JP2014174032A - 安全経路探索システム - Google Patents

Abstract

【課題】 道路上で事故に遭うリスクを定量的に評価して、安全経路の提示を行う安全経路探索システムを提供する。
【解決手段】
本発明に係る安全経路探索システム１は、道路ネットワーク情報を保持する地図ＤＢ１１と、道路上で発生した事故の重大性を評価した評価値を事故毎に保持する事故評価ＤＢ１２と、地図ＤＢ１１及び事故評価ＤＢ１２を参照し、道路上の各区間及び各交差点において事故に遭う危険性を示す危険度を当該区間及び当該交差点で発生した事故の評価値を参照して算出する危険度算出部１４と、危険度算出部１４により算出された危険度に基づき、出発地から目的地までの経路に属する区間及び交差点の危険度の総和が最適化される安全経路を探索する安全経路探索部１３と、を備え、区間の危険度が、当該区間で発生した事故の評価値の合計と、当該区間で発生した事故の集中度合いとの関数で与えられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、出発地から目的地までの安全な経路を探索する安全経路探索システムに関する。

最近のカーナビシステムでは、燃料消費が最小となる省エネルートや、時間的に最短となるルートを提示するサービスがある。また、事故多発地点を表示する機能により、安全運転をサポートするサービスがある。

下記の特許文献１には、指定された出発地から指定された目的地までの経路を探索するに際して、道路の事故件数データからカーネル密度推計値を求め、カーネル密度推計値を経路に沿って累算することにより道路毎の事故危険度を算出し、事故危険度が最小となる経路を安全な経路として報知する安全経路探索装置が開示されている。

特開２００８−８２７９６号公報

しかし、事故多発地域であっても、その地域がどの程度危険かを定量的に評価することは困難である。また、事故の程度によってもその危険度合いは異なると考えられ、事故件数が多いというだけでは高危険度ということには必ずしもならない。

上記の状況を鑑み、本発明は、道路の安全性を定量的に評価できる仕組みを提示し、その仕組みにより、安全経路の提示を行うことができる安全経路探索システムを提供することをその目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る安全経路探索システムは、
道路上の交差点、及び、前記交差点間を結ぶ区間同士の接続関係を示す道路ネットワーク情報を保持する地図ＤＢと、
前記道路上で発生した事故の重大性を評価した評価値を、事故毎に、当該事故が発生した前記区間又は前記交差点、及び、前記区間で発生した事故の場合その区間内の事故の発生地点と関連付けて保持する事故評価ＤＢと、
前記地図ＤＢ、及び、前記事故評価ＤＢを参照し、前記出発地から前記目的地までの経路に属する前記区間及び前記交差点において事故に遭う危険性を示す危険度を、当該区間毎、及び、当該交差点毎に、所定期間内において当該区間及び当該交差点で発生した事故の前記評価値を参照して算出する危険度算出部と、
前記危険度算出部により算出された前記危険度に基づき、指定された出発地から指定された目的地までの安全経路を探索する安全経路探索部と、を備え、
前記安全経路探索部は、
前記出発地から前記目的地までの経路に属する前記区間及び前記交差点の前記危険度の総和が最適化される経路を前記安全経路として求め、
前記区間の前記危険度が、当該区間で発生した事故に係る前記評価値の合計と、当該区間で発生した事故の前記発生地点間の相対距離に基づいて算出される事故の集中度合いとの関数で与えられることを第１の特徴とする。

上記第１の特徴の本発明に係る安全経路探索システムは、更に、前記事故評価ＤＢに保持される事故毎の前記評価値が、当該事故に係る損害賠償金額に比例した値であることを第２の特徴とする。

上記第１又は第２の特徴の本発明に係る安全経路探索システムに依れば、事故評価ＤＢが、道路上で発生した事故の重大性を評価した評価値を保持しており、かかる評価値に基づいて出発地から目的値までの区間及び交差点における危険度（事故に遭うリスク）を算出し、危険度が最適化される経路を安全経路として求めるため、道路の安全性を定量的に評価し、安全経路の提示を行うことができる。

ここで、区間内で複数の事故が発生している場合、各事故の発生地点に基づき、発生地点間の相対距離に基づいて事故の集中度合いを求め、かかる事故の集中度合いが考慮された危険度を算出する。これにより、どの程度事故が多発する区間であるかを定量的に評価することが可能であり、事故多発地帯を避けるように、安全経路を求めることができる。

さらに、事故評価ＤＢに保持される事故毎の評価値は、事故に係る損害賠償金額に比例した値とすることにより、かかる損害賠償金額には事故の重大度の情報が定量的に反映されていることより、定量的に出発地から目的値までの危険度を評価することができる。

