JP2021124338A - 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】渋滞の発生を抑制しつつ、複数の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含む走行計画を前記ユーザー端末に送信する通信部と、現時点以後の交差点の信号制御情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報のうちの少なくとも１つを記憶する記憶部と、前記信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び前記通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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４

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

従来の経路探索装置では、主に過去のデータに基づいて予測される交通状況や、現時点で既に発生・観測された交通状況に応じた経路探索処理を行うため、所定の道路への車両の流入量が想定を超えると突如として渋滞が発生するという課題がある。

また、従来の経路探索装置では、経路探索装置のユーザーが増加するほど、同じ経路探索ロジックにより求められた同様の経路を多数のユーザーへ提供することになるため、これら多数のユーザーが同じ経路へ流入することで渋滞が発生するという課題が生じる。

かかる課題に鑑み、本開示は、渋滞の発生を抑制しつつ、複数の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含む走行計画を前記ユーザー端末に送信する通信部と、現時点以後の交差点の信号制御情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報のうちの少なくとも１つを記憶する記憶部と、前記信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び前記通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、現時点以後の交差点の信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、前記経路を含む走行計画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、現時点以後の交差点の信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、前記経路を含む走行計画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、渋滞の発生を抑制しつつ、複数の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、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、経路探索装置の記憶装置の機能を模式的に示すブロック図である。 図４は、経路探索処理のフローチャートである。 図５は、端末装置に表示される条件設定画面を示す模式図である。 図６は、極小ゾーンの一例を示す平面地図である。 図７は、端末装置に表示される走行計画を示す模式図である。 図８は、リンク通過予定情報を示すテーブルである。 図９は、リンク通過予定情報を示すテーブルである。 図１０は、経路探索処理に信号制御情報を加味することで得られる効果を示す説明図である。 図１１は、経路探索処理に通過予定情報を加味することで得られる効果を示す説明図である。

［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含む走行計画を前記ユーザー端末に送信する通信部と、現時点以後の交差点の信号制御情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報のうちの少なくとも１つを記憶する記憶部と、前記信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び前記通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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。

このように構成することで、信号制御情報及び通過予定情報の少なくとも１つを加味して経路を探索し、その結果得られる走行計画をユーザーに提供する。信号制御情報を加味すれば、同じ走行距離となる経路であっても、交通信号機において停止する遅れ時間が少ない最適経路をユーザーに提供することができる。このように信号停止をより避けることができる経路を多数のユーザーに提供することで、渋滞の発生を防止することができる。また、通過予定情報を加味すれば、車両の流入量が多く見込まれ、渋滞のリスクが高い経路を避けた状態で、最適経路をユーザーに提供することができる。これにより、渋滞の発生を防止しつつ、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。

（２）好ましくは、前記通信部は、前記ユーザー端末により前記走行計画が選択されたことを示す走行計画選択情報を受信し、前記情報処理部は、前記走行計画選択情報に基づいて、前記通過予定情報に含まれる前記台数を更新する。このように構成することで、ユーザー端末により走行計画が選択されると、それに応じて通過予定情報も更新される。このため、車両の流入量の増加が予定される経路を避けて探索される傾向が強まり、特定の経路に多数の車両が案内されることによる交通渋滞の発生を防止することができる。したがって、渋滞の発生を防止しつつ、多数のユーザーに対して最適な経路を提供することができる。

（３）好ましくは、前記情報処理部は、前記第１コスト情報を前記リンクコストに含む前記探索処理において、前記経路中に含まれる交通信号機のうち前記車両が停止する予定の基数である停止予定基数を算出し、算出した前記停止予定基数に関する情報を前記走行計画に含める。このように構成することで、ユーザーは事前に経路中において交通信号機での停止予定の見通しを知ることができる。

（４）好ましくは、前記情報処理部は、所定の時間範囲及び所定の時間間隔に基づいて、前記探索要求に含まれる前記出発時刻又は前記到着時刻から、複数の設定時刻を生成し、生成した複数の前記設定時刻に基づいて、複数の前記探索処理を行うことにより、複数の前記設定時刻ごとの複数の前記経路を探索し、探索した前記経路と、当該経路に対応する前記設定時刻とを前記走行計画に含める。このように構成することで、探索要求に含まれる出発時刻又は到着時刻とは異なる出発時刻又は到着時刻であっても、ユーザーにとってより好ましい走行計画を提供することができる。

（５）好ましくは、前記第１コスト情報は、前記リンクコストを算出するリンクに対応する前記交差点に交通信号機が含まれる場合に、当該交通信号機の位置する前記リンクにおいて前記車両が停止する予定の時間、又は前記車両が停止する予定の有無に関する情報であり、前記第２コスト情報は、前記通過予定情報と、前記所定地点を含む前記道路の設計交通容量との割合に関する情報である。このように構成することで、ユーザーに対してより高精度に交通状況を反映した経路を提供することができる。

（６）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、現時点以後の交差点の信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、前記経路を含む走行計画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。

このように構成することで、信号制御情報及び通過予定情報の少なくとも１つを加味して経路を探索し、その結果得られる走行計画をユーザーに提供する。信号制御情報を加味すれば、同じ走行距離となる経路であっても、交通信号機において停止する遅れ時間が少ない最適経路をユーザーに提供することができる。このように信号停止をより避けることができる経路を多数のユーザーに提供することで、渋滞の発生を防止することができる。また、通過予定情報を加味すれば、車両の流入量が多く見込まれ、渋滞のリスクが高い経路を避けた状態で、最適経路をユーザーに提供することができる。これにより、渋滞の発生を防止しつつ、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。

