JP2021196625A - Driving support method, driving support system, and driving support server - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交通事故のリスクを予測して交通機関の運行を支援する運行支援方法、運行支援システム及び運行支援サーバに関する。 The present invention relates to an operation support method, an operation support system, and an operation support server that predict the risk of a traffic accident and support the operation of transportation means.
近年、物流トラックや長距離バス等において、運転手の健康状態や疲労に起因する交通事故の発生が社会的問題となっている。交通事故を予防するため、運転中の運転者の状態をモニタリングする生体センサや、車間距離や速度等の車両の運転状態をリアルタイムで計測する技術の適用が進んでいる。 In recent years, the occurrence of traffic accidents due to the health condition and fatigue of drivers has become a social problem in distribution trucks and long-distance buses. In order to prevent traffic accidents, biosensors that monitor the state of the driver while driving and technologies that measure the driving state of the vehicle such as inter-vehicle distance and speed in real time are being applied.
車両の運転操作を支援する技術として、特許文献1が知られている。特許文献1では、運転状況データと運転操作データとの間の因果関係に加えて、運転操作や運転状況と関係のない生理状態データとの因果関係を含んだテーブルを更新し、裕度を含んで急ブレーキに係る運転操作を予測し、効率的で的確な運転支援を行う技術が開示されている。
しかしながら、上記従来技術では、運転者の生理状態データと、運転操作データと、運転状況データに基づいて急ブレーキの運転操作を予測することは可能であるが、特定の運転操作に注目した予測であり、交通事故などの頻繁には発生しないイベントを予測することが難しい、という問題があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, although it is possible to predict the driving operation of sudden braking based on the driver's physiological state data, the driving operation data, and the driving situation data, it is possible to predict the driving operation focusing on a specific driving operation. There was a problem that it was difficult to predict events that do not occur frequently, such as traffic accidents.
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、運転者の生体データと走行状態データとから交通事故のリスクを予測することができる運転支援方法、運行支援システム及び運行支援サーバを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a driving support method, an operation support system, and an operation support server that can predict the risk of a traffic accident from the driver's biometric data and the driving state data. The purpose is to do.
本発明は、プロセッサとメモリを有する計算機が、車両の運行を支援する運行支援方法であって、過去に収集した車両の走行状態を示す第1の車載センサデータと、前記第1の車載センサデータから危険が発生した情報を予め設定した危険発生データを入力として機械学習によって危険が発生する確率を事故リスクとして推定する事故リスク定義モデルを生成する第1のステップと、過去に収集した車両の走行状態を示す第2の車載センサデータを前記事故リスク定義モデルへ入力して、危険が発生する確率を推定して事故リスク推定データを生成する第2のステップと、前記第2の車載センサデータを収集したときの運転者の生体データから予め算出した第1の生体指標データと、前記事故リスク推定データと、を入力として所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測モデルを機械学習によって生成する第3のステップと、車両を運転中の運転者の生体データを取得して、前記生体データから前記運転者の状態を示す第2の生体指標データを算出する第4のステップと、前記事故リスク予測モデルに前記第2の生体指標データを入力して、前記所定時間後の事故リスクを予測する第5のステップと、を含む。 The present invention is an operation support method in which a computer having a processor and a memory supports the operation of the vehicle, and the first in-vehicle sensor data indicating the running state of the vehicle collected in the past and the first in-vehicle sensor data. The first step to generate an accident risk definition model that estimates the probability that a danger will occur by machine learning by inputting the danger occurrence data preset with the information that the danger has occurred from, and the running of the vehicle collected in the past. The second step of inputting the second in-vehicle sensor data indicating the state into the accident risk definition model, estimating the probability of occurrence of danger, and generating the accident risk estimation data, and the second in-vehicle sensor data. By inputting the first biometric index data calculated in advance from the driver's biometric data at the time of collection and the accident risk estimation data, an accident risk prediction model for predicting the accident risk after a predetermined time is generated by machine learning. The third step, the fourth step of acquiring the biometric data of the driver who is driving the vehicle, and calculating the second biometric index data indicating the state of the driver from the biometric data, and the accident risk. A fifth step of inputting the second biometric data into the prediction model to predict the accident risk after the predetermined time is included.
したがって、本発明によれば、運転者の生体データと走行状態データとから、交通事故のようなイベントに対して、所定時間後の発生リスクを予測することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to predict the risk of occurrence after a predetermined time for an event such as a traffic accident from the driver's biometric data and the driving state data.