上記第１又は第２の特徴の本発明に係る安全経路探索システムは、更に、
前記事故評価ＤＢ及び前記危険度算出部と併せて、又は、前記事故評価ＤＢ及び前記危険度算出部の少なくとも何れか一方に代えて、道路上の前記危険度を少なくとも前記区間毎に保持する危険度ＤＢを備え、
前記安全経路探索部は、
前記危険度算出部に前記区間及び前記交差点の前記危険度を算出させる代わりに、前記危険度ＤＢに保持された前記危険度を参照して、前記出発地から前記目的地までの経路に属する前記区間及び前記交差点の前記危険度の総和が最適化される経路を安全経路として求めることを第３の特徴とする。

上記第３の特徴の本発明に係る安全経路探索システムに依れば、道路上の危険度を予め算出して危険度ＤＢに保持しておくことで、危険度ＤＢを参照して出発地から目的地までの全体の危険度を算出することができるため、安全経路の導出に要する処理時間を短縮できる。

上記第１乃至第３の何れかの特徴の本発明に係る安全経路探索システムは、更に、
前記安全経路探索部は、
前記出発地から前記目的地の間の第１地点である前記区間又は前記交差点から出発し、前記第１地点から所定数の前記区間及び前記交差点を経由して前記目的地に近づく複数の途中経路の中から、当該途中経路における前記危険度の総和が最適化される一の経路を選択し、前記選択された経路の経路途中に位置するか又は終点である前記区間又は前記交差点を第２地点とする途中経路選択ステップを実行し、
前記出発地を前記第１地点に設定して前記途中経路選択ステップを実行後、前記第２地点を前記第１地点に設定して、前記選択された経路が前記目的地を含むまで、前記途中経路選択ステップを繰り返し実行する探索ステップを実行することを第４の特徴とする。

上記第４の特徴の本発明に係る安全経路探索システムに依れば、出発地から目的地までの距離が遠く、間に多数の区間及び交差点が介在する場合であっても、安全経路の探索を所定数の区間及び交差点からなる途中経路毎に分けて行うことで、現実的な処理時間で安全経路を求めることができる。

また、運転者が車両の運転途中で目的地を変更した場合や、システムが提示した安全経路から外れた経路を運転者が選択した場合であっても、その時点の車両位置から安全経路を短時間で求めることができる。

なお、上記の場合、出発地側から目的地に向かって途中経路の選択を繰り返し、安全経路を探索しているが、これを逆にして、目的地側から出発地に向かって途中経路の選択を繰り返すものであってもよい。

つまり、前記安全経路探索部は、
所定数の前記区間及び前記交差点を経由して前記出発地から前記目的地の間の第１地点である前記区間又は前記交差点に至り、前記目的地に近づく複数の途中経路の中から、当該途中経路における前記危険度の総和が最適化される一の経路を選択し、前記選択された経路の経路途中に位置するか又は始点である前記区間又は前記交差点を第２地点とする途中経路選択ステップを実行し、
前記目的地を前記第１地点に設定して前記途中経路選択ステップを実行後、前記第２地点を前記第１地点に設定して、前記選択された経路が前記出発地を含むまで、前記途中経路選択ステップを繰り返し実行する探索ステップを実行する構成としても好ましい。

上記第４の特徴の本発明に係る安全経路探索システムは、更に、
前記安全経路探索部は、前記途中経路選択ステップにおいて、前記複数の途中経路の中から、当該途中経路における前記危険度の総和に、当該途中経路と前記目的地又は前記出発地との間の直線距離の関数で与えられる到達度を加算した値が最小となる一の経路を選択し、
前記到達度が、前記直線距離の増加に対して単調に増加する関数であることを特徴とすることが好ましい。

途中経路の危険度に、当該途中経路と前記目的地間の直線距離の関数で与えられる補正項（到達度）を加えたものが最小となる経路を探索することで、目的地又は出発地を迂回する経路を探索するのを避け、出発地から目的地に至る安全経路を求めることができる。

以上、本発明の安全経路探索システムに依れば、道路の安全性をその危険度に基づき定量的に評価し、安全経路の提示を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る安全経路探索システムの一例を示す構成ブロック図 本発明の安全経路探索システムにおける安全経路の探索方法の一例を示すフローチャート 本発明の安全経路探索システムにおいて、探索対象となる経路を模式的に示すグラフ 本発明の一実施形態に係る安全経路探索システムの一例を示す構成ブロック図 本発明の安全経路探索システムにおける安全経路の探索方法の一例を説明するためのグラフ

〈第１実施形態〉
以下に、本発明の一実施形態に係る安全経路探索システム（以降、適宜「本発明システム１」と称す）につき、図面を参照して説明する。図１は、本発明システム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、本発明システム１は、地図ＤＢ（データベース）１１、事故評価ＤＢ（データベース）１２、安全経路探索部１３、及び、危険度算出部１４を備えてなる。

