JP2017198495A - 経路探索方法および経路探索装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 迂回後の渋滞の発生を抑制可能な迂回経路を探索できる経路探索方法および経路探索装置を提供する。【解決手段】 交通管理センター50が、対象時間帯に対象地域を走行する各車両10の現在地および目的地に基づき各車両10の走行経路を探索するステップと、各車両10が対応する走行経路を通行した場合の交通流を予測するステップと、交通流の予測結果に基づき渋滞区間および高混雑エリアを特定すると共に、渋滞区間および高混雑エリアを設定するステップと、各車両10のうち対応する走行経路が回避エリアを通過する車両に対して回避エリアを迂回する迂回経路を探索するステップと、を実行する。【選択図】 図１

Description

本発明は、経路探索方法および経路探索装置

特許文献１には、車両の走行経路上で渋滞が発生する渋滞ポイントを予測し、渋滞ポイントのある道路を迂回する迂回経路を探索する技術が開示されている。

特開2015-219054号公報

渋滞ポイントのある道路を迂回する迂回経路を探索する場合、渋滞ポイントのある道路の近傍を通過し、当該道路の直下で元の走行経路と合流する経路が探索されることが多い。よって、元の走行経路および迂回経路に流入車両を分散誘導しても合流後の走行経路に当初の流入台数が集中するため、結果的に渋滞ポイントがある道路の下流で渋滞が発生するおそれがある。
本発明の目的は、迂回後の渋滞の発生を抑制可能な迂回経路を探索できる経路探索方法および経路探索装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る経路探索方法は、渋滞が発生する道路区間およびその周囲の渋滞が発生する可能性が高い道路区間を特定すると共に、両道路区間に基づき回避エリアを設定し、各車両のうち対応する走行経路が回避エリアを通過する車両に対して回避エリアを迂回する回避経路を探索する。

よって、本発明にあっては、迂回後の渋滞の発生を抑制可能な迂回経路を探索できる。

実施形態１の経路誘導装置の構成図である。 実施形態１の交通管理センター50における経路誘導処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態１の経路探索部53における迂回経路探索処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態１の車両経路配分部55における迂回経路誘導車両決定処理の流れを示すフローチャートである。 交通流予測部54で予測された、対象時間帯および対象地域の道路網における交通流を示す図である。 実施形態１の迂回経路探索作用を示す図である。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の経路誘導装置の構成図である。
実施形態１の経路誘導装置は、各車両10および交通管理センター（経路探索装置）50を有する。各車両10および交通管理センター50は、インターネットや電話回線等の通信網を介して通信を行う。
各車両10は、通信部11、表示部12、目的地設定部13、車両情報入手部14、道路地図情報データベース（以下、DBと称す。）15および自車道路選好情報DB16を有する。
通信部11は、無線により通信網と接続し、交通管理センター50と通信を行う。通信部11は、目的地および車両情報を車両IDと共に交通管理センター50に送信する。
表示部12は、例えばナビゲーション装置のタッチディスプレイであり、地図画像を表示すると共に、地図画像上に車両10の現在地（出発地）から目的地までの走行経路を重畳して表示する。地図画像上にドライバの選考情報を表示してもよい。
目的地設定部13は、車両10の目的地を設定する。目的地設定部13は、例えばナビゲーション装置のタッチディスプレイであり、ドライバの入力に基づき目的地を設定する。

車両情報入手部14は、車両情報をとりまとめる。車両情報は、車両位置や運転状態を表す情報である。車両位置は、例えばGPS受信機を用い、複数のサテライト（GPS衛星）から車両の緯度・経度を受信する。GPS受信機が車両の緯度・経度を受信できない場合には、車両の挙動からデッドレコニングにより車両位置を推定する。運転状態は、車載センサにより検出または推定される、車速、前後方向加速度、横方向加速度、車重、操舵角、アクセル開度、ブレーキ操作量等である。
道路地図情報DB15は、道路地図情報（道路属性が付与されたノード・リンクの情報）を記憶する。道路地図情報は、表示部12に地図画像を表示する際に参照される。ノードが保持する情報は、交差点の名称や信号機の有無等である。リンクが保持する情報は、リンクの種別（車道本線部分を表す「本線リンク」、高速道路などの出入口やJCTなど本線間を結ぶための「連結路リンク」、一般道の交差点の内部であることを表す「交差点内リンク」など）、道路種別、道路管理者（国・都道府県・市区町村など）、道路幅員、車線数、道路名称、道路番号（国道□線など）、交通規則（一方通行、通行禁止など）、制限速度（最高速度）等である。
自車道路選好情報DB16は、ドライバの道路に対する選考情報を記憶する。選考情報はドライバが入力してもよいし、通信網を介して外部から入手してもよい。

