JP2008224426A - 交通ネットワークデータ作成装置および交通ネットワークデータを用いた経路探索システムならびに経路探索サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】平均コストネットワークデータと特定の地域の時刻表ネットワークデータとを組み合わせた探索用の交通ネットワークデータを効率よく作成し、該交通ネットワークデータを用いた広域にわたる案内経路の探索効率を向上する。
【解決手段】交通ネットワークデータ作成装置は、交通機関のネットワークのデータを経路探索エンジンが処理可能なバイナリデータに変換するコンバータ２Ｃを備える。コンバータ２Ｃは、交通機関のネットワークを平均リンクコストで表現した平均コストネットワークデータを時刻表ネットワークデータのデータ形式に変換して蓄積し、所望地域の交通機関のネットワークを時刻表データに基づいて表現した時刻表ネットワークデータ３５１が入力されると、前記蓄積された平均コストネットワークデータ３５３に、該時刻表ネットワークデータ３５１を結合して変換して交通ネットワークデータ３５５を作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、所望の出発地から目的地まで、交通機関を利用した経路を含む経路を探索して案内する経路探索システムに関するものであり、特に、交通機関を利用した経路を平均コストネットワークデータと特定の地域の時刻表ネットワークデータとを組み合わせた探索用の交通ネットワークデータを効率よく作成し、該交通ネットワークデータを用いて広域にわたる案内経路を効率よく、かつ、最適な案内経路が経路探索から漏れることがないようにした交通ネットワークデータ作成装置および交通ネットワークデータを用いた経路探索システムならびに経路探索サーバに関するものである。

従来から、地図データ、道路データを用いて、所望の出発地から目的地までの経路を探索して利用者を案内するナビゲーション装置、ナビゲーションシステムが知られており、このようなナビゲーション装置、ナビゲーションシステムとしては、自動車に搭載して運転者に経路を案内するカーナビゲーション装置、携帯電話をナビゲーション端末として利用して経路探索サーバに経路探索要求を送り、その結果を受信して経路案内を受ける通信型のナビゲーションシステムなどが実用化されている。

特に、通信型のナビゲーションシステムは、携帯電話などの携帯端末をナビゲーション端末として利用したシステムであって、歩行者用のナビゲーションシステムとしても用いられるものである。歩行者用のナビゲーションシステムとしては、交通機関を含めた経路案内機能を付加することが好ましく、徒歩経路の探索と案内に加えて、経路探索サーバに交通機関の路線や運行時刻データを蓄積し、所望の出発駅から所望の目的駅までの経路（乗車候補列車）を、徒歩経路の探索と案内に加えて案内する機能を有するナビゲーションシステムも存在する。また、徒歩経路の経路探索を伴わずに情報配信サーバから交通機関の路線や時刻表、乗車可能な列車などの情報の配信を受けて表示する交通案内システムも存在する。

一般的なナビゲーション装置、通信ナビゲーションシステムに使用される経路探索装置、経路探索方法は、例えば、下記の特許文献１（特開２００１−１６５６８１号公報）に開示されている。このナビゲーションシステムは、携帯ナビゲーション端末から出発地と目的地の情報を情報配信サーバに送り、情報配信サーバで道路網や交通網のデータから探索条件に合致した経路を探索して案内するように構成されている。探索条件としては、出発地から目的地までの移動手段、例えば、徒歩、自動車、鉄道と徒歩の併用などがあり、これを探索条件の１つとして経路探索する。

情報配信サーバは、地図データの道路（経路）をその結節点、屈曲点の位置をノードとし、各ノードを結ぶ経路をリンクとし、全てのリンクのコスト情報（距離や所要時間）をデータベースとして備えている。そして、情報配信サーバは、データベースを参照して、出発地のノードから目的地のノードに至るリンクを順次探索し、リンクのコスト情報が最小となるノード、リンクをたどって案内経路とすることによって最短の経路を携帯ナビゲーション端末に案内することができる。このような経路探索の手法としてはラベル確定法あるいはダイクストラ法と言われる手法が用いられる。上記特許文献１には、このダイクストラ法を用いた経路探索方法も開示されている。

交通機関を利用した経路探索においては、全路線上を運行されている全ての列車が経路探索の対象になるため、広域、例えば、日本国内の全域をカバーする経路探索用のネットワークデータを用意すると膨大なデータ量になる。また、データ量に応じて経路探索の所要時間も増大する。このような問題点を解決するため、例えば、下記の特許文献２（特開平１０−３３４３８７号公報）には、経路を探索すべき出発地と目的地とから経路探索の範囲を限定することにより経路探索の処理負荷を軽減するようにした最適乗継系列探索方法の発明が開示されている。

ところで、この適乗継系列探索方法では、出発地と目的地とから予め経路探索の範囲を限定して経路探索する場合、どのように経路探索範囲を制限して経路探索したら最適な案内経路が漏れることなく得られるか、その制限方法を最適化する解を見出してはいない。