ここで、地図ＤＢ１１、自己評価ＤＢ１２の各データベースは、コンピュータ内に設けられた、或いはローカルネットワークを介してアクセス可能な所定の記憶装置の所定の記憶領域に夫々構築されている。また、安全経路探索部１３、危険度算出部１４は、コンピュータのハードウェア資源（ＣＰＵや各種記憶装置等）及びソフトウェア資源（ＯＳ、各種ドライバ、データベース管理ソフト等）を使用して演算処理を行う機能的手段であり、当該演算処理の実行が、ＣＰＵによりその実行が制御されるプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現される。また、当該演算処理を行うに際して必要な情報を一時的に保持するための記憶手段を適宜備えている。

地図ＤＢ１１は、道路上の交差点、及び、交差点間を結ぶ区間同士の接続関係を示す道路ネットワーク情報を保持している。ここで、「交差点」とは、道路ネットワークにおける交差点間の区間の始点と終点を代表するものであり、必ずしも現実の交差点である必要はない。例えば、高速道路の合流地点や、車両の出入りの多いスーパーマーケット等の駐車場出入口を「交差点」と扱っても構わない。地図ＤＢ１１には、各区間及び各交差点の座標、交差点間を結ぶ各区間の道路に沿った距離などが併せて保持されている。

事故評価ＤＢ１２は、道路上で発生した事故の重大性を評価した評価値を、事故毎に、事故が発生した場所（交差点の間の区間、又は交差点）及びその発生日時と関連付けて保持している。さらに、事故評価ＤＢ１２は、区間で発生した事故については、その区間内の事故の発生地点を、その事故の評価値とともに保持している。評価値は、例えば、人身事故であれば、軽度のけがであれば１、重度のけがであれば５、後遺症が残る場合は４０、死亡事故であれば１００を人数に応じて加算した値とすることができ、物損事故であれば、損害の程度に応じて、評価値を割り当てることができる。

より好ましくは、評価値は、発生した事故に係る損害賠償金額に比例した値とするのが好適である。損害賠償金額により、事故の重大度の情報が定量的に反映されていると考えられる。本実施形態では、保険会社を介して取得した事故に係る損害賠償金額（単位：千円）が、発生した事故毎に、事故が発生した区間又は交差点の情報（区間で発生した事故の場合は、更にその区間内の事故発生地点）、及び日時とともに、事故評価ＤＢ１２に保持されている。

また、区間については、車両の進行方向に応じて異なる区間として扱うことが好ましい。つまり、同じ交差点間を結ぶ区間であっても、「上り」方向と「下り」方向で別区間として扱うことが好ましい。道路上で起きた車両同士の正面衝突のような場合には、双方の区間において、発生した事故を事故評価ＤＢ１２に登録する。一方、追突事故や、コンビニエンスストアの駐車場等から合流してきた車両との衝突事故のような場合には、該当する方向の区間において、発生した事故を事故評価ＤＢ１２に登録すればよい。

安全経路探索部１３は、地図ＤＢ１１を参照しながら、後述する前記危険度算出部１４により算出された危険度に基づき、指定された出発地から指定された目的地までの安全経路を探索する。具体的には、安全経路探索部１３は、出発地から目的地までの経路に属する区間及び交差点の危険度の総和が最適化される経路を安全経路として求める。

危険度算出部１４は、地図ＤＢ１１、及び、事故評価ＤＢ１２を参照し、出発地から目的地までの経路に属する区間及び交差点において事故に遭う危険性（リスク）を示す危険度を、当該区間毎、及び、当該交差点毎に、当該区間及び当該交差点で発生した事故の評価値を参照して算出する。ここで、区間の危険度については、当該区間で発生した事故に係る評価値の合計と、当該区間で発生した事故の発生場所間の相対距離に基づいて算出される事故の集中度合いとの関数として与えられている。かかる集中度合いの導出方法については、後述する。

以下に、安全経路探索部１３による安全経路探索方法について、図２を参照して説明する。図２は、安全経路探索部１３による安全経路探索方法の一例を示すフローチャートである。

まず、安全経路探索の対象となる出発地と目的地の座標が、安全経路探索部１３に入力され、出発地と目的地が設定される（ステップＳ１０１）。

すると、安全経路探索部１３は、地図ＤＢ１１を参照し、出発地から目的地までの複数の経路Ｌｉ（ｉ＝１〜Ｎ１、Ｎ１は経路の総数）を抽出し、抽出された夫々の経路Ｌｉについて、地図ＤＢ１１、及び、事故評価ＤＢ１２を参照し経路の危険度Ｒ（Ｌｉ）を求める。夫々の経路Ｌｉは、区間Ｐｊ（ｊ＝１〜Ｎ２）、及び交差点Ｑｋ（ｋ＝１〜Ｎ３）で構成されているとする。但し、Ｎ２、Ｎ３は夫々、経路Ｌｉに属する区間及び交差点の数である。抽出された経路Ｌｉの一例を、図３に模式的に示す。

危険度Ｒ（Ｌｉ）を求めるに際し、安全経路探索部１３は、経路Ｌｉに属する区間Ｐｊ及び交差点Ｑｋの夫々について、危険度Ｒ（Ｐｊ）及びＲ（Ｑｋ）を算出するように危険度算出部１４に指示する（ステップＳ１０２）。