（７）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、現時点以後の交差点の信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、前記経路を含む走行計画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。

このように構成することで、信号制御情報及び通過予定情報の少なくとも１つを加味して経路を探索し、その結果得られる走行計画をユーザーに提供する。信号制御情報を加味すれば、同じ走行距離となる経路であっても、交通信号機において停止する遅れ時間が少ない最適経路をユーザーに提供することができる。このように信号停止をより避けることができる経路を多数のユーザーに提供することで、渋滞の発生を防止することができる。また、通過予定情報を加味すれば、車両の流入量が多く見込まれ、渋滞のリスクが高い経路を避けた状態で、最適経路をユーザーに提供することができる。これにより、渋滞の発生を防止しつつ、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。

［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の全体構成図である。図２は、実施形態に係る経路探索システム１を構成する、経路探索装置３と交通情報処理装置５の機能ブロック図である。

図１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、交通管制センター４に設けられた交通情報処理装置５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。

経路探索装置３は、電話回線等の通信回線８を介してルーター９経由で交通管制センター４の交通情報処理装置５と接続されている。また、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。

本実施形態の経路探索システム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、交通管制センター４が有する信号制御パラメータなどの情報や、既に他ユーザーに提供済みの探索結果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ものである。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。

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を有するコンピュータ装置のことをいう。

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、交通信号機の青（又は赤）開始時刻から次の青（又は赤）開始時刻までの１サイクルの時間のことをいう。「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）のことをいう。「オフセット」とは、隣接する交差点間の青信号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。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。

通信部３１は、通信回線８及びルーター９を介して、経路探索装置３の第１通信部２１に接続されている。また、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。

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に記憶されるとともに、通信回線８及びルーター９を介して、後述する経路探索装置３の記憶装置２７に送信される。そして、信号制御パラメータは、記憶装置２７に含まれる信号制御情報記憶部２７２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、第１通信部２１と、第２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。第１通信部２１及び第２通信部２２（通信部）は、それぞれ独立した通信インターフェースである。

第１通信部２１は、通信回線８及びルーター９を介して、後述する交通情報処理装置５の通信部３１に接続されている。第２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、第２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４）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）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（記憶部）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。図３は、記憶装置２７の機能を模式的に示すブロック図である。記憶装置２７は、プログラム２７１と、信号制御情報記憶部２７２と、通過予定情報記憶部２７３とを有する。

図３を参照する。プログラム２７１は、経路を探索する処理を行う経路探索プログラムを有する。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。

また、プログラム２７１は、地点変換プログラムと、通過予定情報記憶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（Origin Destination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４のステップＳＴ３）を実行するプログラムである。通過予定情報算出プログラムは、ユーザーが設定した後述の走行計画（最適経路及び出発時刻を含む情報）に基づいて、リンクについての「リンク通過予定情報」（図８、９参照）を算出し、後述する通過予定情報記憶部２７３のデータを更新する処理（図４のステップＳＴ８）を実行するプログラムである。なお、これらの処理については後述する。

信号制御情報記憶部２７２は、交通情報処理装置５の演算装置３５において算出された信号制御パラメータを記憶する。信号制御情報記憶部２７２に記憶されている信号制御パラメータは、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として加味される。

通過予定情報記憶部２７３は、通過予定情報算出プログラムにより算出されたリンク通過予定情報を記憶する。通過予定情報記憶部２７３に記憶されているリンク通過予定情報は、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として加味される。

演算装置２８は、ＣＰＵ（Central processing unit）を有し、記憶装置２７からプログラム２７１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。

《経路探索処理の内容》
図４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、経路探索処理を行って走行計画（最適経路及び出発時刻を含む情報）を取得し、当該走行計画をそれぞれのユーザー端末７へ送信する。以下、これらの複数のユーザー端末７を、代表的に「第１ユーザー端末７ａ」と、「第２ユーザー端末７ｂ」として示す。実際には、より多数のユーザー端末７から矢継ぎ早に経路探索装置３へ探索要求が送信される。

本実施形態の経路探索システム１では、はじめに、第１ユーザー端末７ａ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「Ａ」による経路探索の条件設定を受け付ける（ステップＳＴ１）。

図５は、第１ユーザー端末７ａのディスプレイに表示される条件設定画面７１の模式図である。条件設定画面７１は、出発地点の入力欄７１１と、出発地点へ第１ユーザー端末７ａに内蔵されるＧＰＳ機能により特定される現在位置を入力するボタン７１１ａと、目的地点の入力欄７１２と、出発時刻又は到着時刻の入力欄７１３と、入力欄７１３に入力された時刻が出発時刻であることを指定するラジオボタン７１４と、入力欄７１３に入力された時刻が到着時刻であることを指定するラジオボタン７１５と、後述する優先設定に関するラジオボタン７１６、７１７、７１８と、設定した条件により経路探索装置３へ探索要求を送信する「ルート探索」ボタン７１９と、を有する。

優先設定は、出発／到着時刻優先と、所要時間優先と、燃費優先と、を有する。優先設定は、後述する走行計画を決定する要素の一つである。各種の優先設定と、走行計画との関係については、後述する。

ラジオボタン７１４及び７１５は、いずれか一方のみを選択することができる。また、ラジオボタン７１６、７１７及び７１８は、いずれか１個のみを選択することができる。なお、条件設定画面７１には、図５に示される設定のほか、経由地、優先経路等、その他の入力情報が含まれていてもよい。

