを構築するシステムを提供する。
【解決手段】位置データ取得手段と、道路上に設定された道路点の位置を示す道路点座標データと、２つの前記道路点同士の間に設定された道路区間を固有に識別する道路区間識別データとを予め記憶した記憶手段と、位置データと道路点座標データとを比較することにより位置データがいずれの道路区間に含まれるかを判断し、その道路区間に対応する道路区間識別データとリンク付ける処理手段と、リンク付けされた道路区間識別データと共にデータベースに登録する手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブカーにより計測された位置データ等により交通状況分析等の種々の分析を行うために、プローブカーデータを用いて基礎的なデータベースを構築するシステムに関する。

プローブカーとして利用される車両は、例えばバスやタクシー等であり、計測用のプローブ装置を搭載している。プローブ装置は、ＧＰＳ衛星用の受信アンテナを具備し、その車両の位置（緯度、経度）を一定時間毎（例えば、１秒毎または５秒毎）に計測し、計測された位置データを日付及び時刻と共にメモリカード等の適宜の記憶装置に記憶する。一般的には、位置データと同時に車両速度や車両方向を適宜のセンサにより計測し、速度データ及び方向データとして位置データと共に記憶する。

特許文献１には、メモリーカードを通して取得したプローブカーの位置データの時系列的変化に基づいて、電子地図上の複数のポイントを通過したか否かを判断し、通過した２つのポイント間の通過時間や滞留時間を導出する分析システムが開示されている。
特開２００２−３４２８７９号公報

プローブカーにより計測され収集されたデータは、数値レコードの集合であるため、種々の具体的分析を行うに前に、先ずそれらの位置データが地図上のどの点に該当するのかを判別するマップマッチング処理を行う必要がある。マップマッチング処理により、位置データが地図上のどの道路上の点であるかを判断できる。種々の算出用ソフトウェアがマップマッチング処理のために提供されている。

従来の一般的なマップマッチング処理では、位置データと道路との対応関係は判別できるが、その道路を複数の区間に分割した個々の道路区間と位置データとの対応付けは行われていなかった。従って、道路区間毎の分析を行う場合は、分析処理の工程において道路区間毎に位置データを分類する必要があった。

しかしながら、プローブカーデータの利用形態の大部分は交通状況分析であるので、ほとんどの分析処理において各道路区間と位置データとの対応関係を明らかにすることは必須となる。

以上の現状に鑑み、本発明は、プローブカーデータを用いて種々の分析処理に用いることができるデータベースであって、位置データと道路区間とがリンク付けされており種々の分析に直ちに利用可能な基礎的なデータベースを構築するシステムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく本発明は以下の構成を提供する。
（１）請求項１に記載のプローブカーデータを用いたデータベース構築システムは、プローブカーにより計測された位置データを取得する位置データ取得手段と、
道路上に設定された道路点の位置を示す道路点座標データと、２つの前記道路点同士の間に設定された道路区間を固有に識別する道路区間識別データとを予め記憶した道路データ記憶手段と、
取得した前記位置データと前記道路点座標データとを比較することにより該位置データがいずれの前記道路区間に含まれるかを判断し、該位置データを該道路区間に対応する前記道路区間識別データとリンク付けるリンク付け処理手段と、
リンク付けされた前記道路区間識別データと共に前記位置データをデータベースに登録するデータベース登録手段とを有することを特徴とする。

（２）請求項２に記載のプローブカーデータを用いたデータベース構築システムは、前記位置データ取得手段が、前記位置データと同時に計測された速度データを取得し、
１つの道路区間にリンク付けされた前記位置データ及び前記速度データを用いて該道路区間における平均旅行速度を算出する手段をさらに有し、
前記データベース登録手段が、算出された前記平均旅行速度を前記道路区間識別データと共に前記データベースに登録することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、プローブカーデータと道路区間とがリンク付けされた基礎的データベースが構築されるので、この基礎的データベースを用いれば、種々の分析を行う毎に道路区間とのリンク付けを行う工程が省かれる。従って、主眼とする分析を直ちに開始することができ効率的である。

また請求項２に係る発明では、種々の交通情報分析の中でも主要な要素であり頻繁に利用される平均旅行速度についても、道路区間毎に算出して上記の基礎的データベースに含めておくことにより、多くの分析処理がさらに効率的に行える。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明によるプローブカーデータを用いたデータベース構築システムを模式的に示す概略構成図である。タクシー等を利用したプローブカー３０には、プローブ装置２０が搭載されている。プローブ装置２０は、例えば、プローブカー３０の走行中に一定時間毎のタイミングで位置（緯度、経度）、車両速度、車両方向等を計測する。プローブ装置２０は、昨今普及しているナビゲーションシステムと連系させることによりナビゲーションシステムのもつＧＰＳ測位機能を利用してもよい。ＧＰＳ衛星４０からデータを受信する受信アンテナ２２を具備し、計測した位置データをメモリカード２４に記憶する。なお、計測した日付及び時刻のデータも記憶される。