危険度算出部１４は、所定期間内（例えば、探索時から１年前まで）において、当該区間Ｐｊ又は当該交差点Ｑｋで発生した事故の評価情報を事故評価ＤＢ１２から検索し、当該区間又は当該交差点の危険度を求める。本実施形態では、区間Ｐｊの危険度Ｒ（Ｐｊ）を求める場合、区間Ｐｊにおいて所定期間内に発生した事故の評価値（損害賠償金額）に基づき、該当する事故が複数ある場合は合計して損害賠償金額の総額Ｃ（Ｐｊ）を求め、且つ、複数の事故の発生場所の相対距離から事故の集中度合いＤ（Ｐｊ）を求め、Ｃ（Ｐｊ）とＤ（Ｐｊ）の関数として、危険度Ｒ（Ｐｊ）を求める。好適には、下記の数１に示すように、Ｃ（Ｐｊ）に、Ｄ（Ｐｊ）を定数α倍したものを加算し、区間Ｐｊにおける危険度Ｒ（Ｐｊ）を求める。一方、交差点Ｑｋの危険度Ｒ（Ｑｋ）を求める場合、下記の数２に示すように、交差点Ｑｋにおいて所定期間内に発生した事故の評価値（損害賠償金額）に基づき、該当する事故が複数ある場合は合計して損害賠償金額の総額Ｃ（Ｑｋ）を求め、当該交差点の危険度Ｒ（Ｑｋ）とする。したがって、危険度Ｒ（Ｐｊ）、Ｒ（Ｑｋ）は、下記の数１で表される。

［数１］
Ｒ（Ｐｊ）＝Ｃ（Ｐｊ） ＋ αＤ（Ｐｊ）
［数２］
Ｒ（Ｑｋ）＝Ｃ（Ｑｋ）

ここで、事故の集中度合いＤ（Ｐｊ）の算出方法としては、例えば以下に示す方法が挙げられる。

区間Ｐｊにおいて、複数（Ｎ件）の事故が事故評価ＤＢ１２に登録されているとし、夫々の事故の発生地点の道路に沿った区間内の座標をＸ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）とする。座標Ｘｎで発生した事故の評価値（損害賠償金額）をＺ_ｎとする。Ｃ（Ｐｊ）とＤ（Ｐｊ）は、例えば、下記の数３及び数４により表すことができる。数３において、＜Ｚ＞は評価値の区間における平均値を表す。

数４において、分布関数ｆ（｜Ｘ_ｎ−Ｘ_ｍ｜）は、事故発生地点間の相対距離｜Ｘ_ｎ−Ｘ_ｍ｜がゼロのとき最大値をとり、相対距離が大きくなるに従って単調に減少する関数とする。例えば、数５に示すガウス分布関数を想定することができる。

［数５］
ｆ（Ｘ）＝ｅｘｐ［−Ｘ^２／２σ^２］

数４及び数５により、事故が集中して発生している場合、事故同士の相対距離が近いほど、数５の分布関数の寄与により、集中度合いＤ（Ｐｊ）は大きくなる。さらに、数４において評価値と分布関数の積を足し合わせて集中度合いＤ（Ｐｊ）を算出していることにより、近接して発生した事故同士の評価値が高ければ高いほど、集中度合いＤ（Ｐｊ）は大きくなる。結果として、Ｄ（Ｐｊ）により、事故の集中度合いを定量的に評価することができる。

また別の例として、数４の代わりに、集中度合いＤ（Ｐｊ）として下記の数６を用いることも好ましい。数６は、区間Ｐｊで発生した複数（Ｎ件）の事故のうち、事故の発生地点間の相対距離が所定の標準距離σ以下となる２つの事故からなる組み合わせを抽出し、かかる組み合わせ毎に、その評価値同士の積をとり、抽出された全ての組み合わせについて、その積の総和をとって事故の集中度合いＤ（Ｐｊ）とすることを意味する。

安全経路探索部１３は、このようにして算出された区間Ｐｊと交差点Ｑｋの危険度Ｒ（Ｐｊ）及びＲ（Ｑｋ）を危険度算出部１４から取得し、経路Ｌｉに属する全ての区間Ｐｊ及び交差点Ｑｋについて危険度を合計し、経路Ｌｉ全体の危険度を算出する（ステップＳ１０３）。

これを抽出された全ての経路｛Ｌｉ｝に対して行い、最も危険度が最小となる経路を、安全経路として選択する（ステップＳ１０４）。

〈第２実施形態〉
以下に、本発明の一実施形態に係る安全経路探索システム（以降、適宜「本発明システム２」と称す）につき、図面を参照して説明する。図４は、本発明システム２の構成の一例を示す図である。図４に示すように、本発明システム２は、本発明システム１の構成に加え、危険度ＤＢ（データベース）１５を備えたものである。危険度ＤＢ１５は、コンピュータ内に設けられた所定の記憶装置の所定の記憶領域に構築されている。地図ＤＢ１１、事故評価ＤＢ１２、安全経路探索部１３、及び、危険度算出部１４の処理動作については、以下に説明する点を除き、本発明システム１と同様である。地図ＤＢ１１、安全経路探索部１３、及び、危険度ＤＢ１５で構成された安全経路探索装置２０が、本発明システム２の主要部を構成する。

