JP2021124336A - 経路探索装置、経路探索方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーに対して、より適切な経路を提供する。【解決手段】ユーザー端末と通信する経路探索装置であって、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信し、前記出発地点から前記目的地点までの経路を前記ユーザー端末に送信する通信部と、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶する記憶部と、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように、前記経路を探索する探索処理を実行する情報処理部と、を備える。【選択図】図１１

Description

本開示は、経路探索装置、経路探索方法及びコンピュータプログラムに関する。

特許文献１には、民間業者が管理する経路探索装置と、道路管理者が管理する交通情報処理装置とが協働して経路探索処理を行う技術が開示されている。特許文献１の経路探索装置では、ＶＩＣＳ情報（「ＶＩＣＳ」は、Vehicle Information and Communication Systemの略であり、（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標である。）に含まれるリンク旅行時間や渋滞情報に加えて、道路管理者により運営される交通管制センターに設けられる交通情報処理装置に含まれる工事規制や交通規制などの規制情報や、車両感知器の感知信号に基づく測定交通量を考慮したリンクコストにより経路探索処理を行う。

また、特許文献２には、目的地までの推奨経路を、リンクコストに関するコスト情報と、交通信号機が信号制御を実施した場合の周辺道路における交通量の影響についての影響情報とに基づいて探索する技術が開示されている。

特開２０１５−１１４２７１号公報 特開２０１３−１５６０５２号公報

従来、渋滞情報や規制情報等の交通状況を加味するなど、より適切な経路をユーザーに提供するための様々な取り組みがなされてきた。しかしながら、同じ経路を通る場合であっても、曜日や時間帯によって交通信号機における停止回数が多くなり、出発地点から目的地点への所要時間が長くなるという課題が生じる。

この課題の原因のひとつは、曜日や時間帯によって、信号サブエリアが異なることにある。信号サブエリアとは、交通形態の似通った交差点のグループである。交通情報処理装置は、道路の交通量や交差点の重要度に応じて、複数の交差点を複数の信号サブエリアにグループ分けし、当該信号サブエリアごとに適した信号制御パラメータを設定する。

例えば、平日の朝・夕のラッシュ時において、住宅街とオフィス街とを結ぶ信号サブエリアを設定し、当該信号サブエリア内の交通信号機のサイクル長を等しくした状態で、車両の通行がスムーズになるようにオフセットを設定する。これに対し、休日においては、住宅地と行楽地との間での車両の通行がスムーズになるように、住宅街と行楽地とを結ぶ信号サブエリアを設定する。このように、交通情報処理装置は、曜日や時間帯より、異なる信号サブエリアを設定し、交通信号機を制御する。

かかる課題に鑑み、本開示は、信号サブエリアを考慮した経路探索を行うことで、ユーザーに対してより適切な経路を提供することを目的とする。

本開示の経路探索装置は、ユーザー端末と通信する経路探索装置であって、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信し、前記出発地点から前記目的地点までの経路を前記ユーザー端末に送信する通信部と、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶する記憶部と、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように、前記経路を探索する探索処理を実行する情報処理部と、を備える、経路探索装置である。

本開示の経路探索方法は、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信するステップと、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶するステップと、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように、前記出発地点から前記目的地点までの経路を探索するステップと、前記経路を前記ユーザー端末に送信するステップと、を備える、経路探索方法である。

本開示のコンピュータプログラムは、ユーザー端末と通信する経路探索装置として、コンピュータを動作させるためのコンピュータプログラムであって、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信するステップと、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶するステップと、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように、前記出発地点から前記目的地点までの経路を探索するステップと、前記経路を前記ユーザー端末に送信するステップと、を備える、コンピュータプログラムである。

本開示によれば、ユーザーに対して、より適切な経路を提供することができる。

図１は、実施形態に係る経路探索システムの全体構成図である。 図２は、実施形態に係る経路探索装置と交通情報処理装置の機能を模式的に示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る信号サブエリア情報取得処理の順序を示すフローチャートである。 図４は、図３の灯色変化情報取得工程を説明する説明図である。 図５は、図３の灯色変化情報取得工程を説明する説明図である。 図６は、図３の交差点タイプ判定工程の詳細を示すフローチャートである。 図７は、図３の信号サブエリア予測工程を説明する説明図である。 図８は、図３の信号サブエリア予測工程を説明する説明図である。 図９は、実施形態に係る経路探索方法の順序を示すフローチャートである。 図１０は、極小ゾーンの一例を示す平面地図である。 図１１は、信号サブエリア情報を用いる経路探索処理を説明する説明図である。 図１２は、信号サブエリア情報を用いる経路探索処理を説明する説明図である。 図１３は、変形例に係る経路探索装置と交通情報処理装置の機能を模式的に示すブロック図である。

［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。

（１）本開示の経路探索装置は、ユーザー端末と通信する経路探索装置であって、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信し、前記出発地点から前記目的地点までの経路を前記ユーザー端末に送信する通信部と、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶する記憶部と、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように、前記経路を探索する探索処理を実行する情報処理部と、を備える、経路探索装置である。

信号サブエリア情報に基づく補正を行うことで、サブエリアを通過する数がより少ない経路をユーザーに提供することができる。同じ信号サブエリア内を通行する場合、信号サブエリア内において車両の通行がスムーズになるように設定されたオフセットにより、交通信号機での停止回数を少なくできる傾向がある。このため、上記のような経路を探索することで、経路中における実際の信号停止回数を少なくすることができ、より適切な経路をユーザーに提供することができる。

（２）好ましくは、前記通信部は、複数の車両から、前記交通信号機の灯色の変化に関する灯色変化情報を受信し、前記情報処理部は、前記灯色変化情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記信号サブエリア情報を更新する。

このように構成することで、道路管理者から実際の信号制御パラメータが提供されない場合であっても、複数の車両から受信される灯色変化情報に基づいて信号サブエリア情報を更新することができる。また、信号サブエリア情報を更新し、経路探索を行う時点における信号サブエリア情報を用いて経路探索処理を行うことで、曜日や時間帯の違いによって生じる旅行時間（最適経路の通行に所要する時間）のばらつきを抑制することができる。

（３）好ましくは、前記灯色変化情報は、前記車両の車載カメラにより撮像された画像中の前記交通信号機の灯色が変化する変化時刻を含み、前記情報処理部は、前記変化時刻に基づいて、サイクル長の予測値を前記交通信号機ごとに算出し、前記サイクル長の予測値に基づいて、前記信号サブエリア情報を更新する。

灯色変化情報は、車載カメラにより撮像された画像に基づいて取得される情報であるため、新たに特別なセンサを車両に追加する必要がなく、比較的容易に灯色変化情報を収集することができる。

（４）好ましくは、前記変化時刻は、前記交通信号機が赤灯から青灯へ変化する第１変化時刻を含み、前記情報処理部は、複数の前記第１変化時間の間隔に基づいて、前記サイクル長の予測値を算出し、互いに隣接し、かつ前記サイクル長の予測値が同じ複数の前記交差点を、同じ前記サブエリアに属すると判定し、判定した前記サブエリアに基づいて前記信号サブエリア情報を更新する。このように構成することで、道路管理者から実際の信号制御パラメータが提供されない場合であっても、複数の車両から提供される灯色変化情報に基づいて信号サブエリア情報を更新することができる。

（５）好ましくは、前記情報処理部は、重要交差点を起点として、複数の前記交差点が同じ前記サブエリアに属するか否かを判定する。このように構成することで、サブエリアを実際の信号サブエリアに則した判定を行うことができ、信号サブエリア情報の精度を高めることができる。

（６）前記変化時刻は、前記交通信号機が青灯から黄灯へ、又は黄灯から赤灯へ変化する第２変化時刻を含み、前記情報処理部は、前記第１変化時間と前記第２変化時間の差分に基づいて、スプリットの予測値を算出し、複数の前記交差点のうち、前記サイクル長の予測値の３倍以上の時間の中で前記スプリットの予測値が２回以上変化する前記交通信号機を含む前記交差点を、前記重要交差点であると判定する。このように構成することで、複数の車両から提供される灯色変化情報に基づいて、複数の交差点のうちから重要交差点を見出すことができる。

（７）本開示の経路探索方法は、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信するステップと、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶するステップと、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記出発地点から前記目的地点までの経路を、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように探索するステップと、前記経路をユーザー端末に送信するステップと、を備える、経路探索方法である。