例えば、図８に示すように「東京（TOKYO）」から岐阜県の「中津川（NAKATSUGAWA）」への経路を探索する場合、代表的な経路には「東京（TOKYO）」から「名古屋（NAGOYA）」まで新幹線を利用し、「名古屋（NAGOYA）」から特急に乗り換えて「中津川（NAKATSUGAWA）」に至る第１ルートＲＴ１（図８における実線の経路）があげられる。これに対して、距離的に最短の経路として中央線を用いた第２ルートＲＴ２（図８における点線の経路）がある。

このような出発地と目的地の場合、第１ルートＲＴ１は新幹線を利用するために所要時間は圧倒的に短く実用的な経路である。これに対して第２ルートは距離的には最短経路ではあるが、在来線特急を利用しても第１ルートに比べ所要時間が長くなる。特に岐阜県に居住する人はこのことを経験的に知っている。

経路探索の範囲を制限する場合、上記のような出発地と目的地を結ぶ経路探索においては、名古屋が探索範囲に含まれるようにしないと、第１ルートＲＴ１を探索できないことになる。上記のような例に限らず、航空機や船舶まで含めた各種の交通機関を含めたマルチモーダルな経路探索では、交通機関の移動速度に大きな差があり、一旦目的地から遠く離れた地点まで移動して、そこから目的地に移動するルートをとるほうが最適であるケースが多く含まれる。

このような出発地と目的地の事例は多々存在し、探索範囲の決定に苦慮する。最適経路が漏れないように経路探索しようとすると、経路探索の範囲をできるだけ広くとることが必要になる。経路探索範囲を広くとると、経路探索の処理負荷が大きくなり高速、効率的に最適経路を探索することができなくなる。逆に探索範囲を狭く制限すると、高速な探索処理はできるが、最適経路が漏れる可能性が大きくなる。このように交通機関を用いた経路の探索には相反する課題が生じる。

本出願人はこのような探索範囲を狭めることなく、少ない量の探索用のネットワークデータを用いて効率的な経路探索を行うことができるナビゲーションシステムを提供する目的で、既に特願２００６−０９７７１２号の発明についての特許出願を行っている。

この特願２００６−０９７７１２号（以下、「先願１」という。）の発明は、ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークを各リンクのリンクコストを平均リンクコストとした平均コストネットワークデータと、交通機関のネットワークを時刻表に基づいて表現した時刻表ネットワークデータとを備え、経路探索手段は、出発地と目的地の情報に従って平均コストネットワークデータに基づいて、予め定めた所定数の候補経路を探索し、当該候補経路の各々について時刻表ネットワークデータに基づいて各候補経路のうちから最適経路を探索するようにしたものである。

この先願１のナビゲーションシステムを、図９を用いて詳細に説明すると、次のとおりである。経路探索サーバ３００は、経路探索のため道路ネットワークのデータを蓄積したデータベース（ＤＢ１）、時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータとして蓄積したデータベース（ＤＢ２）、交通路線の各リンクを平均のリンクコストで表現した平均コストネットワークデータを蓄積したデータベース（ＤＢ３）、表示用の地図データなどを蓄積したデータベース（ＤＢ４）を備えている。ここで、平均コストネットワークデータとは、交通路線を構成する各リンクのリンクコストを平均的なリンクコストのみで表したものであり、例えば、鉄道であれば普通列車における所要時間（リンクコスト）を平均コストとして使用する。

経路探索サーバ３００は、端末装置２００からの経路探索要求に従って、先ず、最初に交通機関を利用する経路部分について、平均コストネットワークデータを用いて経路探索し、所定数の候補経路を探索する。このとき、平均コストに影響を与えるパラメータとして、交通手段の選択条件を設定し、例えば、航空機や特急の利用を認めない設定の場合には、航空機利用の経路区間のリンクコストを編集し、候補経路として探索されないようにする。リンクコストの編集は、該当するリンクコストを無限大にし、または、利用禁止フラグを立て、あるいは該当リンクを平均コストネットワークから除外するなどの方法をとることができる。

平均コストネットワークデータに基づく経路探索は、ダイクストラ法による経路探索を適用するが、交通機関のネットワークは道路ネットワークに比べて格段にリンク数が少ない。カーナビが道路ネットワークデータを用いて経路探索を行う場合と比較しても、平均コストネットワークデータを用いた経路探索ならば探索範囲を限定しなくても、容易に経路探索が行える。従来は、いきなり時刻表ネットワークでの経路探索を行おうとしたので、リンクに相当する交通手段（電車やバス）の運行本数が多くて演算負荷が大きくなっていたものである。ダイクストラ法ではまず最小コスト経路が最初に求められ、例えば、マーチンのアルゴリズムを用いて第Ｋ最短経路まで複数の候補経路を求めることが出来る。ここでは、内部的に５〜２０経路ほど候補経路を多めに求めておく。

