JP2016062484A - 交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法 - Google Patents

交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両感知器の設置数が少ない状態でも、十分な精度で交通管理を行うことができるようにする。【解決手段】対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部３７と、車両感知器１の情報、および信号制御機２に関する信号制御実績情報に基づいて、交通流モデルを用いた推計処理を行って、交通情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部３９と、第１の交通状況推計部で取得した交通状況に関する情報に基づいて、対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部４１と、車両感知器の情報および信号制御実績情報に基づいて、交通流モデルを用いた推計処理を行って、信号制御情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部４３と、第２の交通状況推計部で取得した交通状況に関する情報に基づいて、信号制御情報を生成する信号制御情報生成部４４と、を備えたものとする。【選択図】図３

Description

本発明は、車両感知器により取得した情報に基づいて、車両の運転者などに提供するための交通情報を生成するとともに、信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法に関するものである。
交通管理システムでは、交通渋滞の緩和、交通事故の減少および交通公害の抑制などを目的として、交通流の配分および誘導を適切に行うための交通管理が行われており、具体的には、対象とする道路網の交通状況を把握して、その交通状況を表す交通情報、例えば渋滞や旅行時間などに関する情報を、道路に設置された交通情報板に表示して、車両の運転者に提供する交通情報提供や、対象とする道路網の交通状況に基づいて、交差点に設置された信号制御機を制御する交通信号制御が行われている。
このような交通管制システムで行われる交通情報提供に関して、従来、道路に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、対象エリア内の交通情報を生成して、その交通情報を交通情報板に表示する技術が知られている（特許文献１参照）。また、交通管制システムで行われる交通信号制御に関して、従来、道路に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、信号制御機を制御する技術が知られている（特許文献２参照）。
特開２０１２−１７３８５９号公報 特開平０７−２７２１９０号公報
さて、前記従来の技術のように、交通情報提供や交通信号制御は、車両感知器で収集される情報に依存しており、適切な交通情報を車両の運転者に提供し、また、信号制御機を適切に制御するには、道路網にある程度の密度で車両感知器を設置する必要がある。このため、これまでに整備された車両感知器が膨大な数に達し、車両感知器の運用維持に莫大な費用を要する状況となっており、国および都道府県における近年の厳しい財政状況のもとで、深刻な問題となりつつある。そこで、車両感知器の設置数を削減して、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる技術が望まれる。
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができるように構成された交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法を提供することにある。
本発明の交通管理装置は、対象エリア内に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記対象エリア内に設置された信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置であって、前記対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部と、前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部と、この第１の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部と、前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部と、この第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成する信号制御情報生成部と、を備えた構成とする。
また、本発明の交通管理システムは、対象エリア内に設置された車両感知器と、前記対象エリア内に設置された信号制御機と、前記車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置と、前記交通管理装置で生成された前記交通情報を車両の運転者に提供する交通情報提供装置と、前記交通管理装置で生成された前記信号制御情報に基づいて、前記信号制御機を制御する交通信号制御装置と、を備えた交通管理システムであって、前記交通管理装置が、前記対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部と、前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部と、この第１の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部と、前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部と、この第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成する信号制御情報生成部と、を備えた構成とする。
