JP2008083908A - 交通状況予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】限られた情報（リンクの旅行時間）から、リンク内の渋滞状況を予測する。
【解決手段】交通状況予測装置は、地図上の道路を構成するリンクのリンク長を含むリンクデータと、リンクごとに、順調を示す速度である順調速度と、渋滞を示す速度である渋滞速度と、渋滞区間の基準位置である渋滞基準位置とを含むパラメータと、を記憶する記憶手段と、リンクの予測旅行時間を取得する手段と、前記予測旅行時間と前記パラメータとを用いて、前記リンク内の渋滞度別の区間を求める渋滞度別区間算出手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、交通状況を予測する技術に関するものである。

特許文献１には、リンクの渋滞度を求める技術が記載されている。例えば、リンクの旅行時間とリンク長から旅行速度を求め、求めた旅行速度に応じた渋滞度を、そのリンクの渋滞度とする。

特開２００６−１７１８３５号公報

しかし、１つのリンクであっても、始点から終点まで同じ交通状況とは限らない。例えば、リンクの途中に交差点や坂がある場合、その地点から渋滞が発生する場合がある。すなわち、１つのリンク内で渋滞状況が異なる区間が生じる場合がある。従来の技術では、リンクの旅行時間を取得したとしても、リンク内の詳細な渋滞状況（渋滞度別の区間）を求めることができない。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、限られた情報（例えば、リンクの旅行時間など）から、リンク内の渋滞状況を予測することにある。

上記課題を解決すべく、本発明では、予測旅行時間と、予測パラメータとを用いて、リンク内の渋滞度別の区間を求める。

例えば、本発明の第１の態様は、交通状況予測装置であって、
地図上の道路を構成するリンクのリンク長を含むリンクデータと、
リンクごとに、順調を示す速度である順調速度と、渋滞を示す速度である渋滞速度と、渋滞区間の基準位置である渋滞基準位置とを含むパラメータと、を記憶する記憶手段と、
リンクの予測旅行時間を取得する手段と、
前記予測旅行時間と前記パラメータとを用いて、前記リンク内の渋滞度別の区間を求める渋滞度別区間算出手段とを備える。

また、本発明の第２の態様は、交通状況予測装置であって、
地図上の道路を構成するリンクの旅行時間と、前記リンク内の渋滞度別の区間と、渋滞の基準位置である渋滞基準位置と、渋滞長とを含む交通情報を取得する手段と、
リンク内の渋滞度別の区間を求める際に利用されるパラメータを、前記交通情報を用いて生成するパラメータ生成手段を備えている。そして、前記パラメータは、リンクごとに、順調を示す速度である順調速度と、渋滞を示す速度である渋滞速度と、渋滞区間の基準となる位置である渋滞基準位置とを含む。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる交通状況予測システムの概略構成図である。図示するように、交通状況予測システムは、交通情報センタ１０と、予測旅行時間サーバ１３と、車両に搭載されるナビゲーション装置などの車載装置１２とを有する。

交通情報センタ１０は、現況の交通情報を配信する装置である。具体的には、地図上の道路を構成するリンクの交通情報（旅行時間、渋滞度など）を配信する。交通情報センタ１０は、例えば、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）センタであってもよい。また、ＶＩＣＳ情報を一旦蓄積し、加工した後に配信する装置であってもよい。

予測旅行時間サーバ１３は、記憶装置を備え、地図上の道路を構成する各リンクの未来の時刻（現在以降の時刻）における、各リンクの予測旅行時間を保持する。そして、各リンクの予測旅行時間を交通状況予測装置２０に送信する。

交通情報センタ１０、予測旅行時間サーバ１３、交通状況予測装置２０、車載装置１２は、それぞれ、インタネットなどのネットワーク１４に接続可能である。車載装置１２は、無線により基地局１１を介してネットワーク１４に接続する。交通状況予測装置２０は、交通情報センタ１０及び車載装置１２と、ネットワーク１４を介して情報の授受を行う。車載装置１２は、交通情報センタ１０から、現況交通情報を受信可能である。

予測旅行時間サーバ１３は、交通状況予測装置２０と直接接続可能であってもよい。また、交通状況予測装置２０は、予測旅行時間サーバ１３の機能を備えていてもよい。

交通情報センタ１０、予測旅行時間サーバ１３、及び交通状況予測装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵのワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの外部記憶装置、通信インターフェース、キーボードなどの入力装置、ディスプレイなどの出力装置、これらを接続するためのバスを備えた、汎用のコンピュータシステムにより実現される。それぞれの機能は、ＣＰＵがメモリにロードした所定のプログラムを実行することにより達成される。

車載装置１２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、車両の状態を取得する各種のセンサ（車速センサ、ジャイロセンサ等）、ディスプレイ、キースイッチなどの入力装置、外部記憶装置、通信装置等を有する、いわゆるカーナビゲーション装置である。車載装置１２は、記憶装置に地図データを保持し、所定の出発地から目的地までの経路を探索して、ディスプレイに表示する。車載装置１２は、交通情報センタ１０や交通状況予測装置２０から取得した交通情報をディスプレイに表示する。例えば、現在位置付近の地図を表示し、道路上に、渋滞度（順調、混雑、渋滞など）を表示する。

交通状況予測装置２０は、通信処理部２１と、予測旅行時間取得部２２と、予測パラメータ生成部２３と、渋滞区間予測部２４と、地図ＤＢ（データベース）２７と、蓄積交通情報ＤＢ３１０と、予測パラメータＤＢ３７０と、予測交通情報ＤＢ３３０とからなる。