次いで経路探索サーバ３００は、上記のようにして探索した候補経路に限定して、時刻表をベースとした通常の時刻表ネットワークデータ（探索条件として設定した交通手段の時刻表ネットワークデータに限定することもできる）を参照して経路探索を行うので、経路探索の対象となる時刻表データを格段に減らすことが出来る。なお、詳細には、平均コストネットワークデータによる経路探索で求められた候補経路の１つ１つに応じて時刻表ネットワークデータを用いて経路探索し、乗車する交通手段（案内経路）を求める方法、平均コストネットワークデータを用いた経路探索で求められた候補経路の全経路の時刻表ネットワークデータを探索範囲として経路探索し、乗車する交通手段を求める方法のいずれでも良い。これにより、出発時間や到着時間の条件にあう交通手段（案内経路）が探索される。

平均コストネットワークデータを用いて探索された候補経路であっても、実際の時刻表ネットワークデータを用いて時刻表探索を行うと、平均コストとは異なる所要時間で経路が求められる。それらをソートして、最適なものから結果表示する。乗り継ぎが良くない経路はソートで順位を下げるが、所要時間の短い経路はソートでも生き残ることになり、最適な案内経路から順に利用者に案内することができる。
このような経路探索を行えば、経路探索の演算負荷を増大することなく、効率的に最適経路を見落とすことなく探索、案内することができるようになる。

図１０は、図８に例示されている出発地（東京（TOKYO））と目的地（中津川（NAKATSUGAWA））との間の経路を、平均コストネットワークデータを用いて探索して得られる候補経路を示す図である。探索する候補経路数に応じて複数の候補経路ＲＴ１〜ＲＴ５のようなルートが得られる。
次いで、経路探索手段は、平均コストネットワークデータを用いて探索した候補経路（例えば、図１０のＲＴ１〜ＲＴ５）について、その候補経路に限定して、時刻表をベースとした通常の時刻表ネットワークデータを参照して経路探索し、乗車する交通手段（案内経路）を求める。

このため、時刻表ネットワーク編集手段は、時刻表ネットワークデータを編集し、候補経路（図１０のＲＴ１〜ＲＴ５）の時刻表データのみに編集して経路探索手段に編集された時刻表ネットワークデータを対象に経路探索させる。編集の方法は、時刻表ネットワークデータから候補経路（図１０のＲＴ１〜ＲＴ５）の時刻表データを抽出する方法、または候補経路の属する路線の時刻表データを抽出する方法、候補経路以外の時刻表データのリンクコストを無限大にする方法、あるいは、利用禁止フラグを立てる方法などの方法によって実現することができる。

平均コストネットワークデータを用いた経路探索において、交通手段の制限条件が設定される場合、例えば、航空機や新幹線を利用しないという条件が設定された場合、平均コストデータ編集手段は平均コストネットワークデータを編集し、該当する経路（リンク）の平均コストデータが参照されないようにする。編集の方法は先に説明したように、該当するリンクコストを無限大にし、または、利用禁止フラグを立て、あるいは該当リンクを平均コストネットワークから除外するなどの方法によって実現することができる。

特開２００１−１６５６８１号公報（図１、図２） 特開平１０−３３４３８７号公報（図５、段落［００４０］、［００４１］）

上記先願１に開示されるように、経路探索のためのネットワークデータとして、平均コストネットワークデータと時刻表データに基づいて作成した時刻表ネットワークデータを用い、平均コストネットワークデータを用いて複数の候補経路を探索し、この候補経路について時刻表ネットワークデータを用いて最終的な最適経路探索を行うことにより経路探索の負荷を増大することなく広域にわたる交通路線を用いた経路探索を効率化することができる。

ところで、経路探索システムを販売する場合、ナビゲーションサービスを提供する事業者が全て広域をカバーするとは限らない。この場合、限られたある地域だけ詳細な時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータを用いた経路探索ができても、周辺地域の交通路線を考慮した経路探索ができなければ利用者のニーズに応えられないケースが多々生じる。例えば、北海道内のナビゲーションサービスをメインに提供する事業者もある。このような事業者が交通路線を用いた経路探索機能を提供する場合、北海道内の時刻表ネットワークデータを用いるだけでは、北海道内から他の地域に旅行する利用者のニーズに応えることができない。

そこで、特定の限られた地域内は詳細な時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータを用いた経路探索ができ、その周辺の地域については平均コストネットワークデータを用いた経路探索ができると好都合である。時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータはデータ量が多く大規模になるので、限られた地域を対象にすればデータが小規模になり、安価にシステムを構築できるからである。また、時刻表データは定期的なダイヤ改正があり、時刻表ネットワークデータの更新にも費用がかかるが、地域を限ることによって更新作業が少なくまたその費用も安価になる。