また、本発明の交通管理方法は、対象エリア内に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記対象エリア内に設置された信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する処理を情報処理装置により行う交通管理方法であって、前記対象エリア内に単位エリアを設定するステップと、前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計するステップと、このステップで取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するステップと、前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計するステップと、このステップで取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成するステップと、を有する構成とする。
本発明によれば、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行うため、単位エリア内の交通状況を詳細に推計することができる。そして、単位エリア内の交通状況を推計するため、単位エリアの境界には車両感知器が必要となるが、単位エリア内の車両感知器は不要となる。これにより、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる。
本実施形態に係る交通管理システムを示す全体構成図 交通管理装置６で行われる処理のために設定される単位エリアを示す説明図 交通管理装置６の概略構成を示す機能ブロック図 入力情報生成部３１で行われる処理の概要を説明する説明図 単位エリア設定部３７で行われる処理の概要を説明する説明図 第１の交通状況推計部３９で行われる処理の概要を説明する説明図 第１の交通状況推計部３９で用いられる交通流モデルを説明する説明図 第１の交通状況推計部３９で取得した交通状況詳細情報を示す説明図 第２の交通状況推計部４３および信号制御情報生成部４４で行われる処理の概要を説明する説明図
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、対象エリア内に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記対象エリア内に設置された信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置であって、前記対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部と、前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部と、この第１の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部と、前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部と、この第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成する信号制御情報生成部と、を備えた構成とする。
これによると、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行うため、単位エリア内の交通状況を詳細に推計することができる。そして、単位エリア内の交通状況を推計するため、単位エリアの境界には車両感知器が必要となるが、単位エリア内の車両感知器は不要となる。これにより、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる。
また、第２の発明は、前記単位エリアは、境界位置に前記車両感知器が配置されて、この車両感知器により前記単位エリアに流入する交通量に関する情報を取得可能なように設定される構成とする。
これによると、単位エリア内の交通状況を精度良く推計することができる。
また、第３の発明は、前記単位エリア設定部は、前記対象エリアにおける前記車両感知器の設置状況に関する情報、前記対象エリア内の道路網の構成に関する情報、および通情報を提供する際の単位となる提供単位区間に関する情報に基づいて、前記単位エリアを決定する構成とする。
これによると、適切な単位エリアを決定することができる。そして、交通管理装置自体が単位エリアを決定することから、ユーザが単位エリアを決定する手間を省くことができるため、ユーザの利便性を高めることができる。なお、ユーザが単位エリアを決定して、ユーザにより入力された単位エリアに関する情報に基づいて単位エリアを設定する処理が単位エリア設定部で行われるようにしてもよい。
また、第４の発明は、前記第１の交通状況推計部は、前記車両感知器により取得した情報、前記単位エリア内の道路網の構成に関する情報、および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリア内の交通状況を推計する構成とする。
これによると、単位エリア内の交通状況を精度良く推計することができる。
また、第５の発明は、前記信号制御情報生成部は、前記第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリアにおける前記信号制御情報の最適化を行う構成とする。
これによると、最適な信号制御情報を生成することができる。