通信処理部２１は、交通情報センタ１０、予測旅行時間サーバ１３、車載装置２０との情報の授受を行う。具体的には、交通情報センタ１０から定期的に現況の交通情報を受信し、蓄積交通情報ＤＢ３１０に蓄積する。また、車載装置１２からの要求に応じて、要求された範囲の交通情報を、予測交通情報ＤＢ３３０から取得し、車載装置１２に送信する。

予測旅行時間取得部２２は、通信処理部２１を介して、予測旅行時間サーバ１３から、所定の未来の時刻における、リンクごとの予測旅行時間を取得する。

予測パラメータ生成部２３は、蓄積交通情報ＤＢ３１０を用いて、予測交通情報ＤＢ３３０に格納する渋滞度を算出するための予想パラメータを生成し、予測パラメータＤＢ３１０に格納する。

渋滞区間予測部２４は、予測パラメータＤＢ３７０と、予測旅行時間サーバ１３から取得した予測旅行時間とを用いて、リンクごとの渋滞度を求め、予測交通情報ＤＢ３３０に格納する。

地図ＤＢ２７には、地図上の領域を区画したメッシュエリア（所定間隔の緯度・経度で区切られた領域）ごとに、メッシュコードと、そのメッシュエリアに含まれる道路を構成するリンクのデータ（リンクデータ）が含まれている。リンクデータには、リンク番号と、道路種別であるリンク区分、位置情報（始点と終了の座標位置）と、リンク長とが含まれている。なお各リンクは、メッシュコードとリンク番号により一意に特定される。

図２は、蓄積交通情報ＤＢ３１０の構成を示す図である。蓄積交通情報ＤＢ３１０には、交通情報センタ１０から受信した交通情報が蓄積されている。図示するように、蓄積交通情報ＤＢ３１０は、情報作成時刻３１１と、メッシュ情報数３１２と、メッシュ情報数３１２分のメッシュ情報３１３とからなる。メッシュ情報３１３は、メッシュコード３１４と、リンク情報数３１５と、リンク情報数３１５分のリンク情報３１６とからなる。リンク情報３１６は、リンク区分３１７と、リンク番号３１８と、代表渋滞度３１９と、旅行時間３２０と、渋滞区間数３２１と、渋滞区間数３２１分の渋滞区間情報３２２とからなる。渋滞区間情報３２２は、区間渋滞度３２３と、ボトルネック位置（リンク終点からの距離）３２４と、渋滞長３２５とからなる。

代表渋滞度３１９及び区間渋滞度３２３の渋滞度は、数値により表され、それぞれ、「０（不明）」、「１（順調）」、「２（混雑）」、「３（渋滞）」と表される。渋滞区間数３２１は、１つリンクに複数の渋滞区間が存在する場合の、渋滞区間の数である。区間渋滞度３２３は、各区間における渋滞度である。ボトルネック位置３２４については後述する。

図３は、予測交通情報ＤＢ３３０の構成を示す図である。予測交通情報ＤＢ３３０は、蓄積交通情報ＤＢ３１０と似た構成を備えるが、予測時刻数分のレコードが格納されている。すなわち、予測交通情報ＤＢ３３０は、情報作成時刻３３１と、予測時刻数３３２と、予測時刻数３３２分の予測時刻情報３３３とからなる。予測時刻情報３３３は、予測時刻３３４と、メッシュ情報数３３５と、メッシュ情報数３３５分のメッシュ情報３３６とからなる。メッシュ情報３３６は、メッシュコード３３７と、リンク情報数３３８と、リンク情報数３３８分のリンク情報３３９とからなる。リンク情報３３９は、リンク区分３４０と、リンク番号３４１と、代表渋滞度３４２と、旅行時間３４３と、渋滞区間数３４４と、渋滞区間数３４４分の渋滞区間情報３４５とからなる。渋滞区間情報３４５は、区間渋滞度３４６と、ボトルネック位置（リンク終点からの距離）３４７と、渋滞長３４８とからなる。

予測交通情報ＤＢ３３０は、基本的には、予測旅行時間サーバ１３から受信した交通情報である。ただし、予測旅行時間サーバ１３から受信した交通情報には、渋滞度に関する情報（代表渋滞度３４２、渋滞区間数３４４及び渋滞区間情報３４５）が含まれていない。これらの渋滞度に関する情報は、渋滞区間予測部２４により、予測旅行時間３４３に基づき、予測パラメータＤＢ３７０を用いて生成されたものが格納される。

図４は、ボトルネック位置３２４を説明するための図である。１つのリンク内に、交差点や、坂などの勾配が変わる地点が存在すると、その地点が原因となって渋滞が発生する場合がある。渋滞は、その地点からリンク始点に方向に発生する。ボトルネック位置３２４は、この渋滞の発生原因の地点のことであり、渋滞区間の基準位置である。走行する車両から見た場合、ボトルネック位置３２４は渋滞の終点となる。ボトルネック位置３２４は、リンクの終点からの距離により表されている。例えば、図４（１）に示すように、渋滞区間数３２１が「０」の場合、渋滞区間情報３２２のフィールドは無く、代表渋滞度３１９がリンクの渋滞度となる。また、ボトルネック位置は「０」とされ、渋滞長はリンク長（地図データから求められる）となる。一方、図４（２）に示すように、渋滞区間数３２１が「１」以上の場合、渋滞区間情報３２２にはフィールドがある。そして、ボトルネック位置３２４からリンク始点の方向へ渋滞長３２５まで遡った区間が渋滞区間となる。