上記の場合、平均コストネットワークデータと、時刻表ネットワークデータは、それぞれ単独では全体をカバーしないことになるので、１つのネットワークに構成し直す必要がある。そこで、図１１に示すようにコンバータＡ（２Ａ）、コンバータＢ（２Ｂ）を有する交通ネットワークデータ作成装置を用いて、（１）コンバータＡにより、平均コストネットワークデータ３５２を時刻表ネットワークデータ３５１に適合するデータにコンバートし、（２）時刻表ネットワークデータのデータ形式に変換された平均コストネットワークデータに、所望の地域の時刻表ネットワークデータ３５１を加えて結合し、（３）（２）の処理で結合したネットワークデータを経路探索エンジンが処理できるデータ形式（所定のデータ項目を有するバイナリデータ）にコンバータＢを用いてコンバートする。このように３段階の処理を経て経路探索用の交通ネットワークデータ３５５を作成することになる。

このような交通ネットワークデータ作成装置を用いるため、異なる地域をサービス地域とする事業者の要望ごとに交通ネットワークデータを作成する必要が生じる。従ってその都度上記（１）〜（３）の作業を行う必要があり、データ作成の手間が増大するという問題点があった。

本願の発明者は、上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、平均コストネットワークデータは、個々の列車の時刻表に左右されない、例えば、普通列車の所要時間をリンクコストとするものであり、改正や更新の頻度が極めて低いことに着目し、平均コストネットワークデータを時刻表ネットワークデータのデータ形式に変換して記憶しておき、結合すべき地域の時刻表ネットワークデータを交通ネットワークデータにコンバートする際にコンバータ内で両者を結合させれば、上記問題点を解消し得ることに想到して本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は上記の問題点を解消することを課題とし、交通機関を利用した経路を平均コストネットワークデータと特定の地域の時刻表ネットワークデータとを組み合わせた探索用の交通ネットワークデータを効率よく作成し、該交通ネットワークデータを用いた広域にわたる案内経路の探索効率を向上することのできる交通ネットワークデータ作成装置および交通ネットワークデータを用いた経路探索システムならびに経路探索サーバを提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる交通ネットワークデータ作成装置の発明は、
ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークのデータを経路探索エンジンが処理可能なバイナリデータに変換するコンバータを備え、経路探索用の交通ネットワークデータを作成する交通ネットワークデータ作成装置において、
前記コンバータは、交通機関のネットワークを交通手段ごとの平均リンクコストで表現した平均コストネットワークデータを、時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータのデータ形式に変換して蓄積し、所望地域の交通機関のネットワークを時刻表データに基づいて表現した時刻表ネットワークデータが入力されると、前記蓄積された平均コストネットワークデータに該時刻表ネットワークデータを結合して変換し、経路探索用の交通ネットワークデータを作成することを特徴とする。

また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる交通ネットワークデータ作成装置において、前記時刻表ネットワークデータはＸＭＬデータフォーマットで表現されたでことを特徴とする。

また、本願の請求項３にかかる経路探索システムの発明は、
ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークを各リンクのリンクコストを平均リンクコストとした平均コストネットワークデータに、所望地域の前記交通機関のネットワークを時刻表に基づいて表現した時刻表ネットワークデータを結合して作成した交通ネットワークデータを蓄積した経路探索用の交通ネットワークデータベースと、経路探索手段と、経路探索条件を設定する操作入力手段と、を備え、
前記経路探索手段は、前記操作入力手段により設定された出発地と目的地の情報に従って前記交通ネットワークデータベースに蓄積された交通ネットワークデータに基づいて、最適経路または所定数の候補経路を探索して案内経路を出力することを特徴とする。

また、本願の請求項４にかかる発明は、
表示手段と、操作入力手段と、を備え、操作入力手段により設定した出発地と目的地とを含む経路探索要求を経路探索サーバに送信し、経路探索サーバから配信された案内経路データを前記表示手段に表示する端末装置にネットワークを介して接続される経路探索サーバにおいて、
前記経路探索サーバは、ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークを各リンクのリンクコストを平均リンクコストとした平均コストネットワークデータに、所望地域の前記交通機関のネットワークを時刻表に基づいて表現した時刻表ネットワークデータを結合して作成した交通ネットワークデータを蓄積した経路探索用の交通ネットワークデータベースと、経路探索手段と、経路探索条件を設定する操作入力手段と、を備え、
前記経路探索手段は、前記操作入力手段により設定された出発地と目的地の情報に従って前記交通ネットワークデータベースに蓄積された交通ネットワークデータに基づいて、最適経路または所定数の候補経路を探索して案内経路を前記端末装置に出力することを特徴とする。