危険度ＤＢ１５は、道路上の交差点及び区間における危険度を保持している。つまり、本発明システム２は、地図ＤＢ１１上にある区間Ｐｊ及び交差点Ｑｋに対し、その危険度Ｒ（Ｐｊ）及びＲ（Ｑｋ）を予め危険度算出部１４に算出させておき、その算出結果を危険度ＤＢ１５に保持しておく構成である。

このように構成することで、安全経路探索部１３は、上述した図２のステップＳ１０２を行う代わりに、経路Ｌｉに属する全ての区間Ｐｊと交差点Ｑｋの危険度Ｒ（Ｐｊ）及びＲ（Ｑｋ）を危険度ＤＢ１５から取得し、ステップＳ１０３において経路Ｌｉ全体の危険度を算出すればよく、安全経路探索に要する計算量を低減し、短時間で安全経路を求めることができる。

したがって、本発明システム２において、事故評価ＤＢ１２及び危険度算出部１４は不要であり、なくても本発明の目的を達成することは可能である。しかしながら、事故評価ＤＢ１２が更新された場合に危険度ＤＢ１５を更新できるように、事故評価ＤＢ１２及び危険度算出部１４が、安全経路探索装置２０と必要に応じてネットワーク等で接続可能に構成されているのがより好ましい構成である。

さらに、危険度ＤＢ１５は、区間の危険度Ｒ（Ｐｊ）と交差点の危険度Ｒ（Ｑｋ）を別々に保持する代わりに、交差点の危険度を区間の危険度に取り込んだ下記の数７で示される危険度Ｒ’（Ｐｊ）を、区間Ｐ毎に保持する構成としても構わない。ここで、当該区間Ｐｊの始点及び終点を構成する交差点を夫々Ｑａ、Ｑｂとする。

［数７］
Ｒ’（Ｐｊ）＝Ｒ（Ｐｊ）＋Ｒ（Ｑａ）／２＋Ｒ（Ｑｂ）／２

経路Ｌｉを構成する各区間Ｐｊについて、数２のＲ’（Ｐｊ）を合計したものは、経路Ｌｉの始点と終点である出発地と目的地の交差点の危険度を足して２で割った値がオフセットとして加算されていることを除き、経路Ｌｉに属する全ての区間Ｐｊ及び交差点Ｑｋの危険度を合計した値と一致する。したがって、このように構成することで、交差点の危険度Ｒ（Ｑｋ）を危険度ＤＢ１５に保持しておく必要がないため、危険度ＤＢ１５で必要とする記憶領域を削減し、且つ安全経路探索に要する計算量を低減し、短時間で安全経路を求めることができる。

〈第３実施形態〉
上述の本発明システム１及び２では、安全経路探索部１３が、出発地から目的地までの複数の経路｛Ｌｉ｝の中から、経路全体の危険度が最少となる経路を安全経路として求める構成である。しかしながら、このような構成の場合、出発地から目的地までの距離が遠く、間に多数の区間及び交差点が介在する場合には、探索すべき経路Ｌｉの総数Ｎ１が指数関数的に増大し、計算機の処理能力を超え、安全経路を求めるのが現実的に困難となる場合がある。

本発明システム１又は２において、このような場合であっても安全経路を求めることが可能な安全経路探索の方法を以下に示す。

本実施形態において、安全経路探索部１３は、出発地から目的地までの経路Ｌｉを探索対象とする代わりに、第１地点である区間又は交差点から出発し、第１地点から所定数の区間及び交差点を経由して目的地に近づく複数の途中経路Ｓｉの中から、途中経路における危険度が最小となる経路を選択する。そして、選択された経路の経路途中に位置するか又は終点（ここでは、終点）である区間又は交差点を第２地点に設定する（途中経路探索ステップ）。これを図５のグラフを用いて説明する。

まず、安全経路探索部１３は、図５の例では、出発地の交差点Ｑ１を第１地点に設定し、出発地から所定数の区間、及び、所定数の交差点を経由して途中の交差点に至る、目的地に近づく複数の途中経路Ｓ１〜Ｓ４を抽出し、かかる途中経路の中から危険度が最少となる経路を選択する。このようにして選択された経路の終点となる交差点を第２地点に設定する。