＜動作の説明＞ 次に、本実施形態の交通状況予測装置２０の動作について説明する。

上述のように、通信処理部２１は、定期的に、交通情報センタ１０から、現況交通情報を受信し、蓄積交通情報ＤＢ３１０に蓄積する。

一方、予測パラメータ生成部２３は、蓄積交通情報ＤＢ３１０を用いて、定期的に、あるいは操作者からの要求に従って、予測パラメータＤＢ３７０を生成する。

図５は、予測パラメータＤＢ３７０の生成処理を示すフロー図である。なお、予測パラメータＤＢ３７０の生成処理は、外部との通信が不要なので、オフライン処理である。

予測パラメータ生成部２３は、蓄積交通情報ＤＢ３１０を読み込む（Ｓ１００）。なお、情報作成時刻３１１が所定の期間（例えば、一週間前までの期間）のものを読み込むようにしてもよい。また、所定の領域のリンクに関するもの（例えば、メッシュコード３１４が所定の範囲のもの）を読み込むようにしてもよい。

次に、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ１００で読み込んだ蓄積交通情報ＤＢ３１０に含まれるリンク情報３１６ごとに、そのリンク情報３１６の対象となっているリンクの旅行速度を求める（Ｓ２００）。具体的には、予測パラメータ生成部２３は、対象となるリンクのリンク長を地図データから取得する。なお、上述のように、リンクは、メッシュコード３１４及びリンク番号３１８で特定される。そして、予測パラメータ生成部２３は、地図データから取得したリンク長を旅行時間３２０で除して旅行速度を算出する。

次に、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置の算出処理を行う（Ｓ３００）。ここでは、ボトルネック位置の発生頻度を求めて、頻度が上位のボトルネック位置を特定する。渋滞発生の原因地点であるボトルネック位置の１つのリンク内での発生位置には、ある程度の規則性があるからである。なお、実際の渋滞発生原因の位置は道路上で様々な位置を取りうるが、交通情報は道路上の所定位置に設置されたセンサにより収集されるので、ボトルネック位置のバリエーションは限られている。

図６は、ボトルネック位置の算出処理のフロー図である。

予測パラメータ生成部２３は、Ｓ１００で読み込んだ蓄積交通情報３１０に含まれるリンク情報３１６の対象となっているリンクの中から、順に１つのリンクを選択する（Ｓ３０１）。さらに、予測パラメータ生成部２３は、情報作成時刻３１１の中から、古い順に、１つの情報作成時刻を選択する（Ｓ３０２）。

そして、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ１００で読み込んだ蓄積交通情報３１０に含まれるリンク情報３１６の中から、情報作成時刻３１１がＳ３０２で選択した情報作成時刻で、対象となるリンクがＳ３０１で選択したリンクである、リンク情報３１６を抽出する。そして、抽出したリンク情報３１６の渋滞区間数３２１が「０」か否か判定する（Ｓ３０３）。

渋滞区間数３２１が「０」の場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、代表渋滞度３１９が「２」又は「３」か否か判定する（Ｓ３０４）。代表渋滞度３１９が「２」又は「３」でない場合（Ｓ３０４でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、処理をＳ３１０に移行する。なお、ここでは、処理の単純化のため、渋滞度＝２（混雑）と、渋滞度＝３（渋滞）を区別しない。

一方、代表渋滞度３１９が「２」又は「３」である場合（Ｓ３０４でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置度数テーブルＴ３０５を更新する（Ｓ３０５）。ここで、ボトルネック位置度数テーブルＴ３５０は、リンクごとに、ボトルネック位置と度数とが対応付けられたものである。ここでは、予測パラメータ生成部２３は、対象としているリンクのボトルネック位置が「０」の度数をインクリメントする（Ｓ３０５）。その後、Ｓ３１０に処理を移行する。

一方、リンク情報３１６の渋滞区間数３２１が「０」でない場合（Ｓ３０３でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、渋滞区間情報３２２を順に１つ選択し（Ｓ３０６）、それぞれ、区間渋滞度３２３が「２」又は「３」か否か判定し（Ｓ３０７）、そうである場合のみ（Ｓ３０７でＹｅｓ）、ボトルネック位置度数テーブルＴ３５０を更新する。すなわち、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置３２４に対応する度数をインクリメントする（Ｓ３０８）。全ての渋滞区間情報３２２の選択が終了すると（Ｓ３０９でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ３１０に処理を移行する。

Ｓ３１０では、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ１００で読み込んだ蓄積交通情報ＤＢ３１０に含まれるレコードの全ての情報作成時刻３１１についてＳ３０２での選択が終了したか否か判定する（Ｓ３１０）。そして、終了していない場合（Ｓ３１０でＮｏ）、Ｓ３０２に戻り、未選択の情報作成時刻３１１を選択して、以降の処理を行う。

一方、全ての情報作成時刻３１１の選択が終了した場合（Ｓ３１０でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置度数テーブルＴ３５０から度数が上位（ここでは、３位まで）のボトルネック位置をボトルネック位置テーブルＴ３１２に登録する（Ｓ３１１）。

次に、予測パラメータ生成部２３は、全てのリンクについてＳ３０１での選択が終了したか否か判定する（Ｓ３１２）。そして、未選択のリンクがある場合（Ｓ３１２でＮｏ）、Ｓ３０１に戻って、未選択のリンクを選択して、以降の処理を行う。

一方、全てのリンクについて選択が終了した場合（Ｓ３１２でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、このフローを終了する。