本明細書において開示される主題の、少なくとも一つの実施の詳細は、添付されている図面と以下の記述の中で述べられる。開示される主題のその他の特徴、態様、効果は、以下の開示、図面、請求項により明らかにされる。 Details of at least one practice of the subject matter disclosed herein are set forth in the accompanying drawings and in the description below. Other features, aspects, and effects of the disclosed subject matter are manifested in the following disclosures, drawings, and claims.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施例1を示し、運行支援システムの構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention and showing an example of a configuration of an operation support system.
本実施例の運行支援システムは、ネットワーク13を介して1以上の車両7の運行を支援する運行支援サーバ1を含む。車両7は、走行状態を検出する車載センサ8と、運転者の生体データを検出する生体センサ12と、運転者を特定する運転者ID読取り装置11と、検出したセンサデータと運転者IDを収集して運行支援サーバ1へ送信する運転データ収集装置10と、運行支援サーバ1から運転者の交通事故のリスク(以下、事故リスク)に応じた報知を受け付けて、運転者へ通知する予測結果報知装置9を含む。
The operation support system of this embodiment includes an
なお、図示の例では、運転データ収集装置10と予測結果報知装置9を独立した装置とした例を示すが、一つの携帯端末で構成することができる。この場合、運転データ収集部と予測結果報知部として機能する。
Although the illustrated example shows an example in which the operation
車載センサ8としては、車両7の位置情報を検出するGNSS(Global Navigation Satellite System)81と、車両7の挙動や速度を検出する加速度センサ82と、走行環境を映像として検出するカメラ83を含むことができる。
The in-
車載センサ8は、上記に限定されるものではなく、車両7の周囲の物体及び距離を検出する測距センサや、運転操作を検出する操舵角センサ等を用いることができる。また、加速度センサ82は、3軸加速度センサが望ましい。
The in-
生体センサ12は、心拍データを検出する心拍センサ121と、運転者の動きを検出する加速度センサ122を含む。生体センサ12は、上記に限定されるものではなく、発汗量や、体温、まばたき、眼球運動あるいは脳波等を検出するセンサを採用することができる。生体センサ12としては、運転者が装着可能なウェアラブルデバイスのほか、ハンドル、シート、シートベルト等、車両7内部に付属したセンシングデバイスや、運転者の表情や挙動を撮像して画像を解析する画像認識システム等を用いることができる。
The
運転者ID読取り装置11は、運転者の識別子を記録したカードを読み込む。運転データ収集装置10は、所定の周期で車載センサ8と生体センサ12からデータを収集し、ネットワーク13を介して運行支援サーバ1へ送信する。
The driver
運行支援サーバ1は、プロセッサ2と、メモリ3と、ストレージ装置4と、入出力装置5と、通信装置6を含む計算機である。メモリ3は、生体指標計算部31と、事故リスク定義生成部32と、事故リスク予測モデル生成部33と、予測モデル選択部34と、事故リスク予測部35と、事故リスク報知部36と、データ収集部37の各機能部をプログラムとしてロードする。各プログラムはプロセッサ2によって実行される。なお、各機能部の詳細については後述する。
The
プロセッサ2は、各機能部のプログラムに従って処理を実行することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、プロセッサ2は、生体指標計算プログラムを実行することで生体指標計算部31として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、プロセッサ2は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。
The
ストレージ装置4は、上記各機能部が使用するデータを格納する。ストレージ装置4は、車載センサデータ40と、生体センサデータ41と、業務データ42と、事故リスク予測モデル43と、事故リスク予測データ44と、危険発生データ45と、生体指標データ46と、環境データ47と、事故リスク定義モデル48と、アラート定義データ49と、事故リスク推定データ50を格納する。各データの詳細については後述する。
The
入出力装置5は、マウスやキーボードあるいはタッチパネル等の入力装置と、ディスプレイ等の出力装置を含む。通信装置6は、ネットワーク13を介して車両7と通信を行う。
The input / output device 5 includes an input device such as a mouse, a keyboard, or a touch panel, and an output device such as a display. The communication device 6 communicates with the vehicle 7 via the
<運行支援システムの概要>
図2は、運行支援システムで行われる処理の概要を示す図である。まず、事故リスク定義生成部32が、予め設定された危険発生データ45と、過去に収集した車載センサデータ40−m1を入力して、危険が発生する確率を事故リスクとして推定する事故リスク定義モデル48を生成する(S1)。なお、事故リスク定義モデル48は、車両7の走行状態を示す車載センサデータ40−m2を入力として危険が発生する確率を推定する。
<Overview of operation support system>
FIG. 2 is a diagram showing an outline of processing performed by the operation support system. First, the accident risk
危険発生データ45は、車両7の走行状態を示す時系列の車載センサデータ40−m1からインシデントやインシデントに結びつく事象を、管理者等が判定して発生日時とインシデントの重要度を設定したデータである。
The
例えば、車載センサデータ40−m1が加速度センサ82のセンサデータの場合、急ブレーキや急旋回等のインシデント又はインシデントに結びつく走行状態を検出し、管理者などが危険発生の重要度を設定して、危険発生データ45を生成しておく。
For example, when the in-vehicle sensor data 40-m1 is the sensor data of the
なお、重要度は値が大きくなるにつれて危険性が増大する例を示す。また、インシデントに結びつく走行状態とは、運転者がヒヤリ(又はハッと)とするような状態を示す。以下の説明では、インシデント又はインシデントに結びつく走行状態を危険発生とする。 In addition, the importance shows an example in which the risk increases as the value increases. In addition, the driving state that leads to an incident indicates a state in which the driver feels afraid (or a surprise). In the following description, an incident or a running condition leading to an incident is regarded as a danger occurrence.