ユーザーがボタン７１９をクリック（又はタッチ）すると、条件設定画面７１において入力した各種の条件が、探索要求として経路探索装置３へ送信される（ステップＳＴ２）。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。探索要求は、出発地点（入力欄７１１の情報）及び目的地点（入力欄７１２の情報）と、出発時刻又は到着時刻（入力欄７１３、ラジオボタン７１４及び７１５の情報）と、優先設定（ラジオボタン７１６、７１７及び７１８の情報）を含む。

図４を参照する。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ＳＴ３）。

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６は、極小ゾーンＺｉ（ｉ＝１〜１１）の一例を示す平面地図である。図６に示すように、各極小ゾーンＺｉの内部には、道路の交差点位置に対応する代表地点Ｐｉ（ｉ＝１〜１１）が予め定義されている。代表地点Ｐｉは、極小ゾーンＺｉ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４のステップＳＴ３）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Ｚｉに対応する近隣の代表地点Ｐｉに変換することによって行われる。すなわち、図６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Ｚｉ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Ｚｉの代表地点Ｐｉ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Ｚｉの代表地点Ｐｉに変換せずに、当該ＯＤ情報をそのまま用いて後述の第１経路探索処理（ステップＳＴ４）を実行してもよい。

図４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、第１経路探索処理を実行する（ステップＳＴ４）。

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６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６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」の累計が最も少ない経路を、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）＋（ｃ×ＳＤ）＋（ｄ×ＣＲ） ・・・（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」であり、ＳＤは「信号遅れ時間（第１コスト情報）」であり、ＣＲは「予測混雑度（第２コスト情報）」である。また、ａ、ｂ、ｃ、ｄ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。

なお、本実施形態において、リンクコストＬＣ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を、「最適経路」と称する。最適経路は、信号制御パラメータに基づいて算出される信号遅れ時間ＳＤ及びリンク通過予定情報に基づいて算出される予測混雑度ＣＲ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。

ここで、リンク旅行時間ＬＴは、所定のリンクＬを通過するのに所要する時間である。リンクの距離ＬＤは、リンクＬの始点・終点間の距離である。リンク旅行時間ＬＴ及びリンクの距離ＬＤは、道路地図データ２６にリンクコストＬＣのデータとして記録されている。なお、リンク旅行時間ＬＴは、予め用意されている現時点から１日先までの５分ごとのデータと、当該リンクＬの通過予定時刻とに基づいて、経路探索処理の都度、演算装置２８により算出されてもよい。リンクＬの通過予定時刻は、所定の出発時刻と、当該リンクＬよりも探索開始リンク側に位置するリンクＬの通過に要する時間の累積によって算出される。

また、信号遅れ時間ＳＤは、リンクＬに対応する交差点に交通信号機１２が含まれる場合に、信号制御情報記憶部２７２に記憶されている信号制御パラメータと、リンクＬの通過予定時刻とに基づいて演算装置２８により算出される、当該交通信号機１２の位置するリンクＬにおいて車両６が停止する予定の時間である。なお、信号遅れ時間ＳＤは、当該交通信号機１２の位置するリンクＬにおいて車両６が停止する予定の有無に関する情報であってもよい。

演算装置２８は、信号制御パラメータと、リンクＬの通過予定時刻とに基づいて、信号遅れ時間ＳＤを算出する際、経路中に含まれる交通信号機１２の基数（以下、「経路中基数Ｓ１」と称する）と、当該基数のうち車両６が停止する予定の基数（以下、「停止予定基数Ｓ２」と称する）とを、併せて算出する。演算装置２８により算出された経路中基数Ｓ１及び停止予定基数Ｓ２は、記憶装置２７に記憶される。

また、予測混雑度ＣＲは、リンクＬの通過予定時刻において、リンクＬを通過する車両６が集中することにより渋滞が発生するリスクに関するリスク情報である。本実施形態に係る予測混雑度ＣＲは、「混雑度Ｘ１」と、「補正値Ｘ２」との和により求められる。

混雑度Ｘ１は、交通情報データベース２４に記憶されている交通情報に含まれるリンクＬの実測交通量と、リンクＬの設計交通容量との割合に基づいて、演算装置２８により算出される。すなわち、混雑度Ｘ１は、車両感知器１４等により実際に測定された交通量と、リンクＬ（道路）ごとに既に決まっている設計交通容量との割合により算出される値である。

補正値Ｘ２は、リンクＬ（道路の所定地点）を現時点以後に車両６が通過する予定の台数と、当該リンクＬの設計交通容量との割合に基づいて、演算装置２８により算出される。ここで、リンクＬ（道路の所定地点）を現時点以後に車両６が通過する予定の台数は、「リンク通過予定情報（図８参照）」として通過予定情報記憶部２７３に記憶されている。リンク通過予定情報は、既に他のユーザー端末７へ提供し、選択された走行計画に基づいて構成される。リンク通過予定情報についての詳細は、後述する。

本実施形態では、上記のように信号遅れ時間ＳＤ及び予測混雑度ＣＲを加味してリンクコストＬＣを算出するため、ユーザーに対してより高精度に交通状況を反映した経路を提供することができる。

ここで、リンク旅行時間ＬＴ、信号遅れ時間ＳＤ及び予測混雑度ＣＲは、いずれも計算対象となるリンクＬの通過予定時刻により変化する値であるため、リンクコストＬＣは、出発時刻ごとに異なる値となる。このため、コンピュータ装置２０は、複数の出発時刻ごとにリンクコストＬＣを算出し、複数の出発時刻ごとにそれぞれ最適経路を求める。