図示の例では、位置データの計測と同時に車速センサ（車速パルス）２３により車両速度を計測し、また図示しないが適宜のセンサにより車両の向きを計測し、これらの速度データ及び車両方向データもメモリカード２４に記憶する。

データベース構築システム１０は、適宜のコンピュータに本発明の機能を実現するソフトウェアを導入することにより構成される。ＣＰＵを具備する制御装置１１は、ソフトウェアにより実現される各処理手段の動作並びにそれらの動作に関連する記憶装置へのデータ入出力を制御する。

データベース構築システム１０は、プローブカー３０により収集された位置データ１２（速度データ及び車両方向データ等の他のデータがある場合はそれらも含む）を取得する位置データ取得手段１１ａを有する。位置データ取得手段１１ａは、回収したメモリカード２４から各データを読み取り、適宜の記憶装置に一時的に格納することにより位置データ１２を取得する。あるいは、別の実施例では、プローブカー３０からインターネット若しくは携帯電話回線等の通信ネットワークを介してコンピュータに送信することにより位置データ１２を取得してもよい。

データベース構築システム１０は、適宜の記憶装置内に予め道路データ１３を格納している。道路データ１３は、道路点座標データと、道路区間識別データとを含む。道路点座標データは、１つの道路上に適宜の間隔で設定された複数のポイントの位置を示す座標（緯度、経度）データである。各道路点については、道路点座標データに加えて各道路点を固有に識別する道路点識別データ（例えば、数値や符号等からなるコード）を設定することが処理の効率上望ましい。道路区間識別データは、特定の２つの道路点の間の道路区間を固有に識別するデータであり、最も一般的には隣接する２つの道路点間毎の道路区間に対して設定される。道路区間識別データは、例えば数値や符号等からなるコードである。

リンク付け処理手段１１ｂは、取得した位置データ１２と道路データ１３に基づいて各位置データがどの道路区間に含まれるかを判別し、各位置データを特定の道路区間識別データにリンク付けする。

データベース登録手段１１ｃは、各位置データを、リンク付けされた道路区間識別データと共にデータベース１５に登録する。これにより、各種分析に利用し易い基礎的なデータベース１５が構築される。

さらに好適には、旅行速度算出手段１１ｄを備える。旅行速度算出手段１１ｄは、各位置データに伴う速度データ及び車両方向データを用いてリンク付けされた道路区間内の平均旅行速度を算出し、算出された平均旅行速度も併せてデータベース１５に登録する。

図２は、図１に示したデータベース構築システム１０の各処理手段１１ａ〜１１ｄと、各処理手段による処理対象データとの関係を模式的に示している。例えば、プローブカーにより計測された位置データ１２には、それぞれ識別するためのデータ番号Ｐ１、Ｐ２．．が付与され、１つのデータ番号に続いて日付、時刻、位置（経度、緯度）、車両速度、車両方向のデータが並んで１つのレコードを形成している。

予め設定された道路データには、道路点座標データ１３ａと道路区間識別データ１３ｂがある。道路点座標データ１３ａは、例えば、各道路点を識別する道路点識別番号Ｒ１、Ｒ２．．とその道路点の座標（緯度、経度）のデータが含まれる。道路区間識別データ１３ｂは、例えば、各道路区間を識別する道路区間識別番号Ｓ１、Ｓ２．．とその道路区間の両端に位置する道路点識別番号のデータが含まれる。

リンク付け処理においては、先ず位置データ１２の緯度・経度と、道路点座標データ１３ａの緯度・経度とを比較することにより、その位置データ１２が位置する道路区間の両端の２つの道路点識別番号を判別する。次に、道路区間識別データ１３ｂを参照することにより、２つの道路点識別番号に対応する道路区間識別番号を判別する。これにより、位置データ１２と道路区間識別データ１３ｂとがリンク付けされる。なお、このリンク付け処理においては、精確な結果を得るために緯度・経度のデータのみでなく車両速度及び車両方向（走行方向）のデータも併せて参照してもよい。リンク付けが完了した位置データ１２は、例えば、リンク付けデータ１４のようなテーブルに順次格納され、最終的にデータベース１５として登録する。リンク付けデータ１４から明らかなように、１つの道路区間に対して１個または複数個の位置データがリンク付けされる。

好適には、位置データと道路区間識別データとのリンク付けが完了した後、各道路区間に含まれる位置データに伴う速度データに基づいて平均旅行速度を算出し、算出された平均旅行速度データもリンク付けデータ１４に格納する。平均旅行速度を算出する際には、通常、車両方向データから走行方向も判別され、走行方向が同じデータを用いて平均旅行速度が算出される。判別された走行方向データもまたリンク付けデータ１４に格納する。

平均旅行速度の算出の一例としては、対象とする道路区間に入った概算時刻と道路区間から出た概算時刻からその道路区間の通過に要した時間を導出し、道路区間の距離から平均旅行速度を算出する方法がある。別の例として、対象とする道路区間における最後の位置データと共に計測された車両の速度データを、その道路区間における平均旅行速度とする方法がある。さらに別の例として、その道路区間における各位置データと共に計測された各速度データに対し、各位置間の移動に要した時間を重み付けして、速度データの時間加重平均を算出する方法がある。