以上、ボトルネック位置の算出処理のフローについて説明した。この処理により、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置テーブルＴ３１２を完成させる。ボトルネック位置テーブルＴ３１２には、リンクごとに、度数の多い順に上位三位のボトルネック位置が格納される。

図５に戻り、次に、予測パラメータ生成部２３は、パーセンタイル値別順調／渋滞速度算出処理を行う（Ｓ４００）。図７は、かかる処理のフロー図である。ここでは、リンク情報３１６ごとに（すなわち、リンクごと、情報作成時刻ごとに）、リンク内の順調とされる区間の速度（順調速度）と、渋滞とされる区間の速度（渋滞速度）とを求める（Ｓ４０１〜Ｓ４０８）。そして、リンクごとに、所定のパーセンタイル値に対応する順調速度と渋滞速度の候補を求める（Ｓ４０９〜Ｓ４１３）。

具体的には、まず、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ１００で読み込んだ蓄積交通情報ＤＢ３１０に含まれているリンク情報３１６の中から、順に１つのリンク情報３１６を選択し、処理対象のリンク情報とする。そして、予測パラメータ生成部２３は、選択したリンク情報の渋滞区間数３２１が「０」か否か判定する（Ｓ４０１）。渋滞区間数３２１が「０」の場合（Ｓ４０１でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ２００で求めた対応するリンクの旅行速度を、代表渋滞度３１９に対応する速度候補とする（Ｓ４０２）。

一方、選択したリンク情報３１６の渋滞区間数３２１が「０」でない場合（Ｓ４０１でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、渋滞区間情報３２２の中から、区間渋滞度３２３が「２」又は「３」である渋滞区間情報３２２の渋滞長３２５を抽出し、抽出した渋滞長３２５を合計する（Ｓ４０３）。そして、その合計値が、対象のリンクのリンク長に所定の係数（例えば、０．５）を乗じた値より大きいか否か調べる（Ｓ４０４）。なお、このようにするのは、ある程度の渋滞の区間の長さがある場合には、渋滞とするためである。

渋滞長の合計値の方が大きい場合（Ｓ４０４でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ２００で求めた対応する旅行速度を、渋滞速度候補とする（Ｓ４０５）。一方、渋滞長の合計値の方が大きくない場合（Ｓ４０４でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ２００で求めた対象の旅行速度を、渋滞速度候補とする（４０６）。

そして、予測パラメータ生成部２３は、各速度候補の登録を行う。具体的には、図８に示すように、リンクごとに、順調速度候補又は渋滞速度候補を、それぞれ昇順（又は降順）に、登録する。なお、情報作成時刻３１１に関係なく登録する。

予測パラメータ生成部２３は、全リンクの全情報作成時刻において、Ｓ４０１〜Ｓ４０７の処理を行い、図８で示したように、各リンクの順調速度と渋滞速度とが格納された順調速度／渋滞速度の各速度候補テーブル３５０を完成させる（Ｓ４０８）。

次に、予測パラメータ生成部２３は、順にリンクを１つ選択し（Ｓ４０９）、また、順にパーセンタイル値を設定し（Ｓ４１０）、パーセンタイル値別順調／渋滞速度の決定を行う（Ｓ４１１）。

ここで、パーセンタイル値とは、候補の全体の数を１００とした場合の値である。ｎ個の速度候補が昇順に並んでいる場合、パーセンタイル値ｍの速度候補は、下から（ｍ・ｎ／１００）の順番にあるものである。

予測パラメータ生成部２３は、図８に示すように、リンクごとに、順調速度／渋滞速度の各速度候補テーブル３５０の中から、パーセンタイル値が、２０、３０、４０、・・・、８０に対応する速度候補を抽出し、パーセンタイル値別順調／渋滞速度テーブル３６０に格納する（Ｓ４１２）。パーセンタイル値別順調／渋滞速度テーブル３６０は、リンクごとに、パーセンタイル値と、順調速度と、渋滞速度とが対応付けられ格納される。

こうして、予測パラメータ生成部２３は、パーセンタイル値別の順調／渋滞速度テーブル３６０を完成させると（Ｓ４１３でＹｅｓ）、このフローを終了する。

次に、予測パラメータ生成部２３は、パーセンタイル値別順調／渋滞速度の評価を行う（図５のＳ５００）。図９はかかる処理のフロー図である。

予測パラメータ生成部２３は、パーセンタイル値を順に設定し、パーセンタイル値別順調／渋滞速度テーブル３６０から、設定したパーセンタイル値に対応する順調速度Ｖｓと渋滞速度Ｖｊを読み込む。（Ｓ５０１）。次に、リンク情報３１６を順に１つ選択し、選択したリンク情報３１６の対象となっているリンクについて渋滞区間の予測処理（Ｓ５０２）と、予測した渋滞区間の評価値Ｅの算出処理（Ｓ５０３）とを行う。

図１０は、渋滞区間の予測処理（Ｓ５０２）のフロー図である。

まず、予測パラメータ生成部２３は、対象となっているリンク情報３１６の旅行時間３２０を取得する。

次に、予測パラメータ生成部２３は、対象のリンクの渋滞長Ｌｊと順調長Ｌｓを、下記連立方程式を解くことにより算出する。このとき、渋滞区間の速度及び順調区間の速度として、Ｓ５０１で読み込んだ渋滞速度Ｖｊ及び順調速度Ｖｓを用いる。また、リンク長は、地図データから取得したものを用いる。
（連立方程式）
Ｌｊ＋Ｌｓ＝Ｌ（リンク長）
Ｌｊ／Ｖｊ＋Ｌｓ／Ｖｓ＝Ｔ（旅行時間）
次に、予測パラメータ生成部２３は、求めた渋滞長Ｌｊが負か否か調べ（Ｓ６０３）、負である場合（Ｓ６０３でＹｅｓ）、渋滞区間数＝０とし、代表渋滞度＝１（順調）と登録する（Ｓ６０４）。そして、図１０のフローを終了する。