交通管理センター50は、通信部51、交通需要予測部52、経路探索部（迂回経路探索部）53、交通流予測部54、車両経路配分部（回避エリア設定部）55、道路地図情報DB56および走行履歴DB57を有する。
通信部51は、有線または無線により通信網と接続し、各車両10と通信を行う。通信部51は、各車両10を誘導するための走行経路を、対応する車両にそれぞれ送信する。
交通需要予測部52は、対象時間帯および対象地域における発生・流入交通量を予測する。
経路探索部53は、交通需要予測部52により予測された発生・流入交通量に基づき、各車両10の現在地から目的地に至る走行経路を探索する。経路探索部53は、各車両10の走行経路の探索後、車両経路配分部55により後述する回避エリアが設定された場合、回避エリアを通過する車両10の走行経路に対して、回避エリアを迂回する迂回経路を探索する。
交通流予測部54は、対象時間帯および対象地域において各車両10が経路探索部53により探索された走行経路上を通行した場合の交通流を予測する。
車両経路配分部55は、交通流予測部54により予測された交通流に基づき、対象時間帯および対象地域において渋滞が発生する道路区間（渋滞区間）およびその周囲の渋滞の発生する可能性が高い区間（高混雑エリア）を特定する。渋滞区間および高混雑エリアの特定方法は後述する。車両経路配分部55は、渋滞区間および高混雑エリアを特定した場合、渋滞区間および高混雑エリアにおける渋滞または混雑を回避または緩和するために、通行を回避すべき回避エリアを設定する。回避エリアは、道路網をリンクとノードで表したとき、渋滞区間のリンクと、高混雑エリアのうち渋滞区間のリンクの下流端のノード（合流地点）よりも走行方向下流側のリンクおよびノードとする。車両経路配分部55は、各車両10のうち交通流に基づき経路探索部53により探索された迂回経路に誘導する車両を決定し、各車両10に対応する走行経路または迂回経路を送信して各車両10を誘導する。
道路地図情報DB56は、道路地図情報を記憶する。道路地図情報は、経路探索部53が各車両10の走行経路や迂回経路を探索する際に参照される。
走行履歴DB57は、車両ID別に走行履歴を記憶する。
各車両10および交通管理センター50には、道路交通情報収集部60から道路交通情報（交通量や渋滞情報）から周辺の交通情報が送信される。道路交通情報収集部60は、例えば車両感知器（光ビーコン）やVICS（登録商標）局・FM多重放送である。車両感知器は、道路上に多数設置され、単位時間当たりに感知した車両の台数等を送信する。VICS局・FM多重放送は、交通量や渋滞情報を送信する。

［経路誘導処理］
図２は、実施形態１の交通管理センター50における経路誘導処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、交通需要予測部52において、対象時間帯および対象地域における交通需要の予測を行う。
ステップS2では、経路探索部53において、対象時間帯および対象地域における発生・流入車両のOD（出発地・目的地）情報に基づき、各車両10の走行経路を探索する。
ステップS3では、交通流予測部54において、対象時間帯および対象地域において、各車両10がステップS2で探索された走行経路上を通行した場合の交通流を予測する。
ステップS4では、車両経路配分部55において、ステップS3で予測された交通流の予測結果に基づき、渋滞区間および高混雑エリアを特定する。渋滞区間および高混雑エリアの特定は、混雑度を用いる。混雑度は、流入交通量を交通容量で除した指標である。実施形態１では、交通容量として、一つの車線または道路上の１断面を１時間に通過し得る自動車の最大数である「時間交通容量」を用いる。交通流から予測される混雑度が所定の渋滞判定閾値以上となる道路区間を渋滞区間とし、混雑度が渋滞判定閾値未満、かつ、混雑判定閾値（＜渋滞判定閾値）以上となる道路区間を高混雑エリアとする。なお、渋滞区間が特定されない場合は、以下のステップS5〜S7の処理は実施しない。

ステップS5では、車両経路配分部55において、ステップS4で特定された渋滞区間および高混雑エリアに基づき通行を回避すべき回避エリアを設定する。
ステップS6では、経路探索部53において、各車両10のうちステップS5で設定された回避エリアを通過する車両について、回避エリアを迂回する迂回経路を探索する迂回経路探索処理を行う。迂回経路探索処理の詳細は後述する。
ステップS7では、車両経路配分部55において、ステップS6で探索された迂回経路を評価し、迂回経路に誘導する車両を決定する迂回経路誘導車両決定処理を行う。迂回経路誘導車両決定処理の詳細は後述する。
ステップS8では、車両経路配分部55において、各車両10に対応する走行経路または迂回経路を送信し、各車両10を誘導する。

［迂回経路探索処理］
図３は、実施形態１の経路探索部53における迂回経路探索処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、ステップS5で設定された回避エリアを通過する全車両について実施する。
ステップS61では、車両の出発地または目的地が回避エリア内にあるかを判定する。YESの場合は本制御を終了し、NOの場合はステップS62へ進む。
ステップS62では、回避エリアを通過しない迂回経路を探索する。
ステップS63では、車両を迂回対象車リストに加える。