信号サブエリア情報に基づく補正を行うことで、サブエリアを通過する数がより少ない経路をユーザーに提供することができる。同じ信号サブエリア内を通行する場合、信号サブエリア内において車両の通行がスムーズになるように設定されたオフセットにより、交通信号機での停止回数を少なくできる傾向がある。このため、上記のような経路を探索することで、経路中における実際の信号停止回数を少なくすることができ、より適切な経路をユーザーに提供することができる。

（８）本開示のコンピュータプログラムは、ユーザー端末と通信する経路探索装置として、コンピュータを動作させるためのコンピュータプログラムであって、出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信するステップと、それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶するステップと、前記信号サブエリア情報に基づいて、前記出発地点から前記目的地点までの経路を、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように探索するステップと、前記経路を前記ユーザー端末に送信するステップと、を備える、コンピュータプログラムである。

信号サブエリア情報に基づく補正を行うことで、サブエリアを通過する数がより少ない経路をユーザーに提供することができる。同じ信号サブエリア内を通行する場合、信号サブエリア内において車両の通行がスムーズになるように設定されたオフセットにより、交通信号機での停止回数を少なくできる傾向がある。このため、上記のような経路を探索することで、経路中における実際の信号停止回数を少なくすることができ、より適切な経路をユーザーに提供することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本開示の実施形態の詳細を説明する。
《経路探索システムの全体構成》
図１は、実施形態に係る経路探索システム１と、交通情報処理装置５を含む交通信号制御システムとを示す全体構成図である。図２は、実施形態に係る経路探索システム１と、交通情報処理装置５を含む交通信号制御システムの機能ブロック図である。

図２を参照する。経路探索システム１は、ナビゲーションセンター２に設けられた経路探索装置３と、複数のユーザー端末７とを備えている。ナビゲーションセンター２は民間業者により運営されており、経路探索装置３は民間業者により管理されている。交通信号制御システムは、交通管制センター４に設けられた交通情報処理装置５を備えている。

交通管制センター４は道路管理者により運営されており、交通情報処理装置５は道路管理者により管理されている。すなわち、経路探索装置３と交通情報処理装置５は、それぞれ異なる管理者により管理されている。本実施形態に係る経路探索装置３と交通情報処理装置５との間において、情報の授受はなされない。

経路探索装置３は、無線基地局１０及びインターネット網１１を介して、複数のユーザー端末７と通信する。経路探索装置３は、ＦＭ多重放送で配信されるＶＩＣＳ情報を道路交通情報センター（図示せず）から取得している。また、経路探索装置３は、プローブ情報と、後述の灯色変化情報とを複数の車両６にそれぞれ設けられた車載装置から取得している。

なお、「車両」とは、自動車、原動機付き自転車、軽車両及びトロリーバス等のことをいう。また、「車載装置」とは、車両６に搭載されており、車両６の搭乗者に対して目的地までの経路を案内するナビゲーション機能と、車両６の前方を撮影した画像を記憶する機能とを有するコンピュータ装置のことをいう。

本実施形態の経路探索システム１は、後述の灯色変化情報に基づいて信号サブエリア情報を取得する。そして、経路探索システム１は、ナビゲーションセンター２に予め入会した登録会員（ユーザー）に対して、信号サブエリア情報を考慮した経路探索を行って、その探索結果をユーザーに提供する。したがって、経路探索システム１によれば、ＶＩＣＳから得られるＶＩＣＳ情報（既発の渋滞情報やリンク旅行時間など）のみを考慮した経路探索よりも精度の高い探索結果を、ユーザーに提供することができる。

《ユーザー端末の構成》
ユーザー端末７は、経路探索要求の入力及び経路探索結果の出力を利用するためのアプリケーションがインストールされ、経路探索装置３と通信可能な情報機器である。ユーザー端末７としては、例えばノートパソコン、デスクトップパソコン、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末が挙げられる。なお、ユーザー端末７は、車両６に恒久的に搭載された車載装置（いわゆるナビゲーション装置）であってもよいし、車両６に一時的に搭載された携帯型の情報機器（例えば、スマートフォン）であってもよし、車両６に搭載されない情報機器（例えば、デスクトップパソコン）であってもよい。

ユーザー端末７は、入力部（例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、マイク等）と、表示部（例えば、ディスプレイ、スピーカー等）と、無線基地局１０と通信する通信部とを備えている。ユーザー端末７の入力部に所定の探索条件が入力されると、ユーザー端末７は、当該探索条件を無線基地局１０及びインターネット網１１を介して経路探索装置３に送信する。

ユーザー端末７に入力可能な探索条件は、例えば、出発地点（現在地点を含む。）や目的地点、出発時刻又は到着時刻、経由地、優先経路（一般道路優先又は有料道路優先や、距離優先又は道幅優先）等である。ユーザー端末７がＧＰＳ（Global Positioning System）受信機などの位置検出機能を有する場合、ユーザー端末７は、当該位置検出機能により検出した現在位置を出発地点として設定可能である。探索条件の設定については、後述する。

また、ユーザー端末７は、経路探索装置３から最適経路のデータを受信すると、受信した最適経路を含む道路地図を表示部に表示することにより、最適経路をユーザーに提供することができる。

《交通信号制御システムの構成》
交通管制センター４の交通情報処理装置５は、所定の管轄エリアに含まれる交通信号機１２の灯色を制御する交通信号制御システムに含まれている。当該交通信号制御システムは、交通情報処理装置５と、交通信号機１２と、交通信号制御機１３と、車両感知器１４とを有する。交通信号制御機１３は、管轄エリア内の各交差点に設置されている。

交通信号制御機１３は、電話回線等の通信回線８及びルーター９を介して、交通情報処理装置５に接続されている。また、車両感知器１４は、通信回線８を介して交通信号制御機１３に接続されている。これにより、交通情報処理装置５は、管轄エリアに含まれる交差点の交通信号制御機１３とＬＡＮ（Local Area Network）を構成している。交通情報処理装置５は、各交差点の交通信号制御機１３と双方向に通信可能である。また、複数の交通信号制御機１３は、それぞれ他の交通信号制御機１３と互いに双方向に通信可能である。

車両感知器１４は、例えば幹線道路の流入路に設置され、道路を走行する車両６の存在を１台ずつ検出する路側センサである。車両感知器１４により取得された感知信号は、通信回線８、交通信号制御機１３及びルーター９を介して、交通情報処理装置５に送信される。車両感知器１４としては、例えば、道路上に架設され直下を通行する車両６を超音波により感知する超音波式センサ、道路上に架設され車両６の通過時の温度変化から車両６の通過を感知する温度式センサ、道路に埋設され車両６の通過時のインダクタンス変化から車両６の通過を感知するループコイル等が挙げられる。

交通情報処理装置５は、車両感知器１４の感知信号に基づいて、交通状況に応じた信号制御パラメータを決定し、当該信号制御パラメータを交通信号制御機１３に送信する。信号制御パラメータは、例えばサイクル長、スプリット及びオフセットを含む。

ここで、「サイクル長」とは、交通信号機１２の１サイクルの時間のことであり、例えば、交通信号機１２の青丸灯の開始時刻から次の青丸灯の開始時刻までの時間である。「スプリット」とは、１サイクルの時間のうち、交差点を構成する各道路に割り当てられる時間（又は各道路の時間配分の割合）のことであり、例えば交通信号機１２の青丸灯の点灯が継続する時間である。「オフセット」とは、隣接する交差点間における交通信号機１２の青丸灯の開始タイミングに持たせるずれ時間（又はずれ割合）のことをいう。

交通信号機１２は、青丸灯、黄丸灯、赤丸灯及び右左折矢印灯等の信号灯器を有し、交差点等を通過する車両６へ停止指示等の信号を示す装置である。交通信号機１２は、交通信号制御機１３により点灯及び消灯が制御される。

交通信号制御機１３は、交通情報処理装置５から受信した信号制御パラメータに従って交通信号機１２の灯色の切り替えタイミング（ステップ秒数）を生成する。交通信号制御機１３は、生成した切り替えタイミングに従って、交通信号機１２に制御信号を出力する。

上記のように、交通状況に応じて交通信号機１２の灯色を制御することを「交通感応制御」と称する。交通感応制御の例として、車両感知器１４の感知信号から求めた流入交通量に基づいて、同一道路上の交通信号機１２のセットの灯色を調整する「系統制御」や、当該系統制御を道路網に拡張して行う「広域制御」が挙げられる。

《交通情報処理装置の構成》
図２を参照する。交通情報処理装置５は、コンピュータ装置３０と、通信部３１と、交通情報データベース３２と、地図データベース３３とを備えている。コンピュータ装置３０は、例えばワークステーションである。通信部３１は、通信インターフェースである。通信部３１は、通信回線８及びルーター９を介して、交通信号制御機１３及び車両感知器１４と接続されている。本実施形態において、交通情報処理装置５は、交通管制センター４内に設置されている。しかしながら、交通情報処理装置５は、道路上に設置されていてもよい。