一方、渋滞長が正の場合（Ｓ６０３でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、順調長Ｌｓが負か否か調べる（Ｓ６０５）。そして、負の場合（Ｓ６０５でＹｅｓ）、渋滞区関数＝０とし、代表渋滞度＝３（渋滞）と登録する（Ｓ６０６）。そして、図１０のフローを終了する。

一方、順調長Ｌｓが正の場合（Ｓ６０５でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置テーブルＴ３１２（図６参照）から、対象のリンクに対応するボトルネック位置を上位から順に１つ選択する（Ｓ６０７）。

そして、予測パラメータ生成部２３は、渋滞区間がリンク長を超えるか否か判定する（Ｓ６０８）。具体的には、
｛ボトルネック位置（リンク終点からの距離）＋渋滞長Ｌｊ｝＞リンク長
か否かを調べる。そして、そうである場合は、渋滞区間がリンク長を超えると判定し、そうでない場合は、渋滞区間がリンク長を超えないと判定する。

渋滞区間がリンク長を超えないと判定した場合（Ｓ６０８でＮｏ）、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ６０７で選択したボトルネック位置と、Ｓ６０２で求めた渋滞長Ｌｊ及び順調長Ｌｓと登録し（Ｓ６０９）、図１０のフローを終了する。

一方、渋滞区間がリンク長を超えると判定した場合（Ｓ６０８でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置テーブルＴ３１２の対象のリンクの全ボトルネック位置を選択済みか否かを調べる（Ｓ６１０）。そして、未選択のボトルネック位置がある場合（Ｓ６１０でＮｏ）、Ｓ６０７に戻り、次ぎに登録されているボトルネック位置を選択し、以降の処理を行う。一方、全てのボトルネック位置について選択が終了した場合（Ｓ６１０でＹｅｓ）、予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置テーブルＴ３１２の中から、リンク終点からの距離が最小であるボトルネック位置を選択する。そして、渋滞長Ｌｊを、リンク始点からボトルネック位置までとする。また、順調長Ｌｓを、ボトルネック位置からリンク終点までとする。そして、ボトルネック位置と、渋滞長Ｌｊと、順調長Ｌｓとを登録し（Ｓ６１１）、図１０のフローを終了する。

以上、図１０の渋滞区間の予測処理のフローについて説明した。

次に、予測した渋滞区間の評価値Ｅの算出処理（図９のＳ５０３）について説明する。

図１１は、評価値Ｅの算出の仕方を説明するための図である。評価値Ｅは、全体に占める真値と予測値の合致する部分の割合である。評価値Ｅが大きいほど、整合性が良いことになる。ここで、真値としては、対象のリンク情報３１６の渋滞区間情報３２２を用いる。予測パラメータ生成部２３は、真値と、Ｓ５０２で予測した渋滞状況（渋滞度別の区間）とを比較して、渋滞度が合致する部分の長さ求め、その合計値Ｘｉを求める。そして、下記式により評価値Ｅを求める。なお、ここでは、渋滞度＝２（混雑）と、渋滞度＝３（渋滞）の区別はしない。ともに渋滞として扱う。

図１１の例では、真値（蓄積交通情報ＤＢ３１０の渋滞区間情報３２２から求められる渋滞状況）が、渋滞区間１（渋滞）と渋滞区間２（混雑）であった。それに対して、Ｓ５０２で予測した渋滞状況からは、渋滞区間が１つで、この渋滞区間は、真値の渋滞区間２及び渋滞区間１に一部重なっている。かかる場合、予測パラメータ生成部２３は、渋滞度が共通する部分の長さを求める。すなわち、共に「渋滞」又は「混雑」である部分と、共に「順調」である部分を求める。そして、それらの部分を合計して、合計値Ｘｉを求める。そして、下記式のように、合計値Ｘｉをリンク長で除することにより、評価値Ｅを求める。

評価値Ｅ＝Ｘｉ／Ｌ
Ｘｉ：合致した区間
Ｌ：リンク長
図９に戻って説明する。予測パラメータ生成部２３は、全てのリンク情報について（すなわち、全てのリンク及び情報作成時刻３１１について）、Ｓ５０２〜Ｓ５０３の処理を行う（Ｓ５０４）。

そして、予測パラメータ生成部２３は、求めた評価値Ｅの平均値Ｅａｖｅを算出する（Ｓ５０５）。

次に、予測パラメータ生成部２３は、パーセンタイル値別順調／渋滞速度テーブル３６０に含まれている全パーセンタイル値を選択したか否か判定し、未選択のものがある場合は、Ｓ５０１に戻って、処理を続ける。

一方、全てのパーセンタイル値について、評価値Ｅの平均値Ｅａｖｅを求めると（Ｓ５０６でＹ）、予測パラメータ生成部２３は、平均値Ｅａｖｅが最大となるパーセンタイル値を求める。そして、求めたパーセンタイル値を、予測に最適のパーセンタイル値と決定する（Ｓ５０７）。