［迂回経路誘導車両決定処理］
図４は、実施形態１の車両経路配分部55における迂回経路誘導車両決定処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、ステップS63で迂回対象車リストに記載された全車両について実施する。
ステップS71では、ステップS3で予測された交通流を分析し、渋滞区間の渋滞を回避または緩和するために必要な迂回台数（迂回経路を通過させる台数）を推計する。渋滞を回避または緩和するためには、渋滞区間に流入しようとする全車両を迂回経路に誘導する必要はなく、その一部を迂回経路に誘導すればよい。その割合や台数は、道路・交通状況によって変化するため、予測された交流流に応じて迂回台数を決める。
ステップS72では、ステップS63で設定された迂回対象車リストに記載されている各車両について、迂回経路を通行する場合の評価指標を計算する。ここで評価指標は、例えばOD間の所要時間や距離、費用などであり、状況に応じて適切な指標を用いる。

ステップS73では、ステップS63で設定された迂回対象車リストに記載されている車両について、ステップS2で探索された元の走行経路を通行する場合の評価指標を計算する。
ステップS74では、ステップS73で計算された元の走行経路を通行する場合の評価指標と、ステップS72で計算された迂回経路を通行する場合の評価指標との差異を計算する。
ステップS75では、ステップS74で計算された差異に応じて迂回経路に誘導する車両を決定する。すなわち、迂回対象車リストに記載された車両のうちどの車両をステップS71で推計された迂回台数に含めるかを決定する。決定方法は任意であるが、実施形態１では、評価指標の差分が小さいものから選ぶものとする。または、評価指標の増加割合が小さいものから選んでもよい。増加割合は、迂回経路を通行する場合の評価指標から元の走行経路を通行する場合の評価指標を減じ、それを元の走行経路を通過する場合の評価指標で除した値である。

［迂回経路探索作用］
図５は、交通流予測部54で予測された、対象時間帯および対象地域の道路網における交通流を示す図である。リンクL1の途中に渋滞区間が特定されている。矢印付きの実線は、各車両A,B,Cの走行経路であり、各車両A,B,Cの走行経路はリンクL1を含む。
従来の経路誘導方法では、渋滞区間のリンクL1を迂回する迂回経路を探索する場合、目的地までの走行距離および走行時間の短縮する目的から、リンクL1に隣接するリンクL2やリンクL3を含み、リンクL1の下流端が接続するノードN1で元の走行経路と合流する迂回経路を探索することが多い。この結果、各車両A,B,Cは渋滞区間を迂回した走行経路を通行するものの、リンクL1の直下流のリンクL4で交通の集中が発生し、リンクL4に新たな渋滞が発生する可能性が高くなる。この渋滞は、渋滞区間のリンクL1の周囲に存在する、渋滞が発生する可能性が高い高混雑エリア(L4〜L16)に交通を集中させることに起因して発生する。

これに対し、実施形態１では、車両経路配分部55において、渋滞区間のリンクL1に加え、高混雑エリア（リンクL4〜L16）を特定する。続いて、車両経路配分部55は、渋滞区間のリンクL1と、高混雑エリアのうちリンクL1の走行方向下流側のリンク(L4,L12〜L17)とを回避エリアとして設定する。経路探索部53は、各車両A,B,Cが回避エリアの通行を回避するための迂回経路を探索する。図６に各車両A,B,Cの迂回経路の一例を示す。図６に示すように、各車両A,B,Cの合流地点および迂回経路と図５に示した元の走行経路との合流地点は、高混雑エリアよりも走行方向下流側の位置となる。この結果、高混雑エリアに交通が集中するのを回避でき、渋滞の発生を抑制できる。
また、実施形態１では、混雑度の評価により高混雑エリアを特定している。混雑度は交通流予測部54により予測される交通流から求められるため、高混雑エリアを混雑度で評価することにより、高混雑エリアを簡便に評価できる。

実施形態１にあっては以下の効果を奏する。
(1) 交通管理センター50が、対象時間帯に対象地域を走行する各車両10の現在地および目的地に基づき各車両10の走行経路を探索するステップと、各車両10が対応する走行経路を通行した場合の交通流を予測するステップと、交通流の予測結果に基づき渋滞区間および高混雑エリアを特定すると共に、渋滞区間および高混雑エリアを設定するステップと、各車両10のうち対応する走行経路が回避エリアを通過する車両に対して回避エリアを迂回する迂回経路を探索するステップと、を実行する。
よって、迂回後の渋滞の発生を抑制可能な迂回経路を探索できる。迂回経路および元の走行経路に各車両10を分散誘導することにより、渋滞区間および高混雑エリアに交通が集中するのを回避でき、渋滞の発生を抑制できる。