また、第６の発明は、対象エリア内に設置された車両感知器と、前記対象エリア内に設置された信号制御機と、前記車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置と、前記交通管理装置で生成された前記交通情報を車両の運転者に提供する交通情報表示装置と、前記交通管理装置で生成された前記信号制御情報に基づいて、前記信号制御機を制御する交通信号制御装置と、を備えた交通管理システムであって、前記交通管理装置が、前記対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部と、前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部と、この第１の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部と、前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部と、この第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成する信号制御情報生成部と、を備えた構成とする。
これによると、第１の発明と同様に、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる。
また、第７の発明は、対象エリア内に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記対象エリア内に設置された信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する処理を情報処理装置により行う交通管理方法であって、前記対象エリア内に単位エリアを設定するステップと、前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計するステップと、このステップで取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するステップと、前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計するステップと、このステップで取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成するステップと、を有する構成とする。
これによると、第１の発明と同様に、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る交通管理システムを示す全体構成図である。この交通管理システムは、車両感知器１と、信号制御機２と、交通情報表示装置（交通情報板、ナビなど）３と、交通信号制御装置４と、交通情報提供装置５と、交通管理装置（交通情報生成装置）６と、を備えている。
車両感知器１は、例えば超音波式車両感知器および光学式車両感知器（光ビーコン）などであり、道路上の車両を感知して、道路の交通量などに関する車両感知器情報を生成する。車両感知器情報は、交通信号制御装置４を介して交通管理装置６に送信される。交通管理装置６は、車両感知器情報や信号制御実績情報に基づいて、対象エリア内の交通情報を生成するとともに、信号制御機２の制御を行うための信号制御情報を生成する。交通信号制御装置４は、交通管理装置６から送信される信号制御情報に基づいて信号制御機２を制御する。交通情報提供装置５は、交通情報表示装置３を制御して、交通管理装置６から送信される交通情報を交通情報表示装置３に表示させ、これにより、渋滞や旅行時間（所定の区間の移動に要する時間）などに関する交通情報が車両の運転者に提供される。
次に、図１に示した交通管理装置６で行われる処理の概要について説明する。図２は、交通管理装置６で行われる処理のために設定される単位エリアを示す説明図である。
道路網は、ノード（交差点）およびそのノードを結ぶリンク（道路）により構成され、リンクには車両感知器１が設置されている。また、ノードには必要に応じて図示しない信号制御機が設置されている。
本実施形態では、複数の車両感知器１により取得した情報や、信号制御機２に関する信号制御実績情報、すなわち過去の信号制御で用いられた制御パラメータ（運用中のものも含む）に基づいて対象エリア内の交通情報を生成し、特に、対象エリア内に、交通状況を推計する際の単位となる単位エリアが設定され、この単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、単位エリア内の交通状況を推計するようにしている。
単位エリアは、単位エリア内の交通状況の推計が可能なように設定される。特に本実施形態では、単位エリアの境界位置に車両感知器１が配置されて、単位エリアに流入する交通量を計測することができるように単位エリアが設定される。すなわち、単位エリアの境界に位置するリンクに車両感知器１が配置されて、その境界に位置するリンクごとに流入量（内向きの交通量）を計測することができるように単位エリアが設定される。図２（Ａ）に示す例のように、対象エリア内に車両感知器１が設置されている場合には、図２（Ｂ）に示すように、単位エリアが設定される。
なお、単位エリアでは、流入する交通量を取得することが重要であり、単位エリアに流入する交通量を取得することで、交通流モデルを用いた推計処理により単位エリア内の交通状況の推計が可能となり、単位エリアからの流出量は、交通流モデルを用いた推計処理による推計結果として取得することができる。
また、単位エリアの境界に位置する全てのリンクについて流入量を取得するとよいが、必ずしも単位エリアの境界に位置する全てのリンクについて流入量を取得する必要はない。例えば、住宅地の小さな道路のように交通量が少ないリンクでは、現地調査で取得した交通量の実績値に基づく定数で流入量を与えればよく、また、交通流モデルのパラメータで調整するようにしてもよく、このようにしても、実用上十分な精度で単位エリア内の交通状況を推計することができる。
次に、図１に示した交通管理装置６で行われる処理について説明する。図３は、交通管理装置６の概略構成を示す機能ブロック図である。
交通管理装置６は、第１の交通管理部１１と、第２の交通管理部１２と、を備えている。第１の交通管理部１１は、交通管理に係る既存の機能を実現するものであり、第２の交通管理部１２は、交通管理に係る新規の機能を実現するものである。このような構成とすることで、交通管理装置６における既存の構成要素に手を加えることなく、交通管理装置６に新たな機能を付加することができる。