請求項１、請求項２にかかる発明においては、時刻表ネットワークのデータ形式に変換した平均コストネットワークデータをコンバータに蓄積しておき、コンバータは、入力された時刻表ネットワークデータを経路探索エンジンが処理可能なバイナリデータに変換して経路探索用の交通ネットワークデータを作成する際に、平均コストネットワークデータと結合して交通ネットワークデータを作成する。

従って、コンバータに所望の地域の時刻表ネットワークデータを入力すると、平均コストネットワークデータは予め時刻表ネットワークデータの形式に変換されたデータであるから、入力された時刻表ネットワークデータと直ちに結合して交通ネットワークデータを作成することができるようになる。

また、平均コストネットワークデータは、交通路線の平均的なコストに基づくデータであるから、広域のデータであってもデータ量が少なく、ダイヤ改正による変更の影響を受けることがないから更新の必要がなく予め時刻表ネットワークデータの形式にしておくことができる。時刻表ネットワークデータは時刻表データに基づくものであるから、定期的なダイヤ改正によって変更されるが、特定の地域の時刻表ネットワークデータであれば、データ量も少なくダイヤ改正によるメンテナンス作業が容易になる。従って、特定の地域を対象としたナビゲーションサービス事業者に平均コストネットワークデータと所望地域の時刻表ネットワークデータを結合した経路探索用の交通ネットワークデータを容易に提供することができるようになる。

請求項３、請求項４にかかる発明においては、ナビゲーションシステム、経路探索サーバは、平均コストネットワークデータに、所望地域の前記交通機関のネットワークを時刻表に基づいて表現した時刻表ネットワークデータを結合して作成した交通ネットワークデータを用いて出発地と目的地の間の最適経路または所定数の候補経路を探索する。

従って、データ量の少ない交通ネットワークデータを用いることができ、効率的な経路探索を行うことができるようになる。また、特定地域については、詳細な時刻表ネットワークデータに基づいて経路を探索することができるようになる。

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための交通ネットワークデータ作成装置および交通ネットワークデータを用いた経路探索システムを例示するものであって、本発明をこの交通ネットワークデータ作成装置および交通ネットワークデータを用いた経路探索システムに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の交通ネットワークデータ作成装置および交通ネットワークデータを用いた経路探索システムにも等しく適用し得るものである。

図１は、本発明の実施例にかかる交通ネットワークデータ作成装置の構成を示すブロック図である。この交通ネットワークデータ作成装置は、時刻表ネットワークのデータ形式に変換した平均コストネットワークデータ３５３をコンバータ２Ｃに蓄積してある。コンバータ２Ｃは、時刻表ネットワークデータを経路探索エンジンが処理可能なバイナリデータに変換して経路探索用の交通ネットワークデータ３５５を作成する。

平均コストネットワークデータと所望の地域の時刻表ネットワークデータを結合して交通ネットワークデータ３５を作成する場合、コンバータ２Ｃに所望の地域の時刻表ネットワークデータ３５１を入力すると、コンバータ２Ｃは、入力された時刻表ネットワークデータ３５１と平均コストネットワークデータ３５３とを結合して交通ネットワークデータ３５５に変換する。平均コストネットワークデータ３５３は予め時刻表ネットワークデータの形式に変換されたデータであるから、入力された時刻表ネットワークデータ３５１と直ちに結合することができる。

時刻表ネットワークデータ３５１は時刻表データに基づくものであるから、定期的なダイヤ改正によって変更されるが、特定の地域の時刻表ネットワークデータであれば、データ量も少なくダイヤ改正によるメンテナンス作業も容易である。平均コストネットワークデータ３５３は、交通路線の平均的なコスト、例えば、普通列車のコストに基づくデータであるから、広域のデータであってもデータ量が少ない。また、ダイヤ改正による変更の影響を受けることがないから更新の必要がなく、予め時刻表ネットワークデータ３５１の形式にしておくことができる。

図２は平均コストネットワークデータのデータ項目を示す図である。この図に示すように平均コストネットワークデータ３５３は、ノードデータ、リンクデータ、移動時間データ、運行路線データ、実路線リストデータ、実路線データ、ノードリストデータ、会社データ、ノード出口データからなる。ノードデータはノード（駅や停留所、空港などに相当）に関する情報、例えばノードの位置の情報）を格納したものである。

リンクデータは特定の２つのノード間の移動手段（運行される列車やバス、航空機）に関する情報を格納したものである。すなわち、リンクデータはリンクコストデータと称されるデータであり、平均コストネットワークデータ３５３では、平均的なコストを示すデータ、移動時間データは、乗り換え駅のノード等における経路、時間など乗り換えに関する情報を格納したものである。