危険発生データ45の生成は、前後加速度が所定の閾値を超えるような走行状態や、ヨーレートが所定の閾値を超えるような走行状態(危険発生)を運行支援サーバ1で検出し、検出された危険発生の事象について管理者などが重要度を設定してもよい。
In the generation of the
図2に示す車載センサデータ40−m1の時系列と、危険発生データ45の時系列は同一の時系列である。
The time series of the vehicle-mounted sensor data 40-m1 shown in FIG. 2 and the time series of the
事故リスク定義生成部32は、車載センサデータ40−m1と危険発生データ45を入力として、走行状態から事故リスクを推定する機械学習のモデルを事故リスク定義モデル48として生成する。
The accident risk
機械学習のモデルとしてはニューラルネットワークやロジスティック回帰等の周知又は公知の手法を採用すればよいので、本実施例では詳述しない。また、事故リスクは、インシデント(又は危険発生)を引き起こす確率(百分率)である。また、本実施例では、交通事故につながる事象をインシデントとする。 As a machine learning model, a well-known or known method such as a neural network or logistic regression may be adopted, and thus is not described in detail in this embodiment. The accident risk is the probability (percentage) of causing an incident (or the occurrence of a danger). Further, in this embodiment, an event leading to a traffic accident is regarded as an incident.
次に、事故リスク定義生成部32は、生成された事故リスク定義モデル48に、前記車載センサデータ40−m1と異なる時系列であって、過去に収集した車載センサデータ40−m2を入力して事故リスクが発生する確率を出力させて、事故リスク推定データ50を生成する(S2)。
Next, the accident risk
事故リスク推定データ50は、車載センサデータ40−m2に対してインシデントが発生する確率(又はアクシデントが発生する確率)を、車載センサデータ40−m2と同一の時系列として生成されたデータである。
The accident
次に、生体指標計算部31は、車載センサデータ40−m2を取得したときに対応する、過去の生体センサデータ41(運転者の生体データ)から、運転者の生体指標データ46−mを算出する。生体指標データ46−mとしては、例えば、運転者の心拍データから算出したパワースペクトル密度(後述)や、時間領域解析から算出されるNN間隔(R波とR波の間隔)に基づく自律神経指標等(後述)を用いることができる。
Next, the biometric
なお、過去に収集した車載センサデータ40−m1、40−m2及び生体指標データ46−mは、ストレージ装置4の所定の領域に格納しておけばよい。
The in-vehicle sensor data 40-m1, 40-m2 and the biometric index data 46-m collected in the past may be stored in a predetermined area of the
次に、事故リスク予測モデル生成部33は、事故リスク推定データ50と生体指標データ46−mを入力として、走行中の車両7の生体指標データ46から所定時間後の事故リスク(確率)を出力する機械学習のモデルを事故リスク予測モデル43として生成する(S3)。
Next, the accident risk prediction model generation unit 33 inputs the accident
なお、事故リスク予測モデル43は、使用する車載センサデータ40の種類や予測を行う環境に応じて複数のモデルを生成しておき、予測モデル選択部34で使用するモデルを選択するようにしてもよい。
The accident
また、事故リスク予測モデル43は、車両7の運転特性の違いに応じた種類や、運転者の運転履歴、運行前生体データなどに応じて複数の種類を生成しておいてもよい。例えば、車両7の運転特性の違いとしては、トラックとトレーラなどのように、旋回時や後退時のハンドル操作が異なる車種では異なるモデルを生成しておくのが望ましい。また、運転者の運転履歴としては、運転動作の正確さ、危険感受性、運転年数、運転経験車両(大型、特殊など)、走行ルート履歴などの違いによりモデルを生成しておくのがよい。また、運転者の運行前生体データとしては、体温、血圧、血中酸素濃度、前日の睡眠時間などの違いによりモデルを生成しておくのがよい。
Further, the accident
次に、運行支援サーバ1は、生成された事故リスク予測モデル43を用いて、実際に走行中の車両7の事故リスクを予測する(S4)。運行支援サーバ1では、事故リスク予測モデル43が複数存在する場合、予測モデル選択部34が、使用する車載センサデータ40や車両7の環境データ47等に応じた事故リスク予測モデル43を選択する。
Next, the