第１の交通管理部１１は、車両感知器情報格納部２１と、信号制御実績情報格納部２２と、道路網構成情報格納部２３と、交通情報生成用設定情報格納部２４と、信号制御情報生成用設定情報格納部２５と、を備えている。
車両感知器情報格納部２１には、交通信号制御装置４を介して車両感知器１から取得した車両感知器情報が格納される。信号制御実績情報格納部２２には、信号制御実績情報が格納される。道路網構成情報格納部２３には、道路網構成情報が格納される。交通情報生成用設定情報格納部２４には、交通情報生成用の設定情報が格納される。信号制御情報生成用設定情報格納部２５には、信号制御情報生成用の設定情報が格納される。
ここで、車両感知器情報は、各リンクの交通量などに関する情報であるが、一つのリンクに複数の車両感知器が設置される場合もあり、どの範囲の交通量を計測するかは設計事項である。道路網構成情報は、道路網を構成するノードおよびリンクの接続形態や、各リンクの車線数などに関する情報である。信号制御情報は、交通信号の表示タイミングを決定する要素となる制御パラメータ（サイクル長、スプリットおよびオフセット）である。信号制御実績情報は、第１の交通管理部１１および第２の交通管理部１２において過去に行われた交通信号制御で用いられた信号制御情報（制御パラメータ）である。
また、交通情報生成用の設定情報は、交通情報を生成する際に必要となる各種の条件を設定するための情報である。特に、交通情報を生成するにあたっては、交通情報の提供に関する条件に対応するように交通情報を生成する必要があり、この設定情報には、交通情報の提供に関する条件、具体的には、交通情報を提供する際の単位となる提供単位区間に関する情報が含まれている。
第１の交通管理部１１では、車両感知器情報、信号制御実績情報、道路網構成情報、および交通情報生成用の設定情報に基づいて交通情報を生成する処理が行われ、この交通情報が交通情報提供装置５に送信されて、交通情報が交通情報表示装置３に表示される。また、第１の交通管理部１１では、車両感知器情報、信号制御実績情報、道路網構成情報、および信号制御情報生成用の設定情報に基づいて信号制御情報を生成する処理が行われ、この信号制御情報が交通信号制御装置４に送信されて、信号制御機２の制御が行われる。
第２の交通管理部１２は、入力情報生成部３１と、車両感知器情報格納部３２と、信号制御実績情報格納部３３と、交通状況推計用設定情報格納部３４と、交通情報生成用設定情報格納部３５と、信号制御情報生成用設定情報格納部３６と、単位エリア設定部３７と、単位エリア定義情報格納部３８と、第１の交通状況推計部３９と、交通状況詳細情報格納部４０と、交通情報生成部４１と、交通情報格納部４２と、第２の交通状況推計部４３と、信号制御情報生成部４４と、信号制御情報格納部４５と、を備えている。
入力情報生成部３１では、第１の交通管理部１１の各情報格納部２１〜２５から車両感知器情報、信号制御実績情報、道路網構成情報、交通情報生成用設定情報、および信号制御情報生成用設定情報を取得し、これらの情報を第２の交通管理部１２で行われる処理に適合した情報に加工する処理を必要に応じて行った上で、各情報を、車両感知器情報格納部３２、信号制御実績情報格納部３３、交通状況推計用設定情報格納部３４、交通情報生成用設定情報格納部３５、および信号制御情報生成用設定情報格納部３６に格納する処理が行われる。
単位エリア設定部３７では、対象エリア内に単位エリア（図２参照）を設定する処理が行われる。この単位エリアを設定する処理は、第２の交通管理部１２の稼働を開始する際に行われる。また、車両感知器１の配置に変更が生じた場合や、道路網の構成に変更が生じた場合、例えば、車両感知器１の廃止や新設があった場合や、道路が新設された場合には、単位エリアを設定し直す更新処理が行われる。
第１の交通状況推計部３９では、交通状況推計用設定情報格納部３４に格納された設定情報に基づいて、交通流モデルを用いた推計処理を行い、交通情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計する処理が行われ、交通状況を詳細に表す情報、具体的には、車両ごとの走行軌跡などに関する情報が生成される。この第１の交通状況推計部３９で取得した情報は、交通状況詳細情報格納部４０に格納される。
交通情報生成部４１では、交通情報生成用設定情報格納部３５に格納された設定情報に基づいて、第１の交通状況推計部３９での推計結果から交通情報を生成する処理が行われる。交通情報生成用の設定情報には、交通情報を提供する際の単位となる提供単位区間に関する情報が含まれており、交通情報生成部４１では、提供単位区間ごとの交通情報が生成される。この交通情報生成部４１で取得した交通情報は、交通情報格納部４２に格納される。
第２の交通状況推計部４３では、交通状況推計用設定情報格納部３４に格納された設定情報に基づいて、交通流モデルを用いた推計処理を行い、信号制御情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計する処理が行われる。
信号制御情報生成部４４では、第２の交通状況推計部４３での推計結果に基づいて、信号制御情報を生成する処理が行われる。本実施形態では、信号制御情報として、信号制御パラメータ（サイクル長、スプリットおよびオフセット）を算出する処理が行われる。この信号制御情報生成部４４で生成した信号制御情報は、信号制御情報格納部４５に格納される。
交通情報格納部４２に格納された交通情報は、第１の交通管理部１１に設けられた図示しない情報出力部から交通情報提供装置５に送られ、交通情報提供装置５において交通情報表示装置３に交通情報を表示させる制御が行われる。また、信号制御情報格納部４５に格納された信号制御情報は、第１の交通管理部１１に設けられた図示しない情報出力部から交通信号制御装置４に送られ、交通信号制御装置４において信号制御情報に基づく信号制御機２の制御が行われる。