次に、予測パラメータ生成部２３は、Ｓ５０７で決定した予測に最適のパーセンタイル値を用いて、リンクごとに、最適順調速度と最適渋滞速度とを決定する（Ｓ５０９）。具体的には、パーセンタイル値別順調／渋滞速度テーブル３６０から、リンクごとに、Ｓ５０７で決定したパーセンタイル値に対応する、順調速度と渋滞速度とを抽出する。そして、抽出した順調速度と渋滞速度とを、最適順調速度と最適渋滞速度と決定する。その後、図９のフローを終了する。

以上、図９のパーセンタイル値別順調／渋滞速度の評価処理のフローについて説明した。

次に、予測パラメータ生成部２３は、予測パラメータＤＢ３７０を作成する（図５のＳ６００）。図１２は、予測パラメータＤＢ３７０の構成を示す図である。予測パラメータＤＢ３７０は、メッシュ情報数３７１と、メッシュ情報数３７１分のメッシュ情報３７１とからなる。メッシュ情報３７２には、メッシュコード３７３と、リンク情報数３７４と、リンク情報数３７４分のリンク情報３７５とからなる。リンク情報３７５は、リンク区分３７６と、リンク番号３７８と、第１ボトルネック位置３７９と、第２ボトルネック位置３８０と、第３ボトルネック位置３８１と、渋滞速度３８２と、順調速度３８３とからなる。

予測パラメータ生成部２３は、ボトルネック位置算出処理（図６）で生成した、リンクごとの上位３位のボトルネック位置を、上位から順に、対応するリンク情報３７５の第１〜第３ボトルネック位置３７９〜３８１に格納する。また、パーセンタイル値別順調／渋滞速度の評価処理（図９）のＳ５０８で生成したリンクごとの最適渋滞速度および最適順調速度を、対応するリンク情報３７５の渋滞速度３８２と順調速度３８３に格納する。

以上、図５に示した予測パラメータＤＢ３７０の生成処理のフローについて説明した。

次に、こうして生成された予測パラメータＤＢ３７０の利用について説明する。

予測パラメータＤＢ３７０に格納されている予測パラメータ（第１〜第３ボトルネック位置３７９〜３８１、渋滞速度３８２、順調速度３８３）は、リンク内の渋滞度別区間を予測するのに利用される。すなわち、予測旅行時間サーバ１３から、リンクごとの旅行時間を入手したときに、リンク内の渋滞状況（渋滞度とその区間）を求めるために利用される。

図１３は、渋滞状況の予測処理のフロー図である。このフローは、予測旅行時間サーバ１３から、旅行時間を取得したとき、あるいは車載装置１２からの要求に応じて開始される。

予測旅行時間取得部２２は、通信処理部２１を介して、予測旅行時間サーバ１３からリンクごとの予測旅行時間を含む交通情報を取得する。そして、取得した交通情報を、予測交通情報ＤＢ３３０に格納する。取得する交通情報には、基本的に、図３で示した予測交通情報ＤＢ３３０を構成する情報がほぼ含まれている。ただし、渋滞度に関する情報（代表渋滞度３４２、渋滞区間数３４４、渋滞区間情報３４５）が含まれていない。

そこで、渋滞区間予測部２４は、予測旅行時間サーバ１３から受信した予測旅行時間３４３に基づき、予測パラメータを用いて、渋滞度に関する情報を算出する。

渋滞区間予測部２４は、まず、予測パラメータＤＢ３７０を読み込む（Ｓ７０１）。そして、予測時刻数３３２ごと、及びリンクごとに、予測旅行時間３４３について、Ｓ７０２〜Ｓ７０４の処理を行う。すなわち、順に、リンク情報３３９を選択し、Ｓ７０２〜Ｓ７０４の処理を行う。

Ｓ７０２では、渋滞区間予測部２４は、選択したリンク情報３３９の予測旅行時間３４３を取得する。

Ｓ７０３では、渋滞区間予測部２４は、選択したリンク情報３３９の対象のリンクの代表渋滞度を求める。図１４は、かかる代表渋滞度の予測処理のフロー図である。

渋滞区間予測部２４は、予測旅行時間が不明の場合、すなわち、対象のリンクについて、予測旅行時間サーバ１３から予測旅行時間を取得していない場合（Ｓ８０１でＹｅｓ）、代表渋滞度３４２に「不明」と登録する。一方、予測旅行時間が存在する場合（Ｓ８０１でＮｏ）、リンク長を予測旅行時間３４３で除することにより、旅行速度を算出する（Ｓ８０３）。そして、図１５で示すような渋滞判定閾値表により、代表渋滞度を決定する。渋滞判定閾値表には、リンク区分ごとに、各渋滞度の旅行速度の範囲が対応付けられている。そこで、渋滞区間予測部２４は、渋滞判定閾値表から、対象のリンクのリンク区分３４０とＳ８０３で求めた旅行速度に対応する、渋滞度を求める。そして、求めた渋滞度を、代表渋滞度３４２に格納する。

図１３に戻って説明する。次に、渋滞区間予測部２４は、渋滞区間の予測処理を行う。渋滞区間の予測処理は、前述の図１０で示した渋滞区間の予測処理と同じである。但し、渋滞区間予測部２４が主体となる。そして、ここでは、Ｓ６０１において、予測旅行時間サーバ１３から取得した予測旅行時間３４３を取得する。そして、Ｓ６０２の渋滞長の算出では、旅行時間Ｔとして、この予測旅行時間３４３を用いる。