交通情報データベース３２は、車両感知器１４からほぼリアルタイムで得られる感知信号に基づいて算出された、交差点に流入する車両６の通過台数（流入リンクの測定交通量）を記憶しているデータベースである。また、交通情報データベース３２は、交通情報を記憶してもよい。交通情報としては、例えば、道路交通情報センターから取得したＶＩＣＳ情報、プローブセンター（図示せず）から取得した車両６のプローブ情報（走行軌跡）等が挙げられる。交通情報データベース３２は、新たな交通情報を受信すると、逐次更新される。

交通情報処理装置５の地図データベース３３は、経路探索装置３における後述の地図データベース２５と同様に、「交差点データ」と「リンクデータ」とを含む道路地図データ２６を記録しているデータベースである。道路地図データ２６については、後述する。

交通情報処理装置５のコンピュータ装置３０は、記憶装置３４と、演算装置３５とを備えている。記憶装置３４は、ＨＤＤ（Hard disk drive）と、ＲＡＭ（Random access memory）と、ＲＯＭ（Read only memory）とを有し、所定のプログラムを記憶している。記憶装置３４が記憶しているプログラムは、車両感知器１４の感知信号から求まるリンク交通量に応じて、信号制御パラメータを設定する前述の系統制御や広域制御を実行するプログラムを含む。演算装置３５は、ＣＰＵ（Central processing unit）を有し、記憶装置３４からプログラムを読み出して各種の演算を実行する。

演算装置３５によりプログラムが実行されると、リンク交通量等の情報に基づいて、信号制御パラメータが取得される。取得された信号制御パラメータは、記憶装置３４に記憶される。

《経路探索装置の構成》
経路探索装置３は、コンピュータ装置２０と、通信部２２と、会員データベース２３と、交通情報データベース２４と、地図データベース２５とを有する。コンピュータ装置２０は、例えばワークステーションである。

通信部２２は、インターネット網１１を介して無線基地局１０に接続されている。ユーザー端末７も、無線通信を介して無線基地局１０に接続されているため、通信部２２は、ユーザー端末７との間で情報の送受信を行うことができる。

会員データベース２３は、経路探索システム１に登録されている会員の識別情報が記憶されているデータベースである。コンピュータ装置２０は、会員データベース２３に保存された特定の登録会員から受信した探索要求に基づいて、後述する経路探索処理（図９）を実行する。

交通情報データベース２４は、交通情報が記憶されているデータベースである。交通情報としては、例えば、道路交通情報センターから取得したＶＩＣＳ情報、プローブセンター（図示せず）から取得した車両６のプローブ情報（走行軌跡）、車両６の車載カメラにより撮影された画像に基づいて取得した灯色変化情報、当該灯色変化情報に基づいて算出した信号サブエリア情報等が挙げられる。交通情報データベース２４は、新たな交通情報を受信すると、逐次更新される。

地図データベース２５は、道路地図データ２６が記録されているデータベースである。道路地図データ２６は、「交差点データ」と、「リンクデータ」とを有する。「交差点データ」は、全国の交差点に付与された交差点ＩＤと、当該交差点の位置を対応付けたデータである。「リンクデータ」は、全国の道路に対応して付与されたリンクＬのリンクＩＤと、次の情報１）〜５）を対応付けたデータである。

１） リンクＬの始点・終点・補間点の位置
２） リンクＬの始点に接続するリンクＩＤ
３） リンクＬの終点に接続するリンクＩＤ
４） リンクＬの道路種別
５） リンクＬのリンクコストＬＣ

図１を参照する。道路地図データ２６は、ノードＮとリンクＬとを有する有向グラフを含む。ノードＮは交差点ごとに設定される。なお、交差点以外の地点（例えば道路の途中地点）にノードＮが設定されてもよい。リンクＬは、隣接するノードＮの間をつなぐように設定され、実際の道路線形と走行方向を表す。走行方向を表すために、リンクＬは指向性を有する。一方通行の道路の場合は、一方向のリンクＬのみが設定され、双方向に通行可能な道路の場合は、向きが異なる一対のリンクＬが設定される。リンクＬの道路種別としては、例えば、一般道路、有料道路等が挙げられる。

リンクコストＬＣは、特定のリンクＬと、当該リンクＬの終点に接続する他のリンクＬの組み合わせの数だけ用意されている。道路地図データ２６に記録されるリンクコストＬＣの構成要素としては、リンクＬの始点に進入してから当該リンクＬの終点を退出し、次に接続するリンクＬの始点に進入するまでに要するリンク旅行時間ＬＴを含む。

すなわち、リンク旅行時間ＬＴは、リンクＬの始点から終点までを走行するのに要する「リンク通過時間」と、当該リンクＬの終点から次のリンクＬの始点までを走行するのに要する通過時間、つまり、交差点通過に要する「交差点通過時間」とが含まれる。

リンク旅行時間ＬＴは、平日、土曜、日曜及び祝日といった日種別ごとに、現時点から１日先までの５分ごとのデータが用意されており、この５分ごとのデータは、交通情報データベース２４のＶＩＣＳ情報や、プローブセンターから取得したプローブ情報（走行軌跡）などに基づいて生成される。また、道路地図データ２６に記録されるリンクコストＬＣの構成要素としては、リンクＬの始点・終端間の距離（リンクの距離ＬＤ）も含まれている。

図２を参照する。経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、記憶装置２７と、演算装置２８（情報処理部）とを備えている。記憶装置２７は、ＨＤＤ（Hard disk drive）と、ＲＡＭ（Random access memory）と、ＲＯＭ（Read only memory）とを有する。記憶装置２７には、各種のコンピュータプログラムが記憶されている。

コンピュータプログラムは、信号サブエリア情報取得プログラムを有する。信号サブエリア情報取得プログラムは、灯色変化情報に基づいて信号サブエリア情報を算出する処理（図３のステップＳＴ１１〜ＳＴ１４）を実行するプログラムである。

また、コンピュータプログラムは、地点変換プログラムと、経路探索プログラムとを有する。地点変換プログラムは、ユーザーが設定した探索要求に含まれる出発地点及び目的地点の位置情報（以下、「ＯＤ情報」ともいう。）を、極小ゾーンの代表地点に変換する処理（図９のステップＳＴ２２）を実行するプログラムである。

経路探索プログラムは、車両６が出発地点から目的地点まで走行する場合の通行コスト（リンクコストＬＣの累計）が最小となる経路を探索する処理（図９のステップＳＴ２３）を、所定の探索アルゴリズムを用いて実行するプログラムである。交通情報データベース２４に記憶されている信号サブエリア情報は、上記の経路探索プログラムを実行する際に、リンクコストＬＣの累計を補正する値として加味される。これらの処理の詳細は、後述する。

演算装置２８は、ＣＰＵ（Central processing unit）を有し、記憶装置２７からコンピュータプログラムを読み出して各種の演算を実行する。演算装置２８は、例えばダイクストラ法やポテンシャル法による探索アルゴリズムにより、通行コスト（リンクコストＬＣの累計）が最小となる経路を探索する。ダイクストラ法は、開始リンクから中間リンクのツリーを構成して行くに当たり、ある中間リンクから他の中間リンクに分岐する場合に、分岐後の中間リンクを含む経路コスト（開始リンクから分岐後の中間リンクまでのリンクコストＬＣの累計）の大小を比較し、この経路コストの小さい順に並べ変えるとともに、その経路コストの小さい中間リンクから更に探索を続けて行く探索アルゴリズムである。

《信号サブエリア予測処理の内容》
図３は、本実施形態に係る信号サブエリア情報取得処理の順序を示すフローチャートである。ここで、「信号サブエリア」は、交通形態の似通った交差点のグループである。同じ信号サブエリアに属する交差点の交通信号機１２は、同じサイクル長又は類似するサイクル長により制御される。信号サブエリアは、それぞれの交通信号機１２を制御する信号制御パラメータの変化に応じて、変化する。

信号制御パラメータに関する情報は、交通情報処理装置５に記憶されており、本実施形態において当該情報は民間業者が管理する経路探索装置３には直接提供されることはない。このため、本実施形態では、複数の車両６の車載カメラにより取得される灯色変化情報に基づいて、信号制御パラメータの予測値を算出する。そして、当該予測値に基づいて、信号サブエリアを予測することで信号サブエリア情報を取得する。