事故リスク予測部35は、データ収集部37が車両7を介して受信した生体センサ12の心拍データを生体指標計算部31へ入力して生体指標データ46を算出させる。そして、事故リスク予測部35は、算出された生体指標データ46を事故リスク予測モデル43へ入力して、現在から所定時間Δt後までの未来の事故リスクを予測させる。また、事故リスク予測部35は、事故リスク予測モデル43が運転者の状態を示す解釈データ(後述)を出力する場合には、事故リスクの予測値に解釈データを付加することができる。
The accident
そして、事故リスク報知部36は、所定時間Δt後の事故リスクが所定の閾値Th以上の場合には、事故リスクの値や解釈データや走行状態又は環境データに応じてアラートやメッセージを生成し、事故リスクの増大が予測された車両7に対して、アラートやメッセージを送信する(S5)。
Then, when the accident risk after the predetermined time Δt is equal to or higher than the predetermined threshold Th, the accident
車両7は、運行支援サーバ1からアラートを受信すると、予測結果報知装置9でアラートを出力し、運転者に対してアラート又はメッセージを伝達する。また、事故リスク報知部36は、所定時間Δt後に事故リスクの増大が予測される場合には、運行支援サーバ1の管理者等へ、該当する車両7の位置情報と、運転者の事故リスクや業務量等を含む画像を生成して、入出力装置5のディスプレイに表示することができる。
When the vehicle 7 receives the alert from the
運行支援サーバ1は、事故リスクが所定時間Δt後に閾値Th以上になることを予測して、該当する車両7の予測結果報知装置9と入出力装置5のディスプレイへ報知を行うことで、事故リスクが増大する前にアラートやメッセージで運転者と管理者に注意を喚起することが可能となる。これにより、運行支援サーバ1は、実際の事故リスク(51)を低減して、各車両7の安全な運行を推進することができる。
The
なお、未来の事故リスクを予測する所定時間Δtは、30分や1時間などの値に設定することが望ましく、事故リスクが増大する時刻以前に運転者に休憩を勧めたり、アドバイスを提示することができる。 It is desirable to set the predetermined time Δt for predicting the future accident risk to a value such as 30 minutes or 1 hour, and recommend the driver to take a break or present advice before the time when the accident risk increases. Can be done.
<データ>
次に、運行支援システムで使用する各データについて説明する。
<Data>
Next, each data used in the operation support system will be described.
図8は、生体指標データ46の一例を示す図である。生体指標データ46は、生体センサデータ41の心拍データから生体指標計算部31が所定の期間毎に算出したデータを格納するテーブルである。
FIG. 8 is a diagram showing an example of
生体指標データ46は、ユーザID460と、日時461と、自律神経トータルパワー462と、自律神経LF/HF463と、自律神経NN50 465と、平均RRI464を一つのレコードに含む。ユーザID460には、運転者の識別子が格納される。日時461には生体センサデータ41(心拍データ)を取得した日時が格納される。
The
自律神経トータルパワー462には、後述するように、心拍データのR波の間隔(RRI)のパワースペクトル密度の低周波(LF:Low Frequency)成分と高周波(HF:High Frequency)成分の合計値が、自律神経(交感神経と副交感神経)のバランスを示す値として格納される。
As will be described later, the autonomic nerve
自律神経LF/HF463には、パワースペクトル密度の低周波(LF)成分と高周波(HF)成分の比率が格納される。なお、低周波成分は交感神経の活動指標を示し、高周波成分は副交感神経の活動指標を示す。平均RRI464には、予め設定した期間内のR波の間隔(RRI)の平均値が格納される。 The autonomic nerve LF / HF463 stores the ratio of the low frequency (LF) component and the high frequency (HF) component of the power spectral density. The low frequency component indicates the activity index of the sympathetic nerve, and the high frequency component indicates the activity index of the parasympathetic nerve. The average RRI464 stores the average value of the R wave interval (RRI) within a preset period.