実路線リストデータは、運行路線と実路線の対応関係情報を格納したもの、実路線データはインフラとして存在する路線の情報を格納したもの、ノードリストデータは、実路線上のノードの並びに関する情報を格納したものである。また、会社データは交通路線を運営している会社に関する情報を格納したもの、ノード出口データは、ノード（例えば駅）の出入り口の情報（位置情報など）を格納したものである。

図３は、このような平均コストネットワークデータ３５３の概念を示す模式図である。このネットワークデータはノードＮとノード間を結ぶリンクＬとで構成され、各リンクのリンクコストは平均リンクコストである。平均リンクコストは、例えば、そのリンクを運行される個々の移動手段の所要時間（時刻表データに基づく所要時間）でなく、普通列車の所要時間であるから、単一のコストになる。つまり、平均コストネットワークデータ３５３は一般の道路網を表現した道路ネットワークデータに相当する構成になる。

図４は時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータ３５１のデータ項目を示す図である。この図に示すように時刻表ネットワークデータ３５１は、路線情報、路線駅情報、運行路線情報、運行路線駅情報、列車情報、駅間時刻情報、駅情報、駅出口情報、移動時間情報からなる。路線情報は、インフラとして存在する路線に関する情報を記述したものである。

路線駅情報は、路線上の駅の並びを表す情報を記述したもの、運行路線情報は、運行系統に関する情報を記述したもの、運行路線駅情報は、運行系統の停車駅並びを表す情報を記述したものである。また、列車情報は、運行される列車に関する情報を記述したもの、
駅間時刻情報は、列車の駅間発着時刻を表す情報を記述したもの、駅情報は、駅自体に関する情報を記述したもの、駅出口情報は、駅の出入口に関する情報を記述したもの、移動時間情報は、運行路線間の乗り継ぎに関する情報を記述したものである。

列車情報、駅間時刻情報が時刻表データに基づいて蓄積、記述される項目である。すなわち、時刻表ネットワークデータ３５１は、各路線の駅（ノード）間を運行する個々の列車のノード間の所要時間がそれぞれリンクコストとして考慮されるものである。この概念を図５に示す。

すなわち、図５に示すように交通路線網が、交通路線Ａ、Ｂ、Ｃからなる場合、各交通路線Ａ、Ｂ、Ｃに設けられた各駅（航空機の路線においては各空港）をノードとし、各ノード間を結ぶ区間を有向性のリンクで表し、ノードデータ（緯度・経度）、リンクデータ（リンク番号）をネットワークデータとしている。図５において、Ｎｎ（○印）、Ｎｍ（◎印）がノードを示し、Ｎｍ（◎印）は交通路線の乗り継ぎ点（乗換え駅など）を示し、各ノード間を結ぶ有向性のリンクを矢印線（実線、点線、２点鎖線）で示している。リンクは、交通路線の上り、下りそれぞれの方向を向いたリンクが存在するが、図５では図示を簡略化するため矢印の向きのリンクのみを図示している。

時刻表ネットワークデータ３５１においては、図５に示すように交通路線を運行する列車や航空機（以下個々の列車や航空機などの各経路を交通手段と称する）が複数ある。各交通手段毎にあるノードを出発する時刻と次のノードに到着する時刻とが定まっており（時刻表データ、運行データで規定される）、かつ、個々の経路が必ずしも隣接するノードにリンクしない場合がある。例えば、急行と各駅停車の列車のような場合である。このような場合には同じ交通路線上に異なる複数のリンクが存在することになり、またノード間の所要時間が交通手段により異なる場合もある。

図５に例示する交通ネットワークにおいては、交通路線Ａの同じリンクに複数の交通手段（経路）Ａａ〜Ａｃ・・・、交通路線Ｃに複数の交通手段（経路）Ｃａ〜Ｃｃ・・・が存在することになる。従って、交通機関の運行ネットワークは、単純な道路ネットワークと異なり、ノード、リンク、リンクコストの各データは交通手段（個々の航空機や列車などの経路）の総数に比例したデータ量になる。このため交通ネットワークのデータは道路ネットワークのデータ量に比べて膨大なデータ量になる。従って、それに応じて、経路探索に要する時間も多くの時間が必要になる。

このような時刻表ネットワークデータ３５１を用いて、ある出発地からある目的地までの経路を探索するためには、出発地から目的地まで到達する際に使用（乗車）できる全ての交通手段を探索して探索条件に合致する交通手段を特定する必要がある。

例えば、図５において、出発地を交通路線ＡのノードＡＸとしてある特定の出発時刻を指定して、交通路線ＣのノードＣＹを目的地とする経路探索を行う場合、交通路線Ａ上を運行する交通手段Ａａ〜Ａｃ・・・のうち出発時刻以降の全ての交通手段を順次出発時の経路として選択する。そして交通路線Ｃへの乗り継ぎノードへの到着時刻に基づいて、交通路線Ｃ上を運行する各交通手段Ｃａ〜Ｃｃ・・・のうち、乗り継ぎノードにおいて乗車可能な時刻以降の交通手段の全ての組み合わせを探索して各経路の所要時間や乗り換え回数などを累計して案内することになる。