なお、図３に示した交通管理装置６における情報格納部を除く各部は、交通管理装置６に設けられたＣＰＵで交通管理用のプログラムを実行させることで実現される。
次に、図３に示した入力情報生成部３１で行われる処理について説明する。図４は、入力情報生成部３１で行われる処理の概要を説明する説明図である。
本実施形態では、入力情報生成部３１において、第１の交通管理部１１の各情報格納部２１〜２５に格納された情報を第１の交通管理部１１から取得して、第２の交通管理部１２に設けられた各情報格納部３２〜３６に格納し、このとき、必要に応じて、第２の交通管理部１２で行われる処理に適合した情報に加工する処理が行われる。
具体的には、第１の交通管理部１１から車両感知器情報および信号制御実績情報を取得して、車両感知器情報格納部３２および信号制御実績情報格納部３３に格納する（ＳＴ１０１）。また、第１の交通管理部１１から道路網構成情報、交通情報生成用設定情報、および信号制御情報生成用設定情報を取得して、これらの情報に基づいて、交通状況推計用設定情報、交通情報生成用設定情報、および信号制御情報生成用設定情報を新たに生成して、交通状況推計用設定情報格納部３４、交通情報生成用設定情報格納部３５、および信号制御情報生成用設定情報格納部３６に格納する（ＳＴ１０２）。
ここで、交通状況推計用の設定情報は、第１の交通状況推計部３９および第２の交通状況推計部４３において交通状況を推計する際に必要となる各種の条件を設定するための情報である。この設定情報には、道路網構成情報が含まれる。また、この設定情報には、交通流モデルのパラメータ、例えば、リンクやノードの交通流率（単位時間あたりに通過する車両の台数）、各リンクの法定速度、ならびに各リンクにおける車線の数、車線の幅員および右折レーンの有無などに関する情報が含まれる。
次に、図３に示した単位エリア設定部３７で行われる処理について説明する。図５は、単位エリア設定部３７で行われる処理の概要を説明する説明図である。
本実施形態では、単位エリア設定部３７において、車両感知器１の設置状況、道路網の構成、および交通情報を提供する際の単位となる提供単位区間に基づいて、対象エリア内に単位エリアを設定する処理が行われる（図２参照）。
具体的には、交通状況推計用設定情報格納部３４に格納された交通状況推計用の設定情報に基づいて、対象エリア内の車両感知器１の設置状況、および道路網の構成を確認する（ＳＴ２０１）。また、交通情報生成用設定情報格納部３５に格納された交通情報生成用の設定情報に基づいて、提供単位区間を確認する（ＳＴ２０２）。そして、車両感知器１の設置状況、道路網の構成、および提供単位区間に基づいて単位エリアを決定する（ＳＴ２０３）。これにより取得した単位エリアの定義情報、すなわち単位エリアの範囲に関する情報は単位エリア定義情報格納部３８に格納される。
次に、図３に示した第１の交通状況推計部３９で行われる処理について説明する。図６は、第１の交通状況推計部３９で行われる処理の概要を説明する説明図である。
本実施形態では、第１の交通状況推計部３９において、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、交通情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計する処理が行われる。
具体的には、まず、車両感知器情報格納部３２および信号制御実績情報格納部３３から、推計期間、すなわち推計する時点Ｔより所定時間だけ過去に遡った時点Ｔ１から時点Ｔまでの期間における車両感知器情報（単位エリアへの流入交通量）および信号制御実績情報（信号制御パラメータの実績値）を推計入力情報として取得する（ＳＴ３０１）。
そして、単位エリア定義情報格納部３８に格納された単位エリア定義情報、および交通状況推計用設定情報格納部３４に格納された交通情報生成に関する交通状況推計用の設定情報に基づいて、単位エリア内の道路網の構成や交通流率などのモデルパラメータに関する設定を行った上で、交通流モデルに推計入力情報を与えて、推計期間における推計処理を行う（ＳＴ３０２）。すなわち、時点Ｔ１から順次、推計入力情報を交通流モデルに適用して、推計期間における推計結果を取得する。この推計処理は、単位エリアごとに行われ、単位エリアごとの推計結果が得られ、対象エリア内の全ての単位エリアごとの推計結果が、交通状況詳細情報として交通状況詳細情報格納部４０に格納される。
次に、図３に示した第１の交通状況推計部３９で用いられる交通流モデルの一例について説明する。図７は、第１の交通状況推計部３９で用いられる交通流モデルを説明する説明図である。図７（Ａ）は、リンク（道路）に設定されるブロックを説明するものであり、図７（Ｂ）は、交通量−密度曲線を表すグラフであり、図７（Ｃ）は、隣接するブロック間の交通密度の移動状況を模式的に表したものである。
本実施形態では、第１の交通状況推計部３９において、交通流モデルを用いた推計処理により交通状況を推計する処理が行われる。この処理では、任意の地点での渋滞の発生状況、道路網の構成、および各リンクの車線数なども考慮する必要があるため、ミクロな車両や車線の取扱いが可能な交通流モデルが必要であり、例えば、東京大学生産技術研究所などで構成される研究グループで開発されたＡＶＥＮＵＥ（an Advanced & Visual Evaluator for road Networks in Urban arEas）が好適である。
図７は、ＡＶＥＮＵＥで用いられるブロック密度法を説明するものであり、このブロック密度法では、図７（Ａ）に示すように、リンク（道路）にブロックを等間隔に設定し、各ブロック内に存在する車両の台数で交通状況を表現する。図７（Ａ）に示す例では、２つの交差点を結ぶリンクが２本の車線を有し、各車線にブロックが設定されている。