具体的には、予め、記憶装置２７に所定の時間範囲及び所定の時間間隔を記憶しておく。そして、出発時刻が設定されている（すなわち、図５のラジオボタン７１４が選択されている）探索要求に基づいて経路探索処理を行う場合、探索要求に含まれる出発時刻又は到着時刻（入力欄７１３の時刻）から、所定の時間範囲及び所定の時間間隔に基づいて、複数の設定時刻を生成する。そして、複数の設定時刻ごとにリンクコストＬＣを算出することで、複数の設定時刻ごとの最適経路を求める。所定の時間範囲と、所定の時間間隔は、上記のように記憶装置２７に予め記憶されていてもよいし、条件設定画面７１においてユーザーが設定可能に設けられてもよい。

例えば、出発時刻が「９：００ＡＭ」に、所定の時間範囲が「設定時間から１５分」に、所定の時間間隔が「１分」に設定されている場合、出発時刻の９：００ＡＭから１５分後（９：１５ＡＭ）までの１分ごとの複数の設定時刻（９：００ＡＭ、９：０１ＡＭ、・・・、９：１５ＡＭ）を生成する。そして、複数の設定時刻ごとに、出発地点から目的地点までのリンクコストＬＣを算出する。その結果、リンクコストＬＣは１６パターン算出される。

この１６パターンの中で、最もリンクコストＬＣが小さい最適経路は、出発地点から目的地点までの所要時間が最も少なくなる経路となる。このため、当該最適経路及び当該出発時刻を「最適所要時間計画ＰＬ１」として記憶装置２７に記憶する。例えば、９：００ＡＭに出発した場合に、所要時間が６０分と算出され、９：１０ＡＭに出発した場合に、所要時間が５３分と算出された場合を考える。９：１０ＡＭ出発の場合の所要時間が、１６パターンの中で最も短い場合には、９：１０ＡＭのパターンを、最適所要時間計画ＰＬ１として記憶装置２７に記憶する。すなわち、最適所要時間計画ＰＬ１は、最も短い所要時間で目的地点に到着することを目的とする計画である。

また、この１６パターンの中で、最も早く目的地点まで到着するパターンに関する最適経路及び出発時刻を「最適到着時間計画ＰＬ２」として記憶装置２７に記憶する。最適到着時間計画ＰＬ２は、最も早く目的地点まで到着するパターンが複数ある場合には、これらの中で最も所要時間が短いパターンを選択する。例えば、９：００ＡＭに出発した場合に、所要時間が６０分と算出され、９：０５ＡＭに出発した場合に所要時間が５５分と算出された場合を考える。この場合、９：００ＡＭに出発しても９：０５ＡＭに出発しても到着時間は同じであるため、所要時間の少ない９：０５ＡＭのパターンを最適到着時間計画ＰＬ２として記憶装置２７に記憶する。

さらに、この１６パターンの中で、次の式（２）により示される「燃料消費要素ＦＥ」が最も少ないパターンに関する最適経路及び出発時刻を、「最適燃費計画ＰＬ３」として記憶装置２７に記憶する。

ＦＥ＝（ｅ×ＬＣ）＋（ｆ×Ｓ２） ・・・（２）

ここで、ＦＥは「燃料消費要素」である。また、ｅ、ｆ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。一般に、車両６において燃費の良い走り方は、停止せずに走り続けることである。同じ走行距離（リンクの距離ＬＤの累計）の場合、交通信号機１２における停止回数が多いほど、燃料の消費量は多くなり、燃費は低下する。

このため、式（２）では、リンクコストＬＣ及び停止予定基数Ｓ２に基づいて燃料消費要素ＦＥを算出する。換言すれば、燃料消費要素ＦＥは、リンクコストＬＣ及び停止予定基数Ｓ２に基づいて演算装置２８により算出される、出発地点から目的地点へ車両６が通行する間に車両６が遭遇すると予測される燃料を消費する要素を示す情報である。リンクコストＬＣが小さいほど、燃料消費要素ＦＥは小さくなる。また、停止予定基数Ｓ２が少ないほど、燃料消費要素ＦＥは小さくなる。

以上のように、演算装置２８により最適所要時間計画ＰＬ１と、最適到着時間計画ＰＬ２と、最適燃費計画ＰＬ３とが算出され、これらがそれぞれ記憶装置２７に記憶されることで、第１経路探索処理（ステップＳＴ４）が終了する。最適所要時間計画ＰＬ１と、最適到着時間計画ＰＬ２と、最適燃費計画ＰＬ３は、それぞれ最適経路と出発時刻とが含まれる情報である。このように、最適経路と出発時刻が含まれる情報を、以下「走行計画」と適宜称する。

なお、探索要求において到着時刻が設定されている場合（図５のラジオボタン７１５が選択されている場合）には、リンクコストＬＣは所定の到着時刻からの逆算により求めてもよい。また、探索要求において到着時刻が設定されている場合にも、上記と同様に複数の到着時刻ごとに最適経路を算出し、最も遅い出発時刻によって目的地点まで到着するパターンに関する最適経路及び出発時刻を「最適出発時間計画ＰＬ４」として記憶装置２７に記憶してもよい。

また、上記の第１経路探索処理では、車両６のＯＤ情報として、極小ゾーンＺｉの代表地点Ｐｉ（図６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６の出発地点ＯＲ１と目的地点Ｄ６）とは異なる。そこで、第１経路探索処理（ステップＳＴ４）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Ｚｉ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、リンク旅行時間ＬＴやリンクの距離ＬＤのみをリンクコストＬＣとして採用し、当該リンクコストＬＣが最小となる経路を探索してもよい。なお、上記の式（１）を用い、信号遅れ時間ＳＤや予測混雑度ＣＲを加味した経路を探索してもよい。