図６は、図１に示す交通ネットワークデータ作成装置により、図３に示す平均コストネットワークデータ３５３に特定の地域に関する時刻表ネットワークデータ３５１を結合して得た経路探索用の交通ネットワークデータ３５５の概念を示す図である。図６において太線部分６Ａが時刻表ネットワークデータ３５１で構成され、他の細線部分６Ｂは平均コストネットワークデータ３５３で構成されている。

図７はこのようにして作成した交通ネットワークデータ３５５を経路探索用のネットワークデータとして蓄積した経路探索サーバ３０と端末装置２０とを備えた通信型の経路探索システムの構成を示すブロック図である。端末装置２０は例えば携帯電話や携帯型の音楽再生装置などを用いることができる。

端末装置２０は、制御手段２０１、通信手段２１、ＧＰ受信手段２２、経路探索要求手段２３、案内情報記憶手段２４、表示手段２５、操作入力手段２６を備えて構成されている。ＧＰＳ受信手段２２は、ＧＰＳ受信機を備えＧＰＳ衛星信号を受信、処理して端末装置２０の現在位置（緯度・経度）を測位する。

通信手段２１は、無線通信ユニットを含み、経路探索サーバ３０と通信するためのものである。操作入力手段２６は、キー、ダイヤル等からなり、端末装置２０を操作するために用いられ、また、出発地、目的地などの入力のために用いられる。表示手段２５は液晶表示パネル等からなり、経路探索サーバ３０から配信された案内経路や地図の表示に使用されるものである。

また、表示手段２５はメニュー画面を表示し端末装置２０を操作するための入力手段としても機能する。経路探索要求手段２３は、操作入力手段２６を使用して入力された出発地、目的地、あるいは、ＧＰＳ受信手段２２で測位した端末装置２０の現在位置を出発地として、これらの情報に基づいて、経路探索サーバ３０に送信する経路探索要求を作成するものである。

案内情報記憶手段２４は、経路探索サーバ３０から配信された経路探索結果である案内経路データ、地図データ、ガイダンスなどを記憶するものであり、これらのデータは必要に応じて案内情報記憶手段２４から読み出され、表示手段２５に表示される。一般的には、ＧＰＳ受信手段２２で測位した端末装置２０の現在位置を含む一定の縮尺、一定の範囲の地図に、案内経路と、端末装置２０の現在位置を示すマークを重ね合わせて該現在位置マークが表示画面の中心になるように表示する。

一方、経路探索サーバ３０は、制御手段３０１、通信手段３１、案内情報編集手段３２、経路探索手段３３、地図データベース３４、前述のごとくして作成された交通ネットワークデータ３５５を蓄積した交通ネットワークデータベース３５などを備えて構成されている。すなわち、交通ネットワークデータ３５５は平均コストネットワークデータ３５３に時刻表ネットワークデータ３５１を結合したデータである。

制御手段３０１は、図示してはいないがＲＡＭ、ＲＯＭ、プロセッサを有するマイクロプロセッサであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムにより各部の動作を制御する。通信手段３１は、ネットワーク１２を介して端末装置２０と通信するためのインターフェースである。

経路探索手段３３は、端末装置２０からの経路探索条件に基づいて交通ネットワークデータベース３５を参照して出発地から目的地までの最適経路を探索する。案内情報編集手段３２は、経路探索手段３３が探索した最適経路（案内経路）のデータを編集して端末装置２０に配信するためのものであり、通信手段３１を介して端末装置２０に送信する。また端末装置２０からの経路探索要求は通信手段３１を介して経路探索サーバ３０に入力される。

経路探索手段３３による経路探索は交通ネットワークデータベース３５に蓄積された交通ネットワークデータを用いて行うものであるから、平均コストネットワークデータ３５３と特定の地域の時刻表ネットワークデータ３５１が結合された交通ネットワークデータ３５５を用いて経路探索が行われる。このような経路探索システムを用いることにより、特定の地域内の経路区間を探索する場合には、その区間を運行する個々の列車を対象とした経路が探索でき、より広域にわたる経路探索においては平均コストネットワークデータ３５３の部分については平均コストを用いた経路探索が行われる。

従って、経路探索システムを販売する場合、ナビゲーションサービスを提供する事業者が要求する、限られた地域について、当該地域の詳細なネットワークデータと平均コストネットワークデータを組み合わせて経路探索用のネットワークデータを作成する作業が容易に行えるようになる。