そして、ブロック密度法では、図７（Ｂ）に示すように、リンクの交通容量（リンク容量）Ｑｃ、ジャム密度Ｋｊおよび自由流速度Ｖｆにより決定される交通量−密度曲線が設定され、この交通量−密度曲線に基づいて、図７（Ｃ）に示すように、隣接する上流側のブロックｉ＋１と下流側のブロックｉとの間の流量（移動交通量）Ｑｉ＋１，ｉを求める。具体的には、図７（Ｂ）に示す交通量−密度曲線に基づいて、各ブロックの密度から、各ブロックの流出可能量Ａｏｕｔ ｉ＋１および流入可能量Ａｉｎ ｉを求め、その最小値をブロック間の流量Ｑｉ＋１，ｉとする。この隣接するブロック間の流量の計算をすべてのブロックを対象にして行う。
このようにして、ブロック密度法では、各リンクにおける交通量を算出することができるが、さらに、このブロック密度法に、離散的な待ち行列モデルを組み合わせたハイブリッドブロック密度法では、車両の走行を１台ずつ再現し、さらに運転者の経路選択行動も取り入れることができ、これにより、各リンクの交通状況を詳細に推計することができる。
次に、図３に示した交通情報生成部４１で行われる処理について説明する。図８は、第１の交通状況推計部３９で取得した交通状況詳細情報を示す説明図である。
本実施形態では、第１の交通状況推計部３９において、交通流モデルを用いた推計処理により交通状況を推計する処理が行われ、これにより、図８に示すような交通状況詳細情報が得られる。そして、交通情報生成部４１において、第１の交通状況推計部３９で取得した交通状況詳細情報に基づいて、所定の提供単位区間ごとの交通情報を生成する処理が行われる。提供単位区間は、交通情報を提供する際の単位となるものであり、例えば、１つのリンク、ノード（交差点）を挟んだ複数のリンク、および１つのノードの流入路となる複数のリンクなどを提供単位区間とすることができる。
図８に示す例では、各ノードＮ１〜Ｎ８を結ぶリンク（道路）Ｌ１〜Ｌ７のうち、ノードＮ２を挟んだ２本のリンクＬ１，Ｌ２により構成される区間、ノードＮ４，Ｎ５を挟んだ３本のリンクＬ３，Ｌ４，Ｌ５により構成される区間、およびノードＮ７を挟んだ２本のリンクＬ６，Ｌ７により構成される区間をそれぞれ提供単位区間として、時点Ｔを基準にした収集期間における各提供単位区間の交通状況詳細情報から、時点Ｔにおける各提供単位区間の交通情報、すなわち渋滞の有無、渋滞の長さ、および旅行時間などに関する情報を生成する。
また、図８に示す例では、各車両の軌跡、すなわち各車両の位置の時間的な推移状況が表されており、これにより、各車両のリンクごとの通過時間や車両の走行速度を求めることで、渋滞の有無を判定することができ、また、渋滞の長さを求めることができ、また、所定の区間の旅行時間を取得することができる。
なお、図８には、対象エリア内の一部のリンクに関する情報のみを示しており、これは、第１の交通状況推計部３９で取得した交通状況詳細情報の一部であり、実際には、交通状況詳細情報は対象エリアの全てのリンクに関する情報を含む。
次に、図３に示した第２の交通状況推計部４３および信号制御情報生成部４４で行われる処理について説明する。図９は、第２の交通状況推計部４３および信号制御情報生成部４４で行われる処理の概要を説明する説明図である。
本実施形態では、第２の交通状況推計部４３において、単位エリアを対象にして交通流モデルを用いた推計処理を行い、信号制御情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計する処理が行われる。そして、信号制御情報生成部４４において、第２の交通状況推計部４３で取得した単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、信号制御情報として、信号制御パラメータ（サイクル長、スプリットおよびオフセット）を算出する処理が行われる。
具体的には、第２の交通状況推計部４３では、まず、車両感知器情報格納部３２から推計期間における車両感知器情報（単位エリアへの流入交通量など）を推計入力情報として取得する。また、信号制御実績情報格納部３３に格納された信号制御実績情報から、候補となる信号制御パラメータの初期値を生成して、これを推計入力情報とする。
そして、単位エリア定義情報格納部３８に格納された単位エリア定義情報、および交通状況推計用設定情報格納部３４に格納された信号制御情報生成に関する交通状況推計用の設定情報に基づいて、単位エリア内の道路網の構成や交通流率などのモデルパラメータに関する設定を行った上で、交通流モデルに推計入力情報を与えて、推計期間における推計処理を行い、推計期間における推計結果を取得する。この推計処理は、単位エリアごとに行われ、対象エリア内の全ての単位エリアごとの推計結果が得られる。
信号制御情報生成部４４では、第２の交通状況推計部４３での推計結果に基づいて、最適な信号制御パラメータを探索する処理、すなわち信号制御パラメータを最適化する処理が行われる。この処理は、信号制御情報生成用設定情報格納部３６に格納された信号制御情報生成用の設定情報に基づいて行われる。これにより、最適な信号制御パラメータが決定されると、その信号制御パラメータが信号制御情報格納部４５に格納される。
信号制御パラメータを最適化する処理では、交通流モデルを用いた推計処理により、候補とした信号制御パラメータを評価する。すなわち、第２の交通状況推計部４３で得られた交通状況から交通状況を評価する評価値を求め、この評価値に基づいて、信号制御パラメータの最適化を図る。この信号制御パラメータの最適化では、メタヒューリスティクス（遺伝的アルゴリズムや焼きなまし法など）などの手法を用いて、信号制御パラメータを探索するようにするとよい。これにより、高速に最適な信号制御パラメータを算出することができる。
この第２の交通状況推計部４３では、第１の交通状況推計部３９と同様に、公知の種々の交通流モデルを用いることができるが、特に、ここで用いる交通流モデルには、交通信号制御で多用されているＴＲＡＮＳＹＴ（A Traffic Network Study Tool）が好適である。このＴＲＡＮＳＹＴでは、車両の停止時間と停止回数から算出されるＰＩ(Performance Index)が最適化の指標（評価値）となり、このＰＩの最小化を図ることで信号制御パラメータの最適化が行われる。