信号サブエリア情報取得処理が開始されると、はじめに、経路探索装置３は複数の車両６から灯色変化情報を取得する灯色変化情報取得工程ＳＴ１１を実行する。図２に示すように、経路探索装置３は複数の車両６と無線基地局１０及びインターネット網１１を介して通信する。そして、経路探索装置３は、複数の車両６にそれぞれ搭載された車載カメラの画像から、交通信号機１２の位置と、交通信号機１２の灯色が変化する時刻とを含む灯色変化情報を取得する。

灯色変化情報は、赤丸灯から青丸灯へ変化する時刻を含む第１灯色変化情報と、青丸灯から黄丸灯（又は黄丸灯から赤丸灯）へ変化する時刻を含む第２灯色変化情報と、を有する。

図４は、灯色変化情報取得工程ＳＴ１１のうち、第１灯色変化情報を取得する工程を説明する説明図である。図４中の（ａ）は、車両６の車載カメラの画像に、交差点Ｊ１と、赤丸灯が点灯している交通信号機１２とが写っている様子を示している。車両６は、交差点Ｊ１において交通信号機１２の停止指示により停止しており、その際に、図４中の（ａ）の画像を撮像している。その後、図４中の（ｂ）に示すように、車両６の車載カメラの画像には、交通信号機１２が赤丸灯から青丸灯へ変化する様子が写される。

車両６の車載装置は、車載カメラの画像が図４中の（ａ）から（ｂ）に変化する時刻を、交通信号機１２が赤丸灯から青丸灯へ変化する第１変化時刻として取得する。また、車両６の車載装置は、ＧＰＳ機能及びプローブ情報に基づいて交通信号機１２の位置情報を取得する。そして、車両６の車載装置は、第１変化時刻と、交通信号機１２の位置情報と、を含む第１灯色変化情報を経路探索装置３へ送信する。

図５は、灯色変化情報取得工程ＳＴ１１のうち、第２灯色変化情報を取得する工程を説明する説明図である。図５中の（ａ）は、車両６の車載カメラの画像に、交差点Ｊ１と、青丸灯が点灯している交通信号機１２とが写っている様子を示している。その後、図５中の（ｂ）に示すように、車両６の車載カメラの画像には、交通信号機１２が青丸灯から黄丸灯へ変化する様子が写される。

車両６の車載装置は、車載カメラの画像が図５中の（ａ）から（ｂ）に変化する時刻を、交通信号機１２が青丸灯から黄丸灯へ変化する第２変化時刻として取得する。また、車両６の車載装置は、ＧＰＳ機能及びプローブ情報に基づいて交通信号機１２の位置情報を取得する。そして、車両６の車載装置は、第２変化時刻と、交通信号機１２の位置情報と、を含む第２灯色変化情報を経路探索装置３へ送信する。

経路探索装置３は、複数の車両６から、それぞれ複数の灯色変化情報を受信する。受信した灯色変化情報は、交通情報データベース２４（記憶部）に記憶される。以上により、灯色変化情報取得工程ＳＴ１１が終了する。なお、上記の例に代えて、交通信号機１２が黄丸灯から赤丸灯へ変化する時刻を、第２変化時刻として取得するようにしてもよい。

図３を参照する。次に、経路探索装置３は、交通情報データベース２４に記憶されている灯色変化情報に基づいて、交通信号機１２ごとに信号制御パラメータの予測値を算出する信号制御予測値算出工程ＳＴ１２を実行する。

本実施形態に係る信号制御パラメータの予測値は、サイクル長の予測値と、スプリットの予測値とを有する。サイクル長は、交通信号機の青開始時刻から次の青開始時刻までの１サイクルの時間であるから、サイクル長の予測値は、複数の第１変化時刻（すなわち、青開始時刻）の間隔から算出される。例えば、交差点Ｊ１の所定の交通信号機１２において、複数の車両６から、複数の第１変化時刻（例えば、９時００分００秒と、９時０２分３０秒）が取得された場合、これら複数の第１変化時刻の間隔（１５０秒）を、サイクル長の予測値として算出する。算出されたサイクル長の予測値は、交通情報データベース２４に記憶される。

また、スプリットは、１サイクルの時間のうち、交差点を構成する各道路に割り当てられる時間であり、例えば、所定の交通信号機１２における青時間の秒数である。このため、スプリットの予測値は、第１変化時刻（青開始時刻）と第２変化時刻（青終了時刻）の差分から算出される。例えば、交差点Ｊ１の所定の交通信号機１２において、複数の車両６から、第１変化時刻（例えば、９時００分００秒）と、第２変化時刻（例えば、９時０１分００秒）が取得された場合、第１変化時刻と第２変化時刻の差分（６０秒）を、スプリットの予測値として算出する。算出されたスプリットの予測値は、交通情報データベース２４に記憶される。以上のように、交通信号機１２ごとに信号制御パラメータの予測値を算出すると、信号制御予測値算出工程ＳＴ１２が終了する。

次に、経路探索装置３は、交通情報データベース２４に記憶されている信号制御パラメータの予測値に基づいて、交差点ごとに信号制御のタイプを判定する交差点タイプ判定工程ＳＴ１３を実行する。交差点タイプ判定工程ＳＴ１３では、例えば算出する時点から過去に遡って所定の時間分（例えば、２時間分）の複数の信号制御パラメータの予測値を用いて、信号制御のタイプを判定する。

図６は、交差点タイプ判定工程ＳＴ１３のサブルーチンを示すフローチャートである。本実施形態に係る信号制御は、第１〜第４タイプの４種類のタイプを有する。第１タイプは、所定の入力が生じた場合にのみ、灯色変化を生じさせる信号制御を行うタイプである。第１タイプは、歩行者により押ボタンが押されたときにのみ灯色変化が生じる押ボタン式信号制御と、車両感知器により車両が感知されたときにのみ灯色変化が生じるリコール信号制御とを含む。

第１タイプは、所定の入力が生じるまで、延々と青丸灯の点灯（又は、黄丸灯の点滅）が続く。このため、交差点タイプ判定工程ＳＴ１３が開始されると、はじめに、所定の交通信号機１２において、複数のサイクル長の予測値の中に、所定の第１時間Ｔ１以上となる時間が含まれるか否かを判定する（ステップＳＴ１３１）。

第１時間Ｔ１は、一般的なサイクル長（例えば、１２０秒、１５０秒）よりも十分に長い時間（サイクル長の２〜５倍）であり、例えば３００秒（サイクル長１５０秒の２倍）である。サイクル長の予測値に１個でも第１時間Ｔ１以上となる場合が含まれれば（ステップＳＴ１３１のＹＥＳ）、当該交差点の信号制御のタイプを第１タイプと判定する（ステップＳＴ１３２）。サイクル長の予測値に第１時間Ｔ１以上となる場合が含まれない場合（ステップＳＴ１３１のＮＯ）、第２タイプの判定（ステップＳＴ１３３）に進む。

なお、ステップＳＴ１３１において、サイクル長の予測値に代えて、スプリットの予測値により比較を行ってもよい。この場合、一般的なスプリット（例えば、１００秒）よりも十分に長い時間（例えば、２００秒）を第１時間Ｔ１としてもよい。また、灯色変化情報取得工程ＳＴ１１において、黄丸灯の点滅が続く交通信号機１２の画像が取得された場合、ステップＳＴ１３１において当該交通信号機１２の信号制御を第１タイプと判定してもよい。

第２タイプは、交通量の変化にかかわらず、一定のサイクル長及びスプリットにより灯色変化を生じさせる信号制御を行うタイプ（定周期交差点）である。第２タイプは、サイクル長及びスプリットが全く変わらない信号制御のほか、平日と休日、早朝、通勤時間、昼、夕方、夜といった比較的長時間（例えば、１時間）の時間帯ごとに、サイクル長及びスプリットの少なくとも一方を異ならせる信号制御も含む。

第２タイプは、所定の第２時間Ｔ２（例えば、３０分以上２時間以下であり、より具体的には、１時間）の間、一定のサイクル長及びスプリットが続く。このため、所定の交通信号機１２において、第２時間Ｔ２内に含まれる複数のスプリットの予測値（すなわち、青時間）が全て同じ値となるか否かを判定する（ステップＳＴ１３３）。換言すれば、ステップＳＴ１３３では、スプリットの予測値が一定値のまま変化しない時間（不変時間）が第２時間Ｔ２以上続くか否かを判定する。そして、第２時間Ｔ２内に含まれる複数のスプリットの予測値が全て同じ値である場合（ステップＳＴ１３３のＹＥＳ）、当該交差点の信号制御のタイプを第２タイプと判定する（ステップＳＴ１３４）。第２時間Ｔ２内に含まれる複数のスプリットの予測値に、互いに異なる値が１個以上含まれる場合（ステップＳＴ１３３のＮＯ）、第３タイプ又は第４タイプの判定（ステップＳＴ１３５）に進む。