図５において、第１地点Ｑ１から、２つの区間、１つの交差点を経由して目的地に向かう４つの途中経路Ｓ１〜Ｓ４が示されている。途中経路Ｓ１は、第１地点Ｑ１から、区間Ｐ１、交差点Ｑ２、区間Ｐ３を経由して交差点Ｑ４に向かう。途中経路Ｓ２は、第１地点Ｑ１から、区間Ｐ１、交差点Ｑ２、区間Ｐ４を経由して交差点Ｑ５に向かう。途中経路Ｓ３は、第１地点Ｑ１から、区間Ｐ２、交差点Ｑ３、区間Ｐ５を経由して交差点Ｑ６に向かう。途中経路Ｓ４は、第１地点Ｑ１から、区間Ｐ２、交差点Ｑ３、区間Ｐ６を経由して交差点Ｑ７に向かう。

この場合、安全経路探索部１３は、かかる途中経路Ｓ１〜Ｓ４における危険度Ｒ（Ｓ１）、Ｒ（Ｓ２）、Ｒ（Ｓ３）、Ｒ（Ｓ４）を算出する。図５の例では、Ｒ（Ｓ１）、Ｒ（Ｓ２）、Ｒ（Ｓ３）、Ｒ（Ｓ４）は、下記の数８で表すことができる。

［数８］
Ｒ（Ｓ１）＝Ｒ（Ｐ１）＋Ｒ（Ｑ２）＋Ｒ（Ｐ３）＋Ｒ（Ｑ４）
Ｒ（Ｓ２）＝Ｒ（Ｐ１）＋Ｒ（Ｑ２）＋Ｒ（Ｐ４）＋Ｒ（Ｑ５）
Ｒ（Ｓ１）＝Ｒ（Ｐ２）＋Ｒ（Ｑ３）＋Ｒ（Ｐ５）＋Ｒ（Ｑ６）
Ｒ（Ｓ１）＝Ｒ（Ｐ２）＋Ｒ（Ｑ３）＋Ｒ（Ｐ６）＋Ｒ（Ｑ７）

安全経路探索部１３は、危険度算出部１４又は危険度ＤＢ１５を介してＲ（Ｐ１）〜Ｒ（Ｐ６）、Ｒ（Ｑ２）〜Ｒ（Ｑ７）を取得し、Ｒ（Ｓ１）、Ｒ（Ｓ２）、Ｒ（Ｓ３）、Ｒ（Ｓ４）を算出する。そして、Ｓ１〜Ｓ４のうち、対応する危険度Ｒ（Ｓ１）〜Ｒ（Ｓ４）の値が最小のものを途中経路として選択する。ここでは、Ｒ（Ｓ３）が最小であり、途中経路Ｓ３が選択されたとする。このとき、安全経路探索部１３は、途中経路Ｓ３の終点Ｑ６を第２地点に設定し、途中経路の選択を完了する。

その後、安全経路探索部１３は、交差点Ｑ６を第１地点として、再度、目的地に近づく複数の途中経路Ｓ５〜Ｓ８を抽出し、途中経路Ｓ５〜Ｓ８の中から危険度が最小となる経路を選択する。そして、危険度が最小となる途中経路の終点を第２地点に設定し、途中経路の選択を完了する。このようにして、途中経路の選択処理を、選択された途中経路に目的地が含まれるまで繰り返すことで、出発地から目的地までの経路全体における危険度が最適化される安全経路を求めることができる。

なお、上述した危険度Ｒ（Ｓ１）〜Ｒ（Ｓ４）の算出において、途中経路の始点（第１地点）と終点の間の区間又は交差点が目的地となる場合は、目的地より後方（終点側）に位置する区間及び交差点の危険度は考慮しなくてよい。

本実施形態の安全経路探索方法では、経路探索を所定数の区間及び交差点からなる途中経路毎に分割して行うことで、探索すべき途中経路Ｓｉの総数を制限し、現実的な処理時間内で、且つ、現実的なコンピュータの必要記憶領域で、安全経路を求めることができる。なお、上記の例では、途中経路を２つの区間からなる経路としたが、本発明はこれに限られるものではない。途中経路に含まれる区間及び交差点を増やすことにより、処理に要する計算量は増加するが、安全経路の精度は高くなる。

さらに、運転者が車両の運転途中で目的地を変更した場合や、システムが提示した安全経路から外れた経路を運転者が選択した場合であっても、その時点の車両位置から安全経路を短時間で求めることができる。

ただし、本実施形態の安全経路探索方法では、危険度Ｒ（Ｓｉ）が最小となる途中経路を選択し続けることで、求められた経路が目的地を迂回してしまい、目的地に到達しない場合がありえる。これを訂正し、強制的に目的地に到達させる方法として、例えば、下記の数９に示すように、途中経路における危険度Ｒ（Ｓｉ）に補正項Ｖ（Ｓｉ）を加えた補正された危険度Ｒ’’（Ｓｉ）を考え、Ｒ’’（Ｓｉ）が最少となる途中経路を選択する方法が挙げられる。ここで、Ｕ（Ｓｉ）は途中経路Ｓｉから目的地までの直線距離、Ｕ０は出発地から目的地までの直線距離とする。