なお、交通流モデルを用いた推計処理は単位エリアごとに行われ、信号制御パラメータは制御エリア（サブエリア）ごとに求められるため、単位エリアは制御エリアの集合体とすることが望ましい。このため、対象エリア内の全ての単位エリア内における制御エリアの設計を単位エリアに整合させるように変更するとよい。
以上のように本実施形態では、単位エリア設定部３７において、対象エリア内に単位エリアを設定し、第１の交通状況推計部３９において、車両感知器１により取得した情報、および信号制御機２に関する信号制御実績情報に基づいて、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、交通情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計し、交通情報生成部４１において、第１の交通状況推計部３９で取得した単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、対象エリア内の交通情報を生成し、第２の交通状況推計部４３において、車両感知器１により取得した情報および信号制御実績情報に基づいて、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、信号制御情報の生成に係る交通状況を単位エリアごとに推計し、信号制御情報生成部４４において、第２の交通状況推計部４３で取得した単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、信号制御情報を生成するようにしている。これにより、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行うため、単位エリア内の交通状況を詳細に推計することができる。そして、単位エリア内の交通状況を推計するため、単位エリアの境界には車両感知器１が必要となるが、単位エリア内の車両感知器１は不要となる。これにより、車両感知器１の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる。
また、本実施形態では、単位エリアが、境界位置に車両感知器１が配置されて、この車両感知器１により単位エリアに流入する交通量に関する情報を取得可能なように設定されるため、単位エリア内の交通状況を精度良く推計することができる。
また、本実施形態では、単位エリア設定部３７において、対象エリアにおける車両感知器１の設置状況に関する情報、対象エリア内の道路網の構成に関する情報、および交通情報を提供する際の単位となる提供単位区間に関する情報に基づいて、単位エリアを決定するようにしたため、適切な単位エリアを決定することができる。そして、交通管理装置６自体が単位エリアを決定することから、ユーザが単位エリアを決定する手間を省くことができるため、ユーザの利便性を高めることができる。
また、本実施形態では、第１の交通状況推計部３９において、車両感知器１により取得した情報、単位エリア内の道路網の構成に関する情報、および信号制御実績情報に基づいて、単位エリア内の交通状況を推計するようにしたため、単位エリア内の交通状況を精度良く推計することができる。
また、本実施形態では、信号制御情報生成部４４において、第２の交通状況推計部４３で取得した単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、対象エリアにおける信号制御情報の最適化を行うようにしたため、最適な信号制御情報を生成することができる。
以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。また、上記実施形態に示した本発明に係る交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
例えば、前記の実施形態では、交通管理装置６において、交通情報および信号制御情報を生成するようにしたが、交通情報の生成と信号制御情報の生成とを別の装置で行う、すなわち交通情報を生成する交通情報生成装置と、信号制御情報を生成する信号制御情報生成装置とを別々に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、車両の運転者などに交通情報を提供するものとして、交通情報提供装置５により交通情報表示装置３に交通情報を表示させるシステムを示したが、この交通情報表示装置３には例えば交通情報板があり、また、カーナビゲーション装置などを用いて運転者に交通情報を提供する交通情報通信システム、例えばＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System、登録商標）などを利用して交通情報を提供するようにしてもよい。
また、本実施形態では、交通管理装置６を、交通管理に係る既存の機能を実現する第１の交通管理部１１と、交通管理に係る新規の機能を実現する第２の交通管理部１２とで構成し、既存の機能に新規の機能を付加するようにしたが、既存の装置と入れ替えるように交通管理装置６を構成するようにしてもよい。この場合、第１の交通管理部１１および入力情報生成部３１は不要となり、これに代えて、車両感知器１からの情報を入力する情報入力部と、交通情報および信号制御情報を交通情報提供装置５および交通信号制御装置４にそれぞれ出力する情報出力部を設ければよい。
また、本実施形態では、交通管理装置６自身で単位エリアを決定するようにしたが、ユーザが単位エリアを決定して、ユーザにより入力された単位エリアに関する情報に基づいて単位エリアを設定する処理が交通管理装置６の単位エリア設定部３７で行われるようにしてもよい。
本発明に係る交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法は、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる効果を有し、車両感知器により取得した情報に基づいて、車両の運転者などに提供するための交通情報を生成するとともに、信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法などとして有用である。