なお、ステップＳＴ１３３において、スプリットの予測値に代えて、サイクル長の予測値により比較を行ってもよい。この場合、第２時間Ｔ２内に含まれる複数のサイクル長の予測値が全て同じ値となるか否かを判定する。

第３タイプは、車両感知器１４により実測された交通量の変化に応じて、又は過去の交通量の変化に基づく予測交通量に応じて、第２タイプよりも短い時間間隔でスプリットを変更する信号制御を行うタイプ（一般集中交差点）である。第３タイプは、第２タイプの信号制御を行う交差点よりも車両の流入量が多い交差点で用いられる場合が多い。このため、第２タイプよりもスプリットの予測値の不変時間が短い場合、第３タイプに該当する可能性がある。

第４タイプは、サイクルごとにスプリットが変化するタイプ（重要交差点）である。第４タイプの信号制御を行う交差点は、例えば、交通渋滞が発生しやすい等の事情によりリアルタイムの交通状況を信号制御に反映させる必要性が高い交差点である。具体的には、車両の流入量が極めて多い交差点や、車両の流入量の増減幅が大きい交差点などが挙げられる。

第３タイプ又は第４タイプの判定（ステップＳＴ１３５）では、スプリットの予測値（青時間）がサイクルごとに変化する場合があるか否かを判定する。例えば、過去２時間分に含まれる複数のスプリットの予測値について、第３時間Ｔ３内にスプリットの予測値が所定回数Ｔ４以上変化する場合があるか否かを判定する。そして、所定回数Ｔ４以上変化する場合（ステップＳＴ１３５のＹＥＳ）、第４タイプと判定し（ステップＳＴ１３７）、スプリットの予測値の変化が所定回数Ｔ４未満の場合（ステップＳＴ１３５のＮＯ）、第３タイプと判定する（ステップＳＴ１３６）。

第３時間Ｔ３は、例えばサイクル長の３倍以上（例えば、注目する交通信号機１２のサイクル長が１５０秒の場合、４５０秒以上）である。第３時間Ｔ３は、第３タイプのスプリット変更を行う時間間隔以下（例えば、１５分以下）の時間であってもよいし、当該時間間隔よりも長い時間であってもよい。所定回数Ｔ４は、例えば２回である。第３時間Ｔ３がサイクル長の３倍の場合、３サイクル内にスプリットの予測値が２回変化するパターンが過去２時間のうちに１回でも存在すれば、第４タイプであると判定する。第３時間Ｔ３が第３タイプのスプリット変更を行う時間間隔よりも長い場合、所定回数Ｔ４を３回以上に設定する。

以上により、交差点ごとに信号制御のタイプを判定する。その後、判定したタイプを交通情報データベース２４に記憶させると、交差点タイプ判定工程ＳＴ１３が終了する。

図３を参照する。次に、経路探索装置３は、信号サブエリア予測工程ＳＴ１４を実行する。信号サブエリア予測工程ＳＴ１４は、信号制御予測値算出工程ＳＴ１２にて算出した信号制御パラメータの予測値と、交差点タイプ判定工程ＳＴ１３にて判定した交差点タイプとに基づいて、信号サブエリアを予測する。

図７及び図８は、信号サブエリア予測工程ＳＴ１４の様子を示す説明図である。信号サブエリア予測工程ＳＴ１４は、サブエリア単位予測工程と、サブエリア結合工程とを有する。図７は、サブエリア単位予測工程の様子を説明し、図８はサブエリア結合工程の様子を説明する。

図７を参照する。図７には、２０個の交差点Ｊｉ（ｉ＝０１〜２０）と、それぞれの交差点Ｊｉのタイプを示している。説明の簡単のため、以降の説明では、第３タイプ及び第４タイプのみを考慮する。図７中において、クロスハッチングが付された交差点Ｊｘ（ｘ＝０１、０４、０５、０８、１４、１７、２０）は、第４タイプの信号制御であると判定された交差点である。図７中において、ハッチングが付された交差点Ｊｙ（ｙ＝０２、０３、０６、０７、０９〜１３、１５、１６、１８、１９）は、第３タイプの信号制御であると判定された交差点である。

信号サブエリア予測工程ＳＴ１４が実行されると、はじめにサブエリア単位予測工程が実行される。ここで、「サブエリア単位」とは、同じサイクル長の予測値を有する交差点のグループである。本工程では、まず、第４タイプと判定された交差点Ｊｘに注目する。そして、注目する交差点Ｊｘと隣接する交差点Ｊｘ又はＪｙのサイクル長の予測値が、注目する交差点Ｊｘのサイクル長の予測値と同じ場合には、これらの交差点Ｊｘ、Ｊｙを同じサブエリア単位であると判定する。次に、サブエリア単位に新たに組み入れた交差点Ｊｘ又はＪｙと隣接する交差点Ｊｘ又はＪｙのサイクル長の予測値が、当該サブエリア単位に含まれる交差点Ｊｘ、Ｊｙのサイクル長の予測値と同じ場合には、これらの交差点Ｊｘ、Ｊｙを当該サブエリア単位に組み込む。このように、複数の交差点Ｊｘ、Ｊｙのうち、互いに隣接し、かつ同じサイクル長の予測値を有するグループを、それぞれ同じサブエリア単位と判定する。

例えば、図７中に示すように、第４タイプと判定された交差点Ｊ０１に注目する。そして、交差点Ｊ０１と隣接する交差点Ｊ０２、Ｊ０６のサイクル長の予測値が、交差点Ｊ０１のサイクル長の予測値と同じか否かを判定する。例えば、交差点Ｊ０１と交差点Ｊ０２のサイクル長の予測値が同じ場合、これら交差点Ｊ０１、Ｊ０２を同じサブエリア単位Ｓｂ１であると判定する。交差点Ｊ０１と交差点Ｊ０６のサイクル長の予測値が異なる場合、交差点Ｊ０６はサブエリア単位Ｓｂ１には組み込まれない。続いて、交差点Ｊ０２と隣接する交差点Ｊ０３、Ｊ０７のサイクル長の予測値が、交差点Ｊ０２のサイクル長の予測値と同じか否かを判定する。そして、交差点Ｊ０２と交差点Ｊ０３のサイクル長の予測値が同じ場合、交差点Ｊ０３はサブエリア単位Ｓｂ１に組み込まれる。

以上のように各交差点Ｊｉのサブエリア単位を判定した結果、図７に示すように複数のサブエリア単位Ｓｂｊ（ｊは任意の整数である。図７中において、ｊ＝１〜７。）が予測される。例えば、サブエリア単位Ｓｂ２には、交差点Ｊ０４、Ｊ０９が含まれる。互いに隣接するサブエリア単位Ｓｂｊは、それぞれ異なるサイクル長の予測値を有する。例えば、サブエリア単位Ｓｂ２の交差点Ｊ０４のサイクル長の予測値と、サブエリア単位Ｓｂ３の交差点Ｊ０５のサイクル長の予測値は、異なる。以上により、サブエリア単位予測工程が終了する。

サブエリア単位予測工程では、第４タイプ（重要交差点）と判定された交差点Ｊｘを起点として、複数の交差点Ｊｉが同じサブエリア単位Ｓｂｊに属するか否かを判定する。ここで、実際の信号サブエリアも、重要交差点を起点として設定されることが多い。このため、実際の信号サブエリアに則した判定を行うことができ、信号サブエリア情報の精度を高めることができる。

図８を参照する。次に、サブエリア結合工程が実行される。サブエリア結合工程では、互いに隣接するサブエリア単位Ｓｂｊの間で、サイクル長の予測値が近い場合に、これらのサブエリア単位Ｓｂｊを結合して、１つのサブエリア単位とする。例えば、隣接するサブエリア単位Ｓｂｊ間のサイクル長の予測値の差分が、所定時間Ｔ５以下の場合に、これらのサブエリア単位Ｓｂｊを結合する。所定時間Ｔ５は、例えばサイクル長の予測値の１〜５％の時間である。例えば、サイクル長の予測値が１５０秒のとき、所定時間Ｔ５を５秒としてもよい。