次に、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、第１経路探索処理によって算出した走行計画を、探索要求を送信した第１ユーザー端末７ａに送信する（ステップＳＴ５）。コンピュータ装置２０は、３つの走行計画（最適所要時間計画ＰＬ１、最適到着時間計画ＰＬ２又は最適出発時間計画ＰＬ４、最適燃費計画ＰＬ３）をすべて第１ユーザー端末７ａに送信してもよいし、探索要求に含まれる優先設定（図５のラジオボタン７１６、７１７及び７１８）により選択された走行計画のみを第１ユーザー端末７ａに送信してもよい。

ここで、探索要求に含まれる優先設定と、走行計画の組み合わせについて説明する。出発／到着時刻優先（ラジオボタン７１６に対応）は、走行計画のうち最適到着時間計画Ｐ２又は最適出発時間計画ＰＬ４と対応する。出発／到着時刻優先のラジオボタン７１６及び出発時刻のラジオボタン７１４が選択されている場合には、最適到着時間計画ＰＬ２を優先的にユーザーに提供する。また、出発／到着時刻優先のラジオボタン７１６及び投薬時刻のラジオボタン７１５が選択されている場合には、最適出発時間計画ＰＬ４を優先的にユーザーに提供する。所要時間優先（ラジオボタン７１７に対応）は、走行計画のうち最適所要時間計画Ｐ１と対応する。燃費優先（ラジオボタン７１８に対応）は、走行計画のうち最適燃費計画Ｐ３と対応する。

第１ユーザー端末７ａは、経路探索装置３から走行計画を受信すると、ディスプレイに走行計画表示画面７２を表示することで、出発時刻と、最適経路と、当該最適経路に関連するルート内容をユーザーに提供する（ステップＳＴ６）。

図７は、第１ユーザー端末７ａのディスプレイに表示される走行計画表示画面７２の模式図である。走行計画表示画面７２は、第１経路探索処理（ステップＳＴ４）により求めた走行計画をユーザーに提供し、ユーザーが当該走行計画を採択するか否かの選択を受け付ける画面である。走行計画表示画面７２には、探索要求に含まれる優先設定に対応する走行計画が表示される。

具体的には、走行計画表示画面７２は、走行計画における出発時刻の表示欄７２１と、到着時刻の表示欄７２２と、所要時間の表示欄７２３と、経路中の交通信号機１２に関する情報の表示欄７２４と、ガソリン消費量の表示欄７２５と、地図中に出発地点、目的地点及び経路を示す表示欄７２６と、探索要求の設定又は走行計画の選択に戻るための「戻る」ボタン７２７と、走行計画表示画面７２に表示された走行計画を採択する選択を受け付ける「ルート決定」ボタン７２８と、を有する。

表示欄７２１、７２２及び７２３には、それぞれ第１経路探索処理（ステップＳＴ４）により算出された走行計画における出発時刻、到着時刻及び所要時間が表示される。また、表示欄７２６には、探索要求に含まれる出発地点及び目的地点と、当該走行計画における経路とが地図中に表示される。表示欄７２６には、経路に含まれる交通信号機１２のうち、停止が予定されている交通信号機１２を目立つように表示してもよい。例えば、停止予定の交通信号機１２のシンボルを他のシンボルよりも大きく表示したり、地図中の交通信号機１２の通常の表示方法とは異なる色（例えば、赤色）で表示したりしてもよい。

表示欄７２４は、走行計画における交通信号機１２の経路中基数Ｓ１を示す表示欄７２４ａと、停止予定基数Ｓ２を示す表示欄７２４ｂとを有する。例えば、図７に示すように、表示欄７２４には、「経路中の信号は『１０基』です。このうち『３基』で停止予定です。」と表示される。

表示欄７２５には、走行計画における燃料消費要素ＦＥに基づいて演算装置２８により算出されたガソリン消費量が表示される。ガソリン消費量は、燃料消費要素ＦＥに所定の係数（例えば、車両６の燃費に関する係数）を乗算することで求められる。

なお、走行計画表示画面７２には、図７に示す表示のほか、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。

ユーザーがボタン７２７をクリック（又はタッチ）すると、第１ユーザー端末７ａは図５に示す条件設定画面７１を表示し、再度探索要求を受け付ける。なお、ボタン７２７を押下した後、優先設定に対応しない走行計画を含む他の複数の走行計画を示す画面を表示し、当該複数の走行計画の中から走行計画表示画面７２を表示すべき走行計画についての選択を受け付けるように構成してもよい。

ユーザーがボタン７２８をクリック（又はタッチ）すると、第１ユーザー端末７ａは、走行計画表示画面７２に示された走行計画が選択されたことを示す走行計画選択情報を経路探索装置３に送信する（ステップＳＴ７）。第１ユーザー端末７ａのユーザー「Ａ」は、提供された走行計画に示された最適経路及び出発時刻に従って、ユーザー「Ａ」が搭乗する車両６ａを走行させることで、ユーザー「Ａ」が希望する最適な経路により目的地点に到着することができる。

図４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、リンク通過予定情報の更新を行う（ステップＳＴ８）。具体的には、コンピュータ装置２０は、第１ユーザー端末７ａから受信した走行計画選択情報に基づいて、経路探索システム１のユーザーが将来において車両６による通行を予定する、リンクに関する「リンク通過予定情報」を算出する。そして、既に通過予定情報記憶部２７３（図３参照）に記憶されているリンク通過予定情報を、新たに算出したリンク通過予定情報に基づいて更新する。