(2) 回避エリアは、渋滞区間と、高混雑エリアのうち渋滞区間よりも走行方向下流側の道路区間である。
迂回経路を通行する車両と渋滞区間を通行する車両との合流は、渋滞区間よりも下流側で行われるため、合流に伴う交通流の集中が発生する可能性が高い。一方、渋滞区間よりも上流側および渋滞区間と並列する道路区間では、合流に伴う交通流の集中が生じにくい。よって、高混雑エリアのうち渋滞区間よりも下流側のみを通行を回避すべき道路区間とすることにより、回避すべきエリアが必要最小限に抑えられ、不必要な迂回によって目的地までの走行距離や走行時間が長くなるのを抑制できる。

(3) 交通管理センター50は、対象時間帯に対象地域を走行する各車両10の現在地および目的地に基づき各車両10の走行経路を探索する経路探索部53と、各車両10が対応する走行経路を通行した場合の交通流を予測する交通流予測部54と、交通流の予測結果に基づき渋滞区間および高混雑エリアを特定すると共に、渋滞区間および高混雑エリアを設定する車両経路配分部55と、各車両10のうち対応する走行経路が回避エリアを通過する車両に対して回避エリアを迂回する迂回経路を探索する迂回経路探索部（経路探索部53）と、を備えた。
よって、迂回後の渋滞の発生を抑制可能な迂回経路を探索できる。迂回経路および元の走行経路に各車両10を分散誘導することにより、渋滞区間および高混雑エリアに交通が集中するのを回避でき、渋滞の発生を抑制できる。

〔実施形態２〕
実施形態２は、図２に示した経路誘導処理のステップS4およびステップS5の処理が実施形態１と異なる。
ステップS4では、車両経路配分部55において、ステップS3で予測された交通流の予測結果を評価し、渋滞区間およびリンク速度が低い箇所（低リンク速度エリア）を特定する。リンク速度は、リンク（リンクIDの指し示す道路）における平均車速を示すものである。
ステップS5では、車両経路配分部55において、回避エリアを設定する。回避エリアは、渋滞区間のリンクと、低リンク速度エリアのうち渋滞区間のリンクの下流端のノードよりも下流側のリンクおよびノードである。
リンク速度は混雑度と密接な関係があり、混雑度が高くなるとリンク速度は低下する。つまり、低リンク速度エリアは高混雑エリアとみなせる。よって、実施形態２にあっては、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

以上、本発明を実施するための形態を、実施形態に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、高混雑エリアのみを混雑度またはリンク速度を用いて特定し、渋滞区間については外部インフラからの交通情報（渋滞情報、交通規制情報等）や他の公知技術を用いて特定してもよい。

10 車両
11 通信部
12 表示部
13 目的地設定部
14 車両情報入手部
15 道路地図情報データベース
16 自車道路選好情報
50 交通管理センター
51 通信部
52 交通需要予測部
53 経路探索部（迂回経路探索部）
54 交通流予測部
55 車両経路配分部（回避エリア設定部）
56 道路地図情報データベース
57 走行履歴データベース
60 道路交通情報収集部

Claims (3)

1. 経路探索装置が、
   対象時間帯に対象地域を走行する各車両の現在地および目的地に基づき前記各車両の走行経路を探索するステップと、
   前記各車両が対応する走行経路を通行した場合の交通流を予測するステップと、
   前記交通流の予測結果に基づき前記対象地域で渋滞が発生する道路区間およびその周囲の渋滞が発生する可能性が高い道路区間を特定すると共に、両道路区間に基づき回避エリアを設定するステップと、
   前記各車両のうち対応する走行経路が前記回避エリアを通過する車両に対して前記回避エリアを迂回する迂回経路を探索するステップと、
   を実行することを特徴とする経路探索方法。
2. 請求項１に記載の経路探索方法において、
   前記回避エリアは、前記渋滞が発生する道路区間と、前記渋滞が発生する可能性が高い道路区間のうち前記渋滞が発生する道路区間よりも走行方向下流側の道路区間であることを特徴とする経路探索方法。
3. 対象時間帯に対象地域を走行する各車両の現在地および目的地に基づき前記各車両の走行経路を探索する経路探索部と、
   前記各車両が対応する走行経路を通行した場合の交通流を予測する交通流予測部と、
   前記交通流の予測結果に基づき前記対象地域で渋滞が発生する道路区間およびその周囲の渋滞が発生する可能性が高い道路区間を特定すると共に、両道路区間に基づき回避エリアを設定する回避エリア設定部と、
   前記各車両のうち対応する走行経路が前記回避エリアを通過する車両に対して前記回避エリアを迂回する迂回経路を探索する迂回経路探索部と、
   を備えたことを特徴とする経路探索装置。

Images