例えば、図７において、サブエリア単位Ｓｂ２におけるサイクル長の予測値が１５０秒であり、サブエリア単位Ｓｂ５におけるサイクル長の予測値が１５５秒であり、所定時間Ｔ５が５秒である場合、サブエリア単位Ｓｂ２、Ｓｂ５間のサイクル長の予測値の差分（５秒）は所定時間Ｔ５以下であるため、これらのサブエリア単位Ｓｂ２、Ｓｂ５を結合して、図８に示すように、１つのサブエリア単位Ｓｂ８とする。図８には、同様に、図７のサブエリア単位Ｓｂ６、Ｓｂ７を結合して、新たなサブエリア単位Ｓｂ９とする例も示している。以上により、全てのサブエリア単位Ｓｂｊについて、隣接するサブエリア単位Ｓｂｊとのサイクル長の予測値の比較と、サブエリア単位Ｓｂｊ同士の結合が行われると、結合後のサブエリア単位を交通情報データベース２４に記憶して、サブエリア結合工程が終了する。以下、結合後のサブエリア単位のことを、単に「サブエリア」と称する。

以上により、信号サブエリアを予測する信号サブエリア予測工程ＳＴ１４が終了する。交通情報データベース２４には、信号サブエリアの予測情報である「信号サブエリア情報」が記憶される。信号サブエリア情報には、複数の交差点と、当該交差点が属するサブエリアとを対応付けした情報（例えば、テーブルデータ）が含まれる。なお、信号サブエリア情報は、地図データベース２５に記憶されてもよい。

信号サブエリアは、時間帯（朝、昼、夜等）や曜日（平日、土日祝日等）により異なる場合がある。このため、経路探索装置３は、図３に示す信号サブエリア予測処理を適宜実行し、交通情報データベース２４に記憶されている信号サブエリア情報を適宜更新する。

《経路探索処理の内容》
図９は、経路探索システム１が実行する、経路探索処理等の順序を示すフローチャートである。図２に示すように、経路探索装置３は複数のユーザー端末７から経路探索に関する要求（探索要求）を受け付ける。そして、経路探索装置３は、複数の探索要求のそれぞれに対して、信号サブエリア情報を加味して経路探索処理を行い、最適経路を取得する。経路探索装置３は、探索した最適経路をそれぞれのユーザー端末７へ送信する。

本実施形態の経路探索システム１では、はじめに、ユーザー端末７が、ナビゲーションセンター２の登録会員であるユーザーによる経路探索の条件設定を受け付ける（ステップＳＴ２１）。探索要求には、出発地点及び目的地点と、出発時刻又は到着時刻と、に関する情報が含まれる。探索要求には、他に経由地点や、優先道路（一般道路優先、有料道路優先等）に関する情報が含まれていてもよい。探索要求は、無線基地局１０及びインターネット網１１を経由して経路探索装置３へ送信される。

経路探索装置３が探索要求を受信すると、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、受信した探索要求に含まれるＯＤ情報を、予め設定された「極小ゾーン」に対応する代表地点に変換する（ステップＳＴ２２）。

経路探索システム１において、「極小ゾーン」とは、例えば、パーソントリップ調査における「小ゾーン」を更に分割するように設定された所定のエリア単位のことをいう。経路探索装置３の地図データベース２５（図２参照）には、道路地図データ２６に加えて、極小ゾーンとその内部に含まれる代表地点が予め記録されている。パーソントリップ調査の小ゾーンは、夜間人口で１５０００人を目安とするエリア単位のことをいい、人口が密集する都会では概ね２ｋｍ四方のエリアとなる。

極小ゾーンは、かかる小ゾーンを更に分割して定義したものであり、例えば大きさで特定すると、約１ｋｍ四方のエリア単位となり、時間で特定すると、時速３０ｋｍ／ｈを基準として約２分のエリア単位となる。

図１０は、極小ゾーンＺｎ（ｎ＝１〜１１）の一例を示す平面地図である。図１０に示すように、各極小ゾーンＺｎの内部には、道路の交差点位置に対応する代表地点Ｐｎ（ｎ＝１〜１１）が予め定義されている。代表地点Ｐｎは、極小ゾーンＺｎの内部にある幹線道路の交差点（例えば、重要交差点）の位置に対応している。

ここで、経路探索装置３によるＯＤ情報の変換処理（図９のステップＳＴ２２）は、ユーザーからの探索要求に含まれる実際のＯＤ情報を、極小ゾーンＺｎに対応する近隣の代表地点Ｐｎに変換することによって行われる。すなわち、図１０に示すように、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、探索要求に含まれる出発地点ＯＲ１と目的地点ＤＥ１がそれぞれどの極小ゾーンＺｎに含まれているかを判定し、各地点ＯＲ１、ＤＥ１を対応する極小ゾーンＺｎの代表地点Ｐｎに置き換える。

例えば、出発地点ＯＲ１が極小ゾーンＺ６に含まれ、目的地点ＤＥ１が極小ゾーンＺ５に含まれている場合には、コンピュータ装置２０は、出発地点ＯＲ１を極小ゾーンＺ６の代表地点Ｐ６に変換し、目的地点ＤＥ１を極小ゾーンＺ５の代表地点Ｐ５に変換する。なお、極小ゾーンは、１ｋｍ四方のエリア単位よりも小さいエリア単位であってもよい。また、探索要求に含まれるＯＤ情報を極小ゾーンＺｎの代表地点Ｐｎに変換せずに、当該ＯＤ情報をそのまま用いて後述の経路探索処理（ステップＳＴ２３）を実行してもよい。

図９を参照する。経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、探索要求に基づいてＯＤ情報の変換処理を実行すると、次に、変換後のＯＤ情報を出発地点及び目的地点として、経路探索処理を実行する（ステップＳＴ２３）。

具体的には、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、変換後の出発地点（図１０の地点Ｐ６）に最も近いリンク又はノードを探索開始リンクとし、変換後の目的地点（図１０の地点Ｐ５）に最も近いリンクを探索終了リンクとして、前述のリンクデータの中から、探索開始リンクから探索終了リンクまでを含むネットワークデータを、地図データベース２５から取得する。次に、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、取得したネットワークデータに対して前述の探索アルゴリズムを実行する。

すなわち、コンピュータ装置２０は、探索開始リンクから探索終了リンクに至るリンクを順次加算してリンクのツリーを構成して行き、探索終了リンクに至るツリーの中で、次の式（１）により表される「リンクコストＬＣ」の累計Ｓ１が少ない経路を、ダイクストラ法やポテンシャル法による経路探索ロジックにより求める。

ＬＣ＝（ａ×ＬＴ）＋（ｂ×ＬＤ） ・・・（１）

式（１）において、ＬＣは「リンクコスト」であり、ＬＴは「リンク旅行時間」であり、ＬＤは「リンクの距離」である。また、ａ、ｂは、ルート計算種別及びユーザーごとに設定可能な係数である。上記の式（１）は、さらに道路種別及び通行料金をリンクコストＬＣとして計上してもよい。

次に、次の式（２）に示すように、リンクコストＬＣの累計Ｓ１に、信号サブエリア情報に基づく補正値Ｘ１を加えることで、リンクコストＬＣの累計補正値Ｓ２を算出する。

Ｓ２＝（ｃ×Ｓ１）＋（ｄ×Ｘ１） ・・・（２）

ここで、ｃ、ｄは、適宜設定される係数である。また、補正値Ｘ１は、経路中において、サブエリアＳｂｊをまたぐ回数である。なお、補正値Ｘ１は、経路中に含まれるサブエリアＳｂｊの個数であってもよい。

例えば、上記の経路探索ロジックにより、複数の経路（例えば、リンクコストＬＣの累計が最も少ない経路から１０番目に少ない経路を含む１０個の経路）を求める。そして、これら複数の経路のそれぞれについて、信号サブエリア情報の補正値Ｘ１を算出する。複数の経路のそれぞれについて、式（２）に示すように、リンクコストＬＣの累計Ｓ１を含む項に、補正値Ｘ１を含む項を加算し、リンクコストＬＣの累計補正値Ｓ２を算出する。すなわち、信号サブエリア情報に基づいて、経路中において通過するサブエリアＳｂｊの数が少ないほど、累計補正値Ｓ２が少なくなるように、リンクコストＬＣの累計Ｓ１を補正値Ｘ１により補正する。以上により、複数の経路から、累計補正値Ｓ２が最も少ない経路を求める。

ここで、本実施形態において、式（１）及び式（２）を用いた経路探索処理により求められた最小コスト経路（すなわち、累計補正値Ｓ２が最も少ない経路）を、「最適経路」と称する。最適経路は、信号サブエリア情報に基づいて算出される補正値Ｘ１を加味した経路であるため、必ずしも最短距離となる経路とは一致しない。