なお、上記実施例の説明は主として鉄道路線のネットワークを対象として説明した。例えば、地域の時刻表ネットワークデータ（太線）部分は、１つの鉄道会社の営業範囲であり、その内部は時刻表経路探索ができるが、自己の営業範囲以外まで時刻表探索するのはコスト的にメリットがないと判断された場合に、このようにコストの安い平均コストネットワークと組み合わせることで解決することができる。また、鉄道の平均コストネットワークに、バスの時刻表ネットワークデータを加えるという用途にも適用することができる。

近年では、顧客（ナビゲーションサービス提供事業者）ごとに専用のネットワークデータを用意するという要求は増えており、本発明の構成をとることによって、ネットワークデータの生産性を向上することができる。

本発明の実施例にかかる探索用の交通ネットワークデータ作成装置の構成を示すブロック図である。 平均コストネットワークデータのデータ項目を示す図である。 平均コストネットワークデータの概念を示す模式図である。 時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータのデータ項目を示す図である。 時刻表ネットワークデータの概念を示す模式図である。 本発明の実施例にかかる探索用の交通ネットワークデータの概念を示す模式図である。 本発明にかかる探索用の交通ネットワークデータを用いた経路探索システムの構成を示すブロック図である。 平均コストネットワークデータを用いて出発地から目的地までの候補経路を探索した結果を示す図である。 平均コストネットワークデータと時刻表ネットワークデータとを用いて２段階の経路探索を行うシステムの構成を示す図である。 平均コストネットワークデータを用いて探索した候補経路に基づいて、時刻表ネットワークデータを用いて探索した出発地から目的地までの経路を探索した結果の一例を示す図である。 平均コストネットワークデータと時刻表ネットワークデータを結合した交通ネットワークデータを作成する交通ネットワークデータ作成装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２Ｃ・・・・コンバータ
３５１・・・時刻表ネットワークデータ
３５３・・・平均コストネットワークデータ
３５５・・・交通ネットワークデータ
２０・・・・端末装置
２１・・・・通信手段
２２・・・・ＧＰＳ受信手段
２３・・・・経路探索要求手段
２４・・・・案内情報記憶手段
２５・・・・表示手段
２６・・・・操作入力手段
３０・・・・経路探索サーバ
３１・・・・通信手段
３２・・・・案内情報編集手段
３３・・・・経路探索手段
３４・・・・地図データベース
３５・・・・交通ネットワークデータベース

Claims (4)

1. ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークのデータを路探索エンジンが処理可能なバイナリデータに変換するコンバータを備え、経路探索用の交通ネットワークデータを作成する交通ネットワークデータ作成装置において、
   前記コンバータは、交通機関のネットワークを交通手段ごとの平均リンクコストで表現した平均コストネットワークデータを、時刻表データに基づく時刻表ネットワークデータのデータ形式に変換して蓄積し、所望地域の交通機関のネットワークを時刻表データに基づいて表現した時刻表ネットワークデータが入力されると、前記蓄積された平均コストネットワークデータに該時刻表ネットワークデータを結合して変換し、経路探索用の交通ネットワークデータを作成することを特徴とする交通ネットワークデータ作成装置。
2. 前記時刻表ネットワークデータはＸＭＬデータフォーマットで表現されたでことを特徴とする請求項１に記載の交通ネットワークデータ作成装置。
3. ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークを各リンクのリンクコストを平均リンクコストとした平均コストネットワークデータに、所望地域の前記交通機関のネットワークを時刻表に基づいて表現した時刻表ネットワークデータを結合して作成した交通ネットワークデータを蓄積した経路探索用の交通ネットワークデータベースと、経路探索手段と、経路探索条件を設定する操作入力手段と、を備え、
   前記経路探索手段は、前記操作入力手段により設定された出発地と目的地の情報に従って前記交通ネットワークデータベースに蓄積された交通ネットワークデータに基づいて、最適経路または所定数の候補経路を探索して案内経路を出力することを特徴とするナビゲーションシステム。
4. 表示手段と、操作入力手段と、を備え、操作入力手段により設定した出発地と目的地とを含む経路探索要求を経路探索サーバに送信し、経路探索サーバから配信された案内経路データを前記表示手段に表示する端末装置にネットワークを介して接続される経路探索サーバにおいて、
   前記経路探索サーバは、ノードとリンクとリンクコストで表現される交通機関のネットワークを各リンクのリンクコストを平均リンクコストとした平均コストネットワークデータに、所望地域の前記交通機関のネットワークを時刻表に基づいて表現した時刻表ネットワークデータを結合して作成した交通ネットワークデータを蓄積した経路探索用の交通ネットワークデータベースと、経路探索手段と、経路探索条件を設定する操作入力手段と、を備え、
   前記経路探索手段は、前記操作入力手段により設定された出発地と目的地の情報に従って前記交通ネットワークデータベースに蓄積された交通ネットワークデータに基づいて、最適経路または所定数の候補経路を探索して案内経路を前記端末装置に出力することを特徴とする経路探索サーバ。

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