そして、渋滞区間数＝０、代表渋滞度＝１（順調）となった場合（Ｓ６０４）、渋滞区間予測部２４は、処理の対象となっているリンク情報３３９の渋滞区間数３４４に「０」を格納する。また、渋滞区間予測部２４は、渋滞区間情報３５のフィールドを設けない。

また、渋滞区間数＝０、代表渋滞度＝３（渋滞）となった場合（Ｓ６０６）、渋滞区間予測部２４は、リンク情報３３９の渋滞区間数３４４に「０」を格納する。また、渋滞区間予測部２４は、渋滞区間情報３５のフィールドを設けない。

また、渋滞区間の長さがリンク長と比較して適当であった場合（Ｓ６０９）、渋滞区間予測部２４は、リンク情報３３９の渋滞区間数３４４に「１」を格納する。また、渋滞区間情報３４５にレコードを１つ設け、区間渋滞度３４６に「３（渋滞）」を格納する。さらに、ボトルネック位置３４７に、Ｓ６０７で選択しているボトルネック位置を格納する。渋滞長３４８には、Ｓ６０２で求めた渋滞長Ｌｊを格納する。

また、リンク終点からの距離が最小であるボトルネック位置における結果を登録するようになった場合（Ｓ６１１）、渋滞区間予測部２４は、リンク情報３３９の渋滞区間数３４４に「１」を格納する。また、渋滞区間情報３４５にレコードを１つ設け、区間渋滞度３４６に「３（渋滞）」を格納し、ボトルネック位置３４７に、リンク終点からの距離が最小であるボトルネック位置を格納する。渋滞長３４８には、リンク始点からボトルネック位置までの距離を格納する。

図１３に戻り説明する。渋滞区間予測部２４は、以上の処理（Ｓ７０２〜Ｓ７０４）を、予測旅行時間サーバ１３から受信した交通情報（すなわち、予測交通情報ＤＢ３１０に格納されている、予測時刻数３３２ごと、リンクごとの予測旅行時間３４３）について行った後（Ｓ７０５）、このフローを終了する。

こうして、図３で示したような、予測交通情報ＤＢ３３０が完成する。すなわち、予測交通情報ＤＢ３３０には、予測旅行時間サーバ１３から取得されなかった渋滞状況に関する情報（代表渋滞度３４２、渋滞区間数３４４、渋滞区間情報３４５）が格納される。

通信処理部２１は、こうして生成された予測交通情報ＤＢ３３０を、車載装置１２からの要求に応じて送信する。

車載装置１２は、受信した予測交通情報ＤＢ３３０を用いて、リンク単位の渋滞度に限らず、リンク内の部分的な区間について渋滞度を表示することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明した。

上記実施形態によれば、リンク単位の旅行時間から、リンク内の渋滞度別の区間を求めることができる。すなわち、予測交通情報として、リンク単位の予測旅行時間しか取得できない場合でも、リンク内の部分的な区間における渋滞度を予測することができる。したがって、より細かな予測交通情報を提供することができる。

また、過去の実際の交通情報である蓄積交通情報を用いて予測パラメータを算出し、渋滞度の予測に用いるので、より正確な予測を行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、発明の要旨の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、区間渋滞度を求める際に、渋滞度として、「２（渋滞）」と「３（混雑）」を区別せずに、ともに「３（渋滞）」として扱っている。これに限らず、「２（混雑）」と「３（渋滞）」を区別するようにしてもよい。

例えば、図１３のＳ７０４において、予測交通情報ＤＢ３３０の渋滞区間情報３４５が生成された場合、渋滞区間予測部２４は、図１４のＳ８０３と同様の処理によりリンクの旅行速度を求め、図１５の渋滞判定閾値表を用いて渋滞度を求めてもよい。あるいは、Ｓ６０２に求めた渋滞速度Ｖｊを旅行速度として、図１５の渋滞判定閾値表を用いて対応する渋滞度を求める。そして、求めた渋滞度を区間渋滞度３４６に格納するようにする。図１５の渋滞閾値判定表では、「２（混雑）」と「３（渋滞）」を区別しているので、旅行速度によっては区間渋滞度３４２に「２（混雑）」が格納される。これにより、車載装置１２では、リンク内の部分的な区間について、「渋滞」と「混雑」を区別して表示できるようになり、より多彩な表示を行うことができるようになる。

また、上記実施形態では、蓄積交通情報ＤＢ３１０に蓄積される交通情報は、過去に受信した現況交通情報であるとした。これに限らず、過去の交通情報を統計処理して求められた統計交通情報であってもよい。

図１は、本発明の一実施形態が適用された交通状況予測システムの概略構成図である。 図２は、蓄積交通情報ＤＢの構成を示す図である。 図３は、予測交通情報ＤＢの構成を示す図である。 図４は、渋滞区間のボトルネック位置を説明するための図である。 図５は、予測パラメータＤＢの生成処理のフロー図である。 図６は、ボトルネック位置算出処理のフロー図である。 図７は、パーセンタイル値別順調／渋滞速度の算出処理のフロー図である。 図８は、パーセンタイル値別順調／渋滞速度の算出処理を説明するための図である。 図９は、パーセンタイル値別順調／渋滞速度の評価処理を説明するための図である。 図１０は、渋滞区間の予測処理のフロー図である。 図１１は、予測した渋滞区間の評価処理を説明するための図である。 図１２は、予測パラメータＤＢの構成を示す図である。 図１３は、渋滞状況の予測処理のフロー図である。 図１４は、代表渋滞度の予測処理のフロー図である。 図１５は、渋滞判定閾値の表を示す図である。