図８及び図９は、リンク通過予定情報の一例を示すテーブルである。リンク通過予定情報は、現時点以後の所定の時間帯に、ユーザーの車両６が通過を予定する車両台数をリンクごとにまとめたデータ形式となっている。経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、第１ユーザー端末７ａから走行計画選択情報を受信すると、ユーザーが選択した走行計画に含まれるリンクＩＤと、当該リンクＩＤのリンクを通過する予定の時間帯を抽出し、抽出したリンクＩＤと時間帯に対応するテーブル欄の車両台数を１つインクリメントすることにより、リンク通過予定情報のデータ内容を更新する。

図８は、コンピュータ装置２０が走行計画選択情報を受信する前から通過予定情報記憶部２７３に記憶されているリンク通過予定情報の一例を示している。図９は、コンピュータ装置２０が走行計画選択情報を受信し、リンク通過予定情報のデータ内容を更新した結果、通過予定情報記憶部２７３に記憶されている更新後のリンク通過予定情報の一例を示している。図９には、説明のために車両台数が図８のテーブルからインクリメントされた欄をハッチングにより示している。

図４を参照する。次に、第２ユーザー端末７ｂ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「Ｂ」による経路探索の条件設定を受け付ける（ステップＳＴ９）。ユーザー「Ｂ」は、ユーザー「Ａ」とは別のユーザーである。また、第２ユーザー端末７ｂは、第１ユーザー端末７ａとは別のユーザー端末である。

本実施形態では、図４に示すようにリンク通過予定情報が更新された後、第２ユーザー端末７ｂから探索要求が経路探索装置３に送信される例を説明する。すなわち、ステップＳＴ８の後に、ステップＳＴ１０が実行される例を説明する。

第２ユーザー端末７ｂによる条件設定（ステップＳＴ９）、探索要求の送信（ステップＳＴ１０）及び経路探索装置３による地点変換（ステップＳＴ１１）は、第１ユーザー端末７ａによる条件設定（ステップＳＴ１）、探索要求の送信（ＳＴ２）及び経路探索装置３による地点変換（ステップＳＴ３）と同様に実行される。

次に、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、第２経路探索処理を実行する（ステップＳＴ１２）。第２経路探索処理では、上記の第１経路探索処理（ステップＳＴ４）と同様に、式（１）により表される「リンクコストＬＣ」の累計が最も少ない経路を、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。

ここで、式（１）に含まれる予測混雑度ＣＲは、リンク通過予定情報に基づいて演算装置２８により算出されるリスク情報である。本実施形態において、第２経路探索処理は、通過予定情報の更新（ステップＳＴ８）の後に実行されるため、第２経路探索処理では、図９に示す更新後のリンク通過予定情報に基づいて予測混雑度ＣＲが算出される。なお、第１経路探索処理では、図８に示す更新前のリンク通過予定情報に基づいて予測混雑度ＣＲが算出される。

そして、ステップＳＴ５と同様に、経路探索装置３のコンピュータ装置２０は、第２経路探索処理によって算出した走行計画を、探索要求を送信した第２ユーザー端末７ｂに送信する（ステップＳＴ１３）。その後、第２ユーザー端末７ｂによる走行計画の表示（ステップＳＴ１４）、走行計画の選択（ステップＳＴ１５）及び経路探索装置３によるリンク通過予定情報の更新（ステップＳＴ１６）は、第１ユーザー端末７ａによる走行計画の表示（ステップＳＴ６）、走行計画の選択（ステップＳＴ７）及び経路探索装置３によるリンク通過予定情報の更新（ステップＳＴ８）と同様に実行される。

第２ユーザー端末７ｂのユーザー「Ｂ」は、提供された走行計画に示された最適経路及び出発時刻に従って、ユーザー「Ｂ」が搭乗する車両６ｂを走行させることで、ユーザー「Ｂ」が希望する最適な経路により目的地点に到着することができる。

《本実施形態の効果》
本実施形態の経路探索装置３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と、交通信号機１２を制御する信号制御パラメータと、道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表すリンク通過予定情報と、を用いて経路探索処理を行うことで、走行計画を求める。

図１０は、経路探索処理に信号制御情報（信号制御パラメータに関する情報）を加味することで得られる効果を示す説明図である。上記の実施形態では、リンクコストＬＣの算出に信号制御パラメータに基づく信号遅れ時間ＳＤを含めることで、経路探索処理に信号制御情報を加味する。

例えば、図１０中の（ａ）では、信号制御情報のない経路探索処理により求められる経路を示している。出発地点ＯＲ２から目的地点ＤＥ２までの間には、９個の交差点Ｊ１ｉ（ｉ＝１〜９）が位置する。経路ＲＴ１は、交差点Ｊ１１、Ｊ１４、Ｊ１７、Ｊ１８及びＪ１９を通る経路である。経路ＲＴ２は、交差点Ｊ１１、Ｊ１２、Ｊ１５、Ｊ１８及びＪ１９を通る経路である。経路ＲＴ３は、交差点Ｊ１１、Ｊ１２、Ｊ１３、Ｊ１６及びＪ１９を通る経路である。経路ＲＴ１、ＲＴ２及びＲＴ３のリンク旅行時間ＬＴ及びリンク距離ＬＤは、同じであるとする。信号制御情報を加味しない場合、交差点Ｊ１ｉにおける交通信号機の灯色は考慮されず、経路ＲＴ１、ＲＴ２及びＲＴ３のいずれを通るかは、経路探索のロジックに委ねられる。