図１１及び図１２は、本実施形態に係る経路探索処理を行った結果得られる最適経路について説明する説明図である。図１１は、図８と同じ交差点Ｊｉについて、交差点Ｊ１６付近を出発地点ＯＲ１、交差点Ｊ０５付近を目的地点ＤＥ１とする探索要求に基づいて経路探索処理を行った結果、最適経路として経路ＲＴ１が得られた様子を示している。ここで、図１１では、ステップＳＴ２２の地点変換処理により、出発地点ＯＲ１は地点Ｐ６に、目的地点ＤＥ１は地点Ｐ５に、それぞれ変換されている。

ここで、全ての交差点Ｊｉ間におけるリンクコストＬＣが等しい場合を仮定すると、経路ＲＴ１（交差点Ｊ１６〜Ｊ２０、Ｊ１５、Ｊ１０及びＪ０５を通る経路）のリンクコストＬＣの累計Ｓ１は、例えば交差点Ｊ１６、Ｊ１１、Ｊ０６及びＪ０１〜Ｊ０５を通る経路ＲＴ２のリンクコストＬＣの累計Ｓ１と等しくなる。このため、式（２）を考慮しない場合、これらの両経路のいずれも最適経路となる可能性がある。この場合、経路ＲＴ１、ＲＴ２のいずれを最適経路とするかは、経路探索ロジックの内容に依存する。

ここで、経路ＲＴ１の補正値Ｘ１は、サブエリアをＳｂ９とＳｂ３の間で１回またぐため、Ｘ１＝１となる。また、経路ＲＴ２の補正値Ｘ１は、サブエリアをＳｂ９とＳｂ８の間、Ｓｂ８とＳｂ４の間、Ｓｂ４とＳｂ１の間、Ｓｂ１とＳｂ８の間、Ｓｂ８とＳｂ３の間で、５回またぐため、Ｘ１＝５となる。このため、式（２）を考慮する場合、経路ＲＴ１の累計補正値Ｓ２の方が経路ＲＴ２の累計補正値Ｓ２よりも小さくなり、経路ＲＴ１が最適経路となる。

以上のように、信号サブエリア情報に基づく補正を行うことで、サブエリアを通過する数がより少ない経路を最適経路に選ぶことができる。同じ信号サブエリア内を通行する場合、信号サブエリア内において車両６の通行がスムーズになるように設定されたオフセット（「優先オフセット」ともいう。）により、交通信号機１２での停止回数を少なくできる傾向がある。このため、上記のような最適経路を選ぶことで、経路中における実際の信号停止回数を少なくすることができ、より適切な経路をユーザーに提供することができる。

また、本実施形態に係る信号サブエリア情報は、複数の車両６から提供される灯色変化情報に基づいて取得される。このため、道路管理者から実際の信号制御パラメータが提供されない場合であっても、信号サブエリア情報を更新することができる。特に、灯色変化情報は、車両６に搭載されている車載カメラにより撮像された画像に基づいて取得される情報であるため、新たに特別なセンサを車両６に追加する必要がなく、比較的容易に灯色変化情報を収集することができる。

ここで、信号サブエリアは時間帯や曜日によって、又は車両感知器１４による感知信号によって変化する。このため、信号サブエリア情報取得処理（図３）により取得され、交通情報データベース２４に記憶される信号サブエリア情報も、時々刻々と変化する。図１２は、図１１と同じ複数の交差点Ｊｉにおいて、図１１とは異なる信号サブエリア情報に基づいて経路探索処理を行った結果、最適経路として経路ＲＴ３が得られた様子を示している。経路ＲＴ３は、交差点Ｊ１６〜Ｊ１９、Ｊ１４、Ｊ０９、Ｊ０４及びＪ０５を通る経路である。

図１２のサブエリアＳｂ１０〜Ｓｂ１５は、それぞれ以下に示す交差点Ｊｉを含む。
サブエリアＳｂ１０：交差点Ｊ０１、Ｊ０２
サブエリアＳｂ１１：交差点Ｊ０３〜Ｊ０５
サブエリアＳｂ１２：交差点Ｊ０６〜Ｊ０８
サブエリアＳｂ１３：交差点Ｊ１１〜Ｊ１３
サブエリアＳｂ１４：交差点Ｊ０９、Ｊ１４、Ｊ１６〜Ｊ１９
サブエリアＳｂ１５：交差点Ｊ１０、Ｊ１５、Ｊ２０

図１２の場合、経路ＲＴ１の補正値Ｘ１は、サブエリアをＳｂ１４とＳｂ１５の間、Ｓｂ１５とＳｂ１１の間で２回またぐため、Ｘ１＝２となる。すなわち、同じ経路ＲＴ１であっても、信号サブエリア情報により、補正値Ｘ１が異なる場合がある。また、経路ＲＴ３の補正値Ｘ１は、サブエリアをＳｂ１４とＳｂ１１の間で１回またぐため、Ｘ１＝１となる。このため、図１１の例とは異なり、図１２の場合には経路ＲＴ３が最適経路となる。

このように、信号サブエリア情報を随時更新し、経路探索を行う時点におけるリアルタイムでの信号サブエリア情報を用いて経路探索処理を行うことで、曜日や時間帯の違いによって生じる旅行時間（最適経路の通行に所要する時間）のばらつきを抑制することができる。

ここで、上記の経路探索処理では、車両６のＯＤ情報として、極小ゾーンＺｎの代表地点Ｐｎ（図１０の地点Ｐ６と地点Ｐ５）を使用している。しかし、代表地点Ｐ６、Ｐ５は、ユーザーの探索要求に含まれる実際のＯＤ情報（図１０の出発地点ＯＲ１と目的地点ＤＥ１）とは異なる。そこで、経路探索処理（ステップＳＴ２３）には、代表地点Ｐ６、Ｐ５間の経路を探索する経路探索処理に加えて、代表地点Ｐ６、Ｐ５からそれぞれ実際の出発地点ＯＲ１又は目的地点ＤＥ１に至るまでの、ゾーン内経路を求める経路探索処理が含まれる。

前述の通り、本実施形態の極小ゾーンＺｎは、概ね１ｋｍ四方の比較的小さいエリア単位に設定されているので、ゾーン内経路を求める経路探索処理にて求まる経路は、幹線道路以外の比較的小規模な道路（すなわち、サブエリアの設定がない道路）となる可能性が高い。そこで、ゾーン内経路を求める経路探索処理については、例えば、累計補正値Ｓ２を求めずに、リンクコストＬＣの累計Ｓ１が最小となる経路を最適経路として求める処理のみを実行してもよい。

図９を参照する。次に、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、経路探索処理によって算出した最適経路を、探索要求を送信したユーザー端末７に送信する（ステップＳＴ２４）。なお、最適経路のほか、累計補正値Ｓ２が２番目に少ない経路（第２候補経路）を併せてユーザー端末７に送信してもよい。

ユーザー端末７は、経路探索装置３から最適経路を受信すると、ディスプレイに最適経路を表示することで、最適経路をユーザーに提供する（ステップＳＴ２５）。なお、ユーザー端末７のディスプレイには、最適経路のほか、例えば、出発地点から目的地点までの走行距離と、有料道路を通行する場合の通行料金と、有料道路を通行する場合の入口と出口と、に関する表示が含まれていてもよい。また、ユーザー端末７のディスプレイには、第２候補経路を表示するためのボタンが含まれていてもよい。

ユーザー端末７のユーザーは、ユーザー端末７の入力部を用いて、提供された最適経路を選択する（ステップＳＴ２６）。これにより、ユーザー端末７は選択された最適経路に応じて、経路案内をディスプレイ及びスピーカーに出力する。当該経路案内に従って、ユーザーが搭乗する車両６を走行させることで、ユーザーが希望する最適経路により目的地点に到着することができる。

《変形例》
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述した形態以外にも種々の変更を行うことが可能である。以下、本開示の実施形態に係る変形例について説明する。以下の変形例において、実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

上記の実施形態では、経路探索装置３と交通情報処理装置５との間において、情報の授受がなされない場合を説明した。しかしながら、交通情報処理装置５は実際に交通信号機１２を制御するための信号制御パラメータを記憶しているため、当該信号制御パラメータが経路探索装置３に提供されれば、より高精度な経路探索処理を行うことが可能となる。

図１３は、変形例に係る経路探索システム１ａと、交通情報処理装置５を含む交通信号制御システムの機能ブロック図である。本変形例では、交通情報処理装置５から経路探索装置３ａへ信号制御パラメータに関する情報が提供される場合を考える。

変形例に係る経路探索システム１ａは、経路探索装置３ａと、複数のユーザー端末７とを備えている。経路探索装置３ａは、上記の実施形態に係る経路探索装置３の通信部２２に代えて、第１通信部２１と、第２通信部２２ａとを有する点で上記の実施形態と相違し、その他の点は共通する。第２通信部２２ａは、通信部２２と同様に、インターネット網１１及び無線基地局１０を介して、複数のユーザー端末７と通信する。

第１通信部２１は、通信回線８及びルーター９を介して、交通情報処理装置５の通信部３１と通信する。交通情報処理装置５は、車両感知器１４の感知信号に基づいて、交通状況に応じた信号制御パラメータを決定すると、当該信号制御パラメータを交通信号制御機１３に送信するとともに、通信部３１、通信回線８及びルーター９を介して、第１通信部２１にも送信する。第１送信部２１において受信された信号制御パラメータは、記憶装置２７に記憶される。本変形例では、交通情報処理装置５から信号制御パラメータを直接取得する点で、上記の実施形態と相違する。

その後、交通情報処理装置５から取得した信号制御パラメータを用いて、図３に示す交差点タイプ判定工程ＳＴ１３及び信号サブエリア予測工程ＳＴ１４を行う。本変形例では、これら工程ＳＴ１３、ＳＴ１４において、信号制御パラメータの「予測値」ではなく、信号制御パラメータそのものを用いる。本変形例において、経路探索処理を含む各工程（図９のＳＴ２１〜ＳＴ２６）は、上記の実施形態と同じである。

なお、交通情報処理装置５からサブエリアに関する情報がそのまま提供される場合には、図３に示す信号サブエリア情報取得処理を省略することができる。この場合にも、経路探索処理を含む各工程（図９のＳＴ２１〜ＳＴ２６）は、上記の実施形態と同じである。

上記の実施形態では、灯色変化情報として、交通信号機１２の灯色が変化する変化時刻と、交通信号機１２の位置に関する位置情報とを含む情報を、複数の車両６から受信する。しかしながら、灯色変化情報としてはこれに限られず、例えば車両６の車載カメラにより撮影された画像をそのまま灯色変化情報として受信してもよい。この場合、経路探索装置３の演算装置２８において、当該画像を解析することで変化時刻及び位置情報を求めてもよい。

上記の実施形態では、リンクコストＬＣの累計Ｓ１に対して、信号サブエリア情報に基づく補正値Ｘ１を式（２）により加味することで、累計補正値Ｓ２を算出する。しかしながら、信号サブエリア情報に基づく補正はこれに限られない。例えば、上記の実施形態の式（１）に代えて、次の式（３）を用いることで、リンクコストＬＣそのものに信号サブエリア情報に基づく補正値Ｘ２を計上するようにしてもよい。

ＬＣ＝（ａ×ＬＴ）＋（ｂ×ＬＤ）＋（ｅ×Ｘ２） ・・・（３）

ここで、補正値Ｘ２は、リンクＬの始点（又は終点）においてサブエリアをまたぐ場合に、Ｘ２＝１となり、その他の場合にはＸ２＝０となる値である。すなわち、経路中において通過するサブエリアの数が少ないほど、リンクコストＬＣが少なくなるように、リンクコストＬＣを算出する。この場合、経路中において通過するサブエリアの数が少ないほどリンクコストＬＣが少なくなるため、当該サブエリアの数が少ないほど経路探索ロジックにより求められるリンクコストＬＣの累計Ｓ１も少なくなる。

《補記》
なお、上記の実施形態及び各種の変形例については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。また、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１、１ａ 経路探索システム
２ ナビゲーションセンター
３、３ａ 経路探索装置
４ 交通管制センター
５ 交通情報処理装置
６ 車両
７ ユーザー端末
８ 通信回線
９ ルーター
１０ 無線基地局
１１ インターネット網
１２ 交通信号機
１３ 交通信号制御機
１４ 車両感知器
２０ コンピュータ装置
２１ 第１通信部
２２ 通信部
２２ａ 第２通信部（通信部）
２３ 会員データベース
２４ 交通情報データベース（記憶部）
２５ 地図データベース
２６ 道路地図データ
２７ 記憶装置
２８ 演算装置（情報処理部）
３０ コンピュータ装置
３１ 通信部
３２ 交通情報データベース
３３ 地図データベース
３４ 記憶装置
３５ 演算装置
Ｊ１ 交差点
Ｊｉ 交差点（ｉ＝０１〜２０）
Ｊｘ 交差点（重要交差点）
Ｊｙ 交差点（一般集中交差点）
Ｔ１ 第１時間
Ｔ２ 第２時間
Ｔ３ 第３時間
Ｔ４ 所定回数
Ｔ５ 所定時間
Ｓｂｊ サブエリア単位（ｊ＝１〜１５）（結合後は単に「サブエリア」）
ＯＲ１ 出発地点
ＤＥ１ 目的地点
Ｚｎ 極小ゾーン（ｎ＝１〜１１）
Ｐｎ 代表地点（ｎ＝１〜１１）
Ｌ リンク
ＬＣ リンクコスト
ＬＴ リンク旅行時間
ＬＤ リンクの距離
Ｓ１ リンクコストＬＣの累計
Ｓ２ 累計補正値
Ｘ１、Ｘ２ 補正値
ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴ３ 経路
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ 係数

Claims (8)

1. ユーザー端末と通信する経路探索装置であって、
   出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信し、前記出発地点から前記目的地点までの経路を前記ユーザー端末に送信する通信部と、
   それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶する記憶部と、
   前記信号サブエリア情報に基づいて、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように、前記経路を探索する探索処理を実行する情報処理部と、を備える、
   経路探索装置。
2. 前記通信部は、複数の車両から、前記交通信号機の灯色の変化に関する灯色変化情報を受信し、
   前記情報処理部は、前記灯色変化情報に基づいて、前記記憶部に記憶される前記信号サブエリア情報を更新する、
   請求項１に記載の経路探索装置。
3. 前記灯色変化情報は、
   前記車両の車載カメラにより撮像された画像中の前記交通信号機の灯色が変化する変化時刻を含み、
   前記情報処理部は、
   前記変化時刻に基づいて、サイクル長の予測値を前記交通信号機ごとに算出し、
   前記サイクル長の予測値に基づいて、前記信号サブエリア情報を更新する、
   請求項２に記載の経路探索装置。
4. 前記変化時刻は、前記交通信号機が赤灯から青灯へ変化する第１変化時刻を含み、
   前記情報処理部は、
   複数の前記第１変化時間の間隔に基づいて、前記サイクル長の予測値を算出し、
   互いに隣接し、かつ前記サイクル長の予測値が同じ複数の前記交差点を、同じ前記サブエリアに属すると判定し、判定した前記サブエリアに基づいて前記信号サブエリア情報を更新する、
   請求項３に記載の経路探索装置。
5. 前記情報処理部は、重要交差点を起点として、複数の前記交差点が同じ前記サブエリアに属するか否かを判定する、
   請求項４に記載の経路探索装置。
6. 前記変化時刻は、前記交通信号機が青灯から黄灯へ、又は黄灯から赤灯へ変化する第２変化時刻を含み、
   前記情報処理部は、
   前記第１変化時間と前記第２変化時間の差分に基づいて、スプリットの予測値を算出し、
   複数の前記交差点のうち、前記サイクル長の予測値の３倍以上の時間の中で前記スプリットの予測値が２回以上変化する前記交通信号機を含む前記交差点を、前記重要交差点であると判定する、
   請求項５に記載の経路探索装置。
7. 出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信するステップと、
   それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶するステップと、
   前記信号サブエリア情報に基づいて、前記出発地点から前記目的地点までの経路を、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように探索するステップと、
   前記経路をユーザー端末に送信するステップと、
   を備える、経路探索方法。
8. ユーザー端末と通信する経路探索装置として、コンピュータを動作させるためのコンピュータプログラムであって、
   出発地点及び目的地点と出発時刻又は到着時刻を含む探索要求を受信するステップと、
   それぞれ交通信号機を有する複数の交差点と、複数の前記交差点がそれぞれ属するサブエリアと、を対応付けした情報を含む信号サブエリア情報を記憶するステップと、
   前記信号サブエリア情報に基づいて、前記出発地点から前記目的地点までの経路を、前記経路中において通過する前記サブエリアの数が少ないほど、リンクコストの累計が少なくなるように探索するステップと、
   前記経路を前記ユーザー端末に送信するステップと、
   を備える、コンピュータプログラム。
   

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