［数９］
Ｒ’’（Ｓｉ）＝Ｒ（Ｓｉ）＋Ｖ（Ｓｉ）
Ｖ（Ｓｉ）＝Ａ（Ｕ（Ｓｉ）／Ｕ０）^１＋β

Ｖ（Ｓｉ）は、途中経路Ｓｉと目的地間の直線距離Ｕ（Ｓｉ）の増加に対して単調に増加する関数である。つまり、Ｖ（Ｓｉ）は、途中経路が目的地から外れるほどその値が増加する関数であり、目的地到達度を表しているといえる。数９の例では、Ｖ（Ｓｉ）をべき関数としたが、これに限られるものではない。例えば指数関数であってもよい。

Ｕ（Ｓｉ）としては、途中経路Ｓｉに属する区間及び交差点のうち、何れか一つから目的地までの直線距離、或いは、平均した直線距離であってもよいが、途中経路Ｓｉに属する区間及び交差点と目的地までの直線距離のうち最短の距離を設定するとよい。途中経路Ｓｉに目的地が含まれるとき、Ｕ（Ｓｉ）＝０、Ｖ（Ｓｉ）＝０となる。

数９において、Ａ及びβは、どの程度まで目的地から外れた途中経路を許容するかに応じて適宜調整されるパラメータである。Ｖ（Ｓｉ）を下に凸の単調増加関数とするため、β＞０が好ましい。

このように構成することで、途中経路Ｓｉが目的地から離れるにしたがって、補正された危険度Ｒ’’（Ｓｉ）が増大するため、目的地に離れる方向の途中経路は選択されにくくなり、目的地に到達する安全経路を得ることができる。

以上、本発明システム１、２に依れば、道路の安全性をその危険度に基づき定量的に評価し、安全経路の提示を行うことが可能となる。

〈別実施形態〉
以下に、別実施形態について説明する。

〈１〉上記実施形態の本発明システム１及び２では、出発地から目的地までの安全経路を求めるにあたって、出発地及び目的地を共に交差点で代表させているが、本発明はこれに限られるものではない。例えばある区間から出発し、目的地に至る安全経路を求めることもできるし、出発地からある区間までの安全経路を求めることもできる。

〈２〉上記実施形態では、交差点の危険度については、探索経路に依らず、当該交差点で発生した事故につき、事故評価ＤＢに保持されている一定の当該事故の評価値（損害賠償金額）を合計して危険度を算出している。これを、探索経路における当該交差点での区間と区間の接続のされ方に応じて、評価値を危険度に加算すべきかを、当該交差点で発生した事故毎に判断してもよい。例えば、危険度算出部１４が、当該交差点における事故が右折車と直進車の衝突事故であれば、当該交差点に隣接する区間の探索経路がかかる右折車の進行経路と一致するか、かかる直進車の進行経路と一致する場合に限り、当該事故の評価値を加算するものとし、左折巻き込み事故であれば、当該交差点に隣接する区間の探索経路がかかる左折車の進行経路と一致する場合に限り、当該事故の評価値を加算するものとしてよい。危険度ＤＢ１５を用いる場合は、交差点の危険度を、当該交差点に隣接する区間別（つまり、車両の進入方向及び退出方向別）に保持する構成とすればよい。これにより、安全経路探索の精度を高めることができる。

〈３〉上記実施形態では、危険度算出部１４が、所定期間内に区間又は交差点で発生した事故の評価値を加算して危険度を算出しているが、さらに、時間帯別に危険度を算出することも可能である。この場合、危険度算出部１４は、事故評価ＤＢ１２を参照して、所定期間内であって、経路探索時に該当する時間帯において区間又は交差点で発生した事故の評価値を加算して危険度を算出する。例えば、朝の通勤時間帯（７：００〜９：００）、午前（９：００〜１２：００）、昼休み（１２：００〜１３：００）、午後（１３：００〜１７：００）、夕方の帰宅時間帯（１７：００〜１９：００）、夜間から早朝まで（１９：００〜翌日の７：００）に時間帯を分け、時間帯別に危険度を算出することで、安全経路探索の精度を高めることができる。危険度ＤＢ１５を用いる場合は、時間帯毎に危険度を保持する構成とすればよい。

〈４〉上記実施形態において、事故の集中度合いＤ（Ｐｊ）を求める方法として、上述した数４及び数５に基づく方法、及び数６に基づく方法を例示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、数４及び数６では、事故の集中度合いＤ（Ｐｊ）は、事故の発生地点間の相対距離のほか、事故の評価値にも依存している。しかしながら、Ｄ（Ｐｊ）として、事故の評価値に依存せず、事故の発生地点間の相対距離のみに依存数する関数形とすることも可能である。

〈５〉上記第３実施形態では、安全経路探索部１３は、出発地側から目的地に向かって途中経路の選択処理を繰り返し行い、安全経路を求めているが、これを逆にして、目的地側から出発地に向かって途中経路の選択処理を繰り返して、安全経路を求めても構わない。その場合、数９のＵ（Ｓｉ）は、途中経路Ｓｉから出発地までの直線距離を用いる。