これに対し、信号制御情報を加味する場合、それぞれの交差点Ｊ１ｉにおける交通信号機の灯色を、信号遅れ時間ＳＤや停止予定基数Ｓ２としてリンクコストＬＣや燃料消費要素ＦＥに含める。図１０中の（ｂ）には、それぞれの交差点Ｊ１ｉの通過予定時刻における交通信号機の灯色を示している。交差点Ｊ１５、Ｊ１７、Ｊ１８、Ｊ１９において、通過予定時刻における灯色が「赤」であり、それぞれ停止時間は同じであるとする。この場合、信号遅れ時間ＳＤは、灯色が「赤」となる交差点Ｊｉ１の通過個数が少ないほど、小さくなる。そして、図１０中の（ｂ）の場合には、信号遅れ時間ＳＤの最も小さい経路ＲＴ３（「赤」の個数１個）が、最適経路として算出される。

上記のように、信号遅れ時間ＳＤをリンクコストＬＣに含めれば、同じ走行距離となる経路であっても、交通信号機１２の位置する交差点において停止する遅れ時間が少ない最適経路（例えば、停止予定基数Ｓ２が少ない経路）をユーザーに提供することができる。このように信号停止をより避けることができる経路を多数のユーザーに提供することで、渋滞の発生を防止することができる。

図１１は、経路探索処理に通過予定情報（リンク通過予定情報）を加味することで得られる効果を示す説明図である。上記の実施形態では、リンクコストＬＣの算出に、通過予定情報に基づく予測混雑度ＣＲを含めることで、経路探索処理に通過予定情報を加味する。

図１０中の（ｂ）に示すように、信号遅れ時間ＳＤをリンクコストＬＣに含めれば、より精度の高い最適経路をユーザーに提供することができる。しかしながら、経路提供の精度が上がるほど、多数のユーザーに対して同じ経路を提供する機会が多くなる。このため、図１１（ａ）に示すように、通過予定情報を加味しない経路探索処理を行う場合、車両６１ａの経路ＲＴ４ａと、車両６１ｂの経路ＲＴ４ｂと、車両６１ｃの経路ＲＴ４ｃとが、所定のリンクＬ２に集中し、リンクＬ２の流入量が増加することで渋滞が発生するおそれがある。

これに対し、通過予定情報を加味する場合、それぞれのリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３におけるリンク通過予定情報を、予測混雑度ＣＲとしてリンクコストＬＣに含める。例えば、車両６１ｂのユーザーがユーザー端末７により先に探索要求を行い、経路ＲＴ４ｂを走行する走行計画を選択すると、ユーザー端末７から当該走行計画が選択されたことを示す走行計画選択情報が経路探索装置３に送信される。経路探索装置３は、当該走行計画選択情報に基づいて、リンク通過予定情報を更新する。すなわち、リンクＬ２におけるリンク通過予定情報がインクリメントされる。

そして、その後に車両６１ａ、６１ｃのユーザーがユーザー端末７により探索要求を行う場合を考える。この場合、リンクＬ２のリンク通過予定情報はインクリメントされた後である。すなわち、リンクＬ２の予測混雑度ＣＲはより高い値となっている。このため、経路探索装置３は、図１１中の（ｂ）に示すように、車両６１ａ、６１ｃのユーザーには別のリンクＬ１、Ｌ３をそれぞれ通過する経路ＲＴ５ａ、ＲＴ５ｃを最適経路として提供する。すなわち、特定のリンクＬに多数の車両６が案内されることによる交通渋滞の発生を防止することができ、多数のユーザーに対して最適な経路を提供することができる。

このように、予測混雑度ＣＲを加味すれば、車両６の流入量が多く見込まれ、渋滞のリスクが高い経路を避けた状態で、最適経路を多数のユーザーに提供することができる。これにより、渋滞の発生を未然に防止しつつ、多数の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。

また、本実施形態の経路探索システム１は、経路探索装置３が停止予定基数Ｓ２を算出し、走行計画表示画面において停止予定基数Ｓ２を含む情報を表示する。これにより、ユーザーは事前に経路中において交通信号機１２での停止予定の見通しを知ることができる。

また、本実施形態の経路探索システム１は、経路探索装置３において、探索要求に含まれる出発時刻又は到着時刻を含む所定の時間範囲分の複数の設定時刻ごとに最適経路を算出する。ユーザーは、入力した出発時刻とは異なる出発時刻であっても、より所要時間が短い（又は、よりガソリン消費量が少ない）走行計画を好む場合がある。本実施形態の経路探索システム１によれば、探索要求に含まれる出発時刻又は到着時刻とは異なる出発時刻又は到着時刻であっても、ユーザーにとってより好ましい走行計画を提供することができる。

また、本実施形態の経路探索システム１によれば、道路管理者が管理する実際の信号制御に関する情報を経路探索に利用することができるため、より高精度な経路探索を行うことができる。

《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、交通情報処理装置５から受信した信号制御パラメータを記憶装置２７の信号制御情報記憶部２７２に記憶し、経路探索処理においては当該信号制御情報記憶部２７２から信号制御パラメータを読み出していたが、信号制御情報記憶部２７２を設けずに、経路探索処理において信号制御パラメータを交通情報処理装置５から都度読み出すようにしてもよい。