１ 車両感知器
２ 信号制御機
３ 交通情報表示装置（交通情報板・カーナビなど）
４ 交通信号制御装置
５ 交通情報提供装置
６ 交通管理装置（交通情報生成装置）
３７ 単位エリア設定部
３９ 第１の交通状況推計部
４１ 交通情報生成部
４３ 第２の交通状況推計部
４４ 信号制御情報生成部

Claims (7)

  1. 対象エリア内に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記対象エリア内に設置された信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置であって、
    前記対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部と、
    前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部と、
    この第１の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部と、
    前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部と、
    この第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成する信号制御情報生成部と、
    を備えたことを特徴とする交通管理装置。
  2. 前記単位エリアは、境界位置に前記車両感知器が配置されて、この車両感知器により前記単位エリアに流入する交通量に関する情報を取得可能なように設定されることを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  3. 前記単位エリア設定部は、前記対象エリアにおける前記車両感知器の設置状況に関する情報、前記対象エリア内の道路網の構成に関する情報、および通情報を提供する際の単位となる提供単位区間に関する情報に基づいて、前記単位エリアを決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の交通管理装置。
  4. 前記第１の交通状況推計部は、前記車両感知器により取得した情報、前記単位エリア内の道路網の構成に関する情報、および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリア内の交通状況を推計することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の交通管理装置。
  5. 前記信号制御情報生成部は、前記第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリアにおける前記信号制御情報の最適化を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の交通管理装置。
  6. 対象エリア内に設置された車両感知器と、
    前記対象エリア内に設置された信号制御機と、
    前記車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する交通管理装置と、
    前記交通管理装置で生成された前記交通情報を車両の運転者に提供する交通情報提供装置と、
    前記交通管理装置で生成された前記信号制御情報に基づいて、前記信号制御機を制御する交通信号制御装置と、
    を備えた交通管理システムであって、
    前記交通管理装置が、
    前記対象エリア内に単位エリアを設定する単位エリア設定部と、
    前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第１の交通状況推計部と、
    この第１の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成する交通情報生成部と、
    前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計する第２の交通状況推計部と、
    この第２の交通状況推計部で取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成する信号制御情報生成部と、
    を備えたことを特徴とする交通管理システム。
  7. 対象エリア内に設置された車両感知器により取得した情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するとともに、前記対象エリア内に設置された信号制御機を制御するための信号制御情報を生成する処理を情報処理装置により行う交通管理方法であって、
    前記対象エリア内に単位エリアを設定するステップと、
    前記車両感知器により取得した情報、および前記信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記交通情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計するステップと、
    このステップで取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記対象エリア内の交通情報を生成するステップと、
    前記車両感知器により取得した情報および前記信号制御実績情報に基づいて、前記単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記信号制御情報の生成に係る交通状況を前記単位エリアごとに推計するステップと、
    このステップで取得した前記単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、前記信号制御情報を生成するステップと、
    を有することを特徴とする交通管理方法。
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