図３は、位置データと道路区間識別データとのリンク付け処理の一例を概略的に示す流れ図である。
処理対象とする全ての位置データ（処理対象点）を取得した後、リンク付け処理を開始する。

まず、ステップ１０１において、最初の処理対象点として１点目と２点目を設定する。道路区間を検索する場合は、走行方向も判別する必要がある。停車中などは時系列上で同一位置が続く場合があるため、走行方向を判別するために、１点目（開始点）から一定距離（例えば５ｍ）以上離れた点を、２点目（方向点）として選択する。

ステップ１０２において、ステップ１０１で設定した１点目と２点目を用いてダイレクト検索を実行する。ダイレクト検索では、位置データの緯度・経度と、全道路点座標データ（位置データが含まれる可能性のある全範囲）の緯度・経度とを比較する。例えば、１点目に近傍する道路点座標データの候補を抽出する。そして、抽出された候補と１点目との乖離距離、２点目を合わせた走行方向の一致度及び車両速度から１点目の含まれる両端の道路点及びその道路区間を決定する。その判断基準は例えば次の通りである。
・１点目が道路区間中に位置する（走行方向も参照）。
・道路点に位置し、走行方向から道路区間を決定する。
・道路点（または道路区間）からの乖離距離は、速度によって限界値があり、限界値以上の場合は区間なしと判断する。

ここで「乖離距離」について補足する。車の運動性から、速度が上がると曲線性の加速度運動よりも直進性の慣性運動に支配される。そこで、速度が速いときには直線性が高いと判断し、道路との乖離距離（１点目の乖離距離と２点目の乖離距離）が少々大きくても着目道路区間に該当すると判断する。すなわち、速度が速いほど、乖離距離の限界値は大きい。

ステップ１０３において、次の処理対象点として１点目と２点目を設定する。

ステップ１０４において、ステップ１０３で設定した１点目と２点目を用いてトラッキング検索を実行する。トラッキング検索は、直前の検索により決定された道路区間（例えばＳ１）とその両端の道路点座標を利用して行われ、１点目の含まれる両端の道路点及びその道路区間を決定する。その判断基準は例えば次の通りである。
・直前の検索により決定された道路区間Ｓ１内に一点目がある場合、道路区間Ｓ１内に滞在中とする。
・直前の検索により決定された道路区間Ｓ１の両端いずれかの道路点付近である場合、道路区間Ｓ１に滞在中とし、その道路点座標を位置データとする。
・直前の検索により決定された道路区間Ｓ１に直接接続する道路区間（例えばＳ２に含まれる場合は、その道路区間に滞在中とする。
・直前の検索により決定された道路区間Ｓ１に間接的に接続する一定範囲内の別の道路区間（例えばＳ３〜Ｓ５）に含まれる場合は、その道路区間に滞在中とする。

ステップ１０５において、トラッキング検索によるリンク付けが成功したか否かを判断する。いずれの道路区間にもリンク付けされなかった場合は、その位置データを棄却し、ステップ１０１に戻り次の処理対象点を設定してダイレクト検索を行う。トラッキング検索により特定の道路区間にリンク付けされた場合は、ステップ１０３に戻り次の処理対象点を設定してトラッキング検索を行う。全ての処理対象点についてリンク付けを終えたならば処理を終了する。

本発明によるプローブカーデータを用いたデータベース構築システムを模式的に示す概略構成図である。 図１に示したデータベース構築システムの各処理手段と、各処理手段による処理対象データとの関係を示す模式図である。 位置データと道路区間識別データとのリンク付け処理の一例を概略的に示す流れ図である。

符号の説明

１０ データベース構築システム
１１ 制御装置
１２ 位置データ
１３ａ 道路点データ
１３ｂ 道路区間データ
１４ リンク付けデータ
１５ データベース
２０ プローブ装置
３０ プローブカー
４０ ＧＰＳ衛星

Claims (2)

1. プローブカーにより計測された位置データを取得する位置データ取得手段と、
   道路上に設定された道路点の位置を示す道路点座標データと、２つの前記道路点同士の間に設定された道路区間を固有に識別する道路区間識別データとを予め記憶した道路データ記憶手段と、
   取得した前記位置データと前記道路点座標データとを比較することにより該位置データがいずれの前記道路区間に含まれるかを判断し、該位置データを該道路区間に対応する前記道路区間識別データとリンク付けるリンク付け処理手段と、
   リンク付けされた前記道路区間識別データと共に前記位置データをデータベースに登録するデータベース登録手段とを有することを特徴とするプローブカーデータを用いたデータベース構築システム。
2. 前記位置データ取得手段が、前記位置データと同時に計測された速度データを取得し、
   １つの道路区間にリンク付けされた前記位置データ及び前記速度データを用いて該道路区間における平均旅行速度を算出する手段をさらに有し、
   前記データベース登録手段が、算出された前記平均旅行速度を前記道路区間識別データと共に前記データベースに登録することを特徴とする請求項１に記載のプローブカーデータを用いたデータベース構築システム。

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