自律神経NN50 465には、後述するように、心拍変動時系列データRRIの差分系列ΔRRI(t)について差分値が50msec以上になる差分値の総数が、副交感神経活動の大きさを示す値として格納される。
As will be described later, the
図示の例は、1分間隔で自律神経トータルパワー462や自律神経LF/HF463、自律神経NN50 465を算出する例を示すが、これに限定されるものではなく、適宜設定した時間間隔で生体指標データ46を算出すればよい。
The illustrated example shows an example of calculating the autonomic nerve
図9は、業務データ42の一例を示す図である。業務データ42は、運転者が運転する車両7と業務を管理する情報を格納するテーブルで、運行支援システムの担当者や管理者などによって設定される。
FIG. 9 is a diagram showing an example of
業務データ42は、ユーザID420と、業務の開始日時421と、業務の終了日時422と、車両7の識別子を格納する車両ID423と、業務種別424を一つのレコードに含む。業務種別424には、運転者の業務内容が格納される。
The
図10は、環境データ47の一例を示す図である。環境データ47は、車両7の車載センサデータ40に基づく情報を格納するテーブルである。環境データ47は、車両7の識別子を格納する車両ID470と、環境データ47を生成した日時471と、車両7が走行する道路の渋滞状況472と、天候473と、気温474が格納される。
FIG. 10 is a diagram showing an example of
なお、渋滞状況472は、車両7のカメラ83の画像から判定してもよいし、GNSS81が算出した位置情報に基づいてネットワーク13上の交通情報サービスから取得してもよい。
The
図11は、車載センサデータ40の一例を示す図である。車載センサデータ40は、データ収集部37が車両7の車載センサ8から所定の周期で収集した情報を格納するテーブルである。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the vehicle-mounted
車載センサデータ40は、車両7の識別子を格納する車両ID400と、車載センサ8からデータを取得した日時401と、GNSS81が検出した位置情報を格納する位置402と、車両7の速度403と、加速度センサ82が検出した加速度404を一つのレコードに含む。
The vehicle-mounted
図12は、危険発生データ45の一例を示す図である。危険発生データ45は、図2で示したように、車載センサデータ40−m1に基づいて生成されたテーブルである。
FIG. 12 is a diagram showing an example of
危険発生データ45は、車両7の識別子を格納する車両ID450と、危険発生の日時451と、発生した危険の種別を格納する危険種別452と、発生した危険の重要度453を一つのレコードに含む。危険種別452と、重要度453には、管理者等が決定した値が格納される。
The
危険発生データ45は、車載センサデータ40−m1が示す車両7の走行状態から、インシデント又はインシデントを招く状態を管理者等が判定して危険種別452と、重要度453を設定する。
In the
図13は、事故リスク推定データ50の一例を示す図である。事故リスク推定データ50は、事故リスク定義生成部32が事故リスク定義モデル48に車載センサデータ40−m2を入力して事故リスクを推定させたテーブルである。
FIG. 13 is a diagram showing an example of accident
事故リスク推定データ50は、運転者の識別子を格納するユーザID500と、車両7の識別子を格納する車両ID501と、事故リスクが発生した日時502と、インシデントに至る確率(百分率)を格納する事故リスク503を一つのレコードに含む。
The accident
事故リスク503は、車両7の速度や加速度や位置情報を事故リスク定義モデル48へ与えて、インシデントが発生する確率を推定させた結果である。図示の例では、1分間隔で事故リスク503を算出する例を示すが、これに限定されるものではない。
The
図14は、アラート定義データ49の一例を示す図である。アラート定義データ49は、事故リスク報知部36が報知するアラート又はメッセージを予め設定したテーブルである。
FIG. 14 is a diagram showing an example of
アラート定義データ49は、アラートID490と、事故リスク条件491と、時間条件492と、渋滞条件493と、天候条件494と、優先順位495と、コメント496を一つのレコードに含む。
The
アラートID490は、アラートを特定するための識別子を格納する。事故リスク条件491には、当該レコードのアラートを選択する事故リスクの条件が格納される。例えば、アラートID490=「1」のレコードでは、事故リスクの値が70%以下の場合に選択する条件が設定される。
The alert ID 490 stores an identifier for identifying the alert. The
時間条件492は、当該レコードのアラートを選択する時間帯が設定される。渋滞条件493は、当該レコードのアラートを選択する渋滞状況(有無)が設定される。天候条件494は、当該レコードのアラートを選択する天候が設定される。
In the
優先順位495は、事故リスク条件491を満足するレコードが複数抽出された場合に、選択するレコードの優先度が予め設定される。コメント496は、報知するアラート(又はメッセージ)の内容が格納される。
In the
図15は、事故リスク予測データ44の一