符号の説明

１０・・・交通情報センタ、１１・・・基地局、１２・・・車載装置、１３・・・予測旅行時間サーバ、１４・・・ネットワーク、
２０・・・交通状況予測装置、２１・・・通信処理部、２２・・・予測旅行時間取得部、２３・・・予測パラメータ、２４・・・渋滞区間予測部、２７・・・地図ＤＢ、３１０・・・蓄積交通情報ＤＢ、３３０・・・予測交通情報ＤＢ、３７０・・・予測パラメータＤＢ

Claims (11)

1. 交通状況予測装置であって、
   地図上の道路を構成するリンクのリンク長を含むリンクデータと、
   リンクごとに、順調を示す速度である順調速度と、渋滞を示す速度である渋滞速度と、渋滞区間の基準位置である渋滞基準位置とを含むパラメータと、
   を記憶する記憶手段と、
   リンクの予測旅行時間を取得する手段と、
   前記予測旅行時間と前記パラメータとを用いて、前記リンク内の渋滞度別の区間を求める渋滞度別区間算出手段と
   を備えることを特徴とする交通状況予測装置。
2. 請求項１に記載の交通状況予測装置であって、
   前記渋滞度別区間算出手段は、
   リンクにおける渋滞度別の区間を各区間における走行速度で通過する時間の和が該リンクの旅行時間となり、かつ各渋滞度別の区間の和がリンク長となるように、前記リンクにおける渋滞度別の区間を求める
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
3. 請求項２に記載の交通状況予測装置であって、
   前記渋滞度別区間算出手段は、
   渋滞長が負の場合、リンク全体の渋滞度を順調とし、
   順調長が負の場合、リンク全体の渋滞度を渋滞とする
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
4. 請求項２に記載の交通状況予測装置であって、
   前記パラメータには、リンクごとに複数の渋滞基準位置が含まれており、
   前記渋滞度別区間算出手段は、
   前記複数の渋滞基準位置の中から、渋滞長を用いて求められる渋滞区間がリンク長の範囲内であるものを選択し、
   選択した渋滞基準位置を用いて、前記リンク内の渋滞度別の区間を求める
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
5. 交通状況予測装置であって、
   地図上の道路を構成するリンクの旅行時間と、前記リンク内の渋滞度別の区間と、渋滞の基準位置である渋滞基準位置と、渋滞長とを含む交通情報を取得する手段と、
   リンク内の渋滞度別の区間を求める際に利用されるパラメータを、前記交通情報を用いて生成するパラメータ生成手段を備え、
   前記パラメータは、
   リンクごとに、順調を示す速度である順調速度と、渋滞を示す速度である渋滞速度と、渋滞区間の基準となる位置である渋滞基準位置とを含む
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
6. 請求項５に記載の交通状況予測装置であって、
   前記パラメータ生成手段は、
   前記交通情報に含まれている各リンクの渋滞基準位置から、各リンクの渋滞基準位置の頻度を求め、頻度が多い上位所定数の渋滞基準位置を前記パラメータに含ませる
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
7. 請求項５に記載の交通状況予測装置であって、
   前記パラメータ生成手段は、
   前記各リンクの渋滞度別の旅行速度を求める渋滞度別旅行速度算出手段と、
   渋滞度別の旅行速度をそれぞれ昇順または降順に並べて、全体の数からみて所定割合の順番にある旅行速度を渋滞度別にそれぞれ取得する手段と、
   取得した渋滞度別の旅行速度とリンクの旅行時間とを用いて、各リンク内の渋滞度別の区間を求める渋滞度別区間算出手段と、
   求めた渋滞度別の区間と、前記交通情報に含まれている渋滞度別の区間との整合性から評価値を求める手段と、
   最も高い評価値を与える渋滞度別の旅行速度を、前記パラメータに含ませる
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
8. 請求項７に記載の交通状況予測装置であって、
   前記渋滞度別区間算出手段は、
   リンクにおける渋滞度別の区間を各区間における走行速度で通過する時間の和が該リンクの旅行時間となり、かつ各渋滞度別の区間の和がリンク長となるように、前記リンクにおける渋滞度別の区間を求める
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
9. 請求項７に記載の交通状況予測装置であって、
   リンクの代表旅行速度を取得する手段を備え、
   前記渋滞度別旅行速度算出手段は、
   渋滞長がリンク長に対して所定割合以上の場合、前記代表旅行速度を、渋滞速度とし、
   渋滞長がリンク長に対して所定割合未満の場合、前記代表旅行速度を、順調速度とする
   ことを特徴とする交通状況予測装置。
10. 請求項５に記載の交通状況予測装置であって、
    リンクの予測旅行時間を取得する手段と、
    前記予測旅行時間と前記パラメータとを用いて、前記リンク内の渋滞度別の区間を求める渋滞度別区間算出手段と
    を備えることを特徴とする交通状況予測装置。
11. 交通状況予測装置の交通状況予測方法であって、
    前記交通状況予測装置は、
    地図上の道路を構成するリンクのリンク長を含むリンクデータと、
    リンクごとに、順調を示す速度である順調速度と、渋滞を示す速度である渋滞速度と、渋滞区間の基準位置である渋滞基準位置とを含むパラメータと、
    を記憶する記憶手段を備え、
    リンクの予測旅行時間を取得するステップと、
    前記予測旅行時間と前記パラメータとを用いて、前記リンク内の渋滞度別の区間を求める渋滞度別区間算出ステップとを行う
    ことを特徴とする交通状況予測方法。

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