本発明は、カーナビゲーションシステムにおいて、事故に遭う危険性の少ない安全経路を探索する安全経路探索システムとしての利用が可能である。

１、２： 本発明に係る安全経路探索システム（本発明システム）
１１： 地図ＤＢ
１２： 事故評価ＤＢ
１３： 安全経路探索部
１４： 危険度算出部
１５： 危険度ＤＢ
２０： 安全経路探索装置
Ｐ１〜Ｐ８、ＰＮ２−１、ＰＮ２： 区間
Ｑ１〜Ｑ８、ＱＮ３−２、ＱＮ３−１、ＱＮ３： 交差点
Ｓ１〜Ｓ８： 途中経路

Claims (6)

1. 道路上の交差点、及び、前記交差点間を結ぶ区間同士の接続関係を示す道路ネットワーク情報を保持する地図ＤＢと、
   前記道路上で発生した事故の重大性を評価した評価値を、事故毎に、当該事故が発生した前記区間又は前記交差点、及び、前記区間で発生した事故の場合その区間内の事故の発生地点と関連付けて保持する事故評価ＤＢと、
   前記地図ＤＢ、及び、前記事故評価ＤＢを参照し、前記出発地から前記目的地までの経路に属する前記区間及び前記交差点において事故に遭う危険性を示す危険度を、当該区間毎、及び、当該交差点毎に、所定期間内において当該区間及び当該交差点で発生した事故の前記評価値を参照して算出する危険度算出部と、
   前記危険度算出部により算出された前記危険度に基づき、指定された出発地から指定された目的地までの安全経路を探索する安全経路探索部と、を備え、
   前記安全経路探索部は、
   前記出発地から前記目的地までの経路に属する前記区間及び前記交差点の前記危険度の総和が最適化される経路を前記安全経路として求め、
   前記区間の前記危険度が、当該区間で発生した事故に係る前記評価値の合計と、当該区間で発生した事故の前記発生地点間の相対距離に基づいて算出される事故の集中度合いとの関数で与えられることを特徴とする安全経路探索システム。
2. 前記事故評価ＤＢに保持される事故毎の前記評価値が、当該事故に係る損害賠償金額に比例した値であることを特徴とする請求項１に記載の安全経路探索システム。
3. 前記事故評価ＤＢ及び前記危険度算出部と併せて、又は、前記事故評価ＤＢ及び前記危険度算出部の少なくとも何れか一方に代えて、道路上の前記危険度を少なくとも前記区間毎に保持する危険度ＤＢを備え、
   前記安全経路探索部は、
   前記危険度算出部に前記区間及び前記交差点の前記危険度を算出させる代わりに、前記危険度ＤＢに保持された前記危険度を参照して、前記出発地から前記目的地までの経路に属する前記区間及び前記交差点の前記危険度の総和が最適化される経路を安全経路として求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の安全経路探索システム。
4. 前記安全経路探索部は、
   前記出発地から前記目的地の間の第１地点である前記区間又は前記交差点から出発し、前記第１地点から所定数の前記区間及び前記交差点を経由して前記目的地に近づく複数の途中経路の中から、当該途中経路における前記危険度の総和が最適化される一の経路を選択し、前記選択された経路の経路途中に位置するか又は終点である前記区間又は前記交差点を第２地点とする途中経路選択ステップを実行し、
   前記出発地を前記第１地点に設定して前記途中経路選択ステップを実行後、前記第２地点を前記第１地点に設定して、前記選択された経路が前記目的地を含むまで、前記途中経路選択ステップを繰り返し実行する探索ステップを実行することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の安全経路探索システム。
5. 前記安全経路探索部は、
   所定数の前記区間及び前記交差点を経由して前記出発地から前記目的地の間の第１地点である前記区間又は前記交差点に至り、前記目的地に近づく複数の途中経路の中から、当該途中経路における前記危険度の総和が最適化される一の経路を選択し、前記選択された経路の経路途中に位置するか又は始点である前記区間又は前記交差点を第２地点とする途中経路選択ステップを実行し、
   前記目的地を前記第１地点に設定して前記途中経路選択ステップを実行後、前記第２地点を前記第１地点に設定して、前記選択された経路が前記出発地を含むまで、前記途中経路選択ステップを繰り返し実行する探索ステップを実行することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の安全経路探索システム。
6. 前記安全経路探索部は、
   前記途中経路選択ステップにおいて、前記複数の途中経路の中から、当該途中経路における前記危険度の総和に、当該途中経路と前記目的地又は前記出発地との間の直線距離の関数で与えられる到達度を加算した値が最小となる一の経路を選択し、
   前記到達度が、前記直線距離の増加に対して単調に増加する関数であることを特徴とする請求項４又は５に記載の安全経路探索システム。