また、信号制御パラメータではなく、信号制御パラメータから生成される交通信号機１２の灯色の切り替えタイミングに基づいて、信号遅れ時間ＳＤを算出してもよい。

また、交通情報処理装置５から受信した信号制御パラメータではなく、プローブ情報やその他車両６の車載装置（例えば、ドライブレコーダー）から取得される交通信号機１２の映像又は画像から予測される信号制御パラメータの仮想パラメータを、信号制御情報として信号制御情報記憶部２７２に記憶してもよい。この場合、経路探索処理においては、信号制御パラメータに替えて、当該仮想パラメータに基づいて、信号遅れ時間ＳＤ及び停止予定基数Ｓ２を算出する。

すなわち、信号遅れ時間ＳＤ及び停止予定基数Ｓ２は、信号制御情報に基づいて算出される。信号制御情報は、信号制御パラメータ、切り替えタイミング及び仮想パラメータの少なくとも１つを含む情報である。

上記の実施形態では、リンクコストＬＣの算出のために、式（１）において、信号遅れ時間ＳＤ及び予測混雑度ＣＲの両方を加味している。しかしながら、リンクコストＬＣの算出において、信号遅れ時間ＳＤ及び予測混雑度ＣＲの一方を加味し、他方を加味しないように構成してもよい。

上記の実施形態では、走行計画表示画面７２において、停止予定基数Ｓ２をそのまま表示欄７２４ｂに表示しているが、この表示に替えて、停止予定基数Ｓ２の割合（停止予定基数Ｓ２／経路中基数Ｓ１）を表示してもよい。

《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 経路探索システム
２ ナビゲーションセンター
３ 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、６ａ、６ｂ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ 車両
７ ユーザー端末
７ａ 第１ユーザー端末
７ｂ 第２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 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
２５ 地図データベース
２６ 道路地図データ
２７ 記憶装置（記憶部）
２７１ プログラム
２７２ 信号制御情報記憶部
２７３ 通過予定情報記憶部
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
７１ 条件設定画面
７１１ 入力欄
７１１ａ ボタン
７１２ 入力欄
７１３ 入力欄
７１４ ラジオボタン
７１５ ラジオボタン
７１６ ラジオボタン
７１７ ラジオボタン
７１８ ラジオボタン
７１９ ボタン
７２ 走行計画表示画面
７２１ 表示欄
７２２ 表示欄
７２３ 表示欄
７２４ 表示欄
７２４ａ 表示欄
７２４ｂ 表示欄
７２５ 表示欄
７２６ 表示欄
７２７ ボタン
７２８ ボタン
Ｚｉ 極小ゾーン（ｉ＝１〜１１）
Ｐｉ 代表地点（ｉ＝１〜１１）
Ｊ１ｉ 交差点（ｉ＝１〜９）
ＯＲ１、ＯＲ２ 出発地点
ＤＥ１、ＤＥ２ 目的地点
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 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
ＳＤ 信号遅れ時間（第１コスト情報）
ＣＲ 予測混雑度（第２コスト情報）
Ｘ１ 混雑度
Ｘ２ 補正値
Ｓ１ 経路中基数
Ｓ２ 停止予定基数
ＦＥ 燃料消費要素
ＰＬ１ 最適所要時間計画（走行計画）
ＰＬ２ 最適到着時間計画（走行計画）
ＰＬ３ 最適燃費計画（走行計画）
ＰＬ４ 最適出発時間計画（走行計画）
ＲＴ１、ＲＴ２、ＲＴ３、ＲＴ４ａ、ＲＴ４ｂ、ＲＴ４ｃ、ＲＴ５ａ、ＲＴ５ｂ 経路
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ 係数

Claims (7)

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含む走行計画を前記ユーザー端末に送信する通信部と、
   現時点以後の交差点の信号制御情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報のうちの少なくとも１つを記憶する記憶部と、
   前記信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び前記通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、前記ユーザー端末により前記走行計画が選択されたことを示す走行計画選択情報を受信し、
   前記情報処理部は、前記走行計画選択情報に基づいて、前記通過予定情報に含まれる前記台数を更新する、
   請求項１に記載の経路探索装置。
3. 前記情報処理部は、
   前記第１コスト情報を前記リンクコストに含む前記探索処理において、前記経路中に含まれる交通信号機のうち前記車両が停止する予定の基数である停止予定基数を算出し、
   算出した前記停止予定基数に関する情報を前記走行計画に含める、
   請求項１又は請求項２に記載の経路探索装置。
4. 前記情報処理部は、
   所定の時間範囲及び所定の時間間隔に基づいて、前記探索要求に含まれる前記出発時刻又は前記到着時刻から、複数の設定時刻を生成し、
   生成した複数の前記設定時刻に基づいて、複数の前記探索処理を行うことにより、複数の前記設定時刻ごとの複数の前記経路を探索し、
   探索した前記経路と、当該経路に対応する前記設定時刻とを前記走行計画に含める、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の経路探索装置。
5. 前記第１コスト情報は、前記リンクコストを算出するリンクに対応する前記交差点に交通信号機が含まれる場合に、当該交通信号機の位置する前記リンクにおいて前記車両が停止する予定の時間、又は前記車両が停止する予定の有無に関する情報であり、
   前記第２コスト情報は、前記通過予定情報と、前記所定地点を含む前記道路の設計交通容量との割合に関する情報である、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の経路探索装置。
6. 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、
   現時点以後の交差点の信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、
   前記経路を含む走行計画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。
7. 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、
   現時点以後の交差点の信号制御情報に基づく第１コスト情報、及び道路の所定地点を現時点以後に車両が通過する予定の台数を表す通過予定情報に基づく第２コスト情報のうちの少なくとも１つをリンクコストに含めて、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、
   前記経路を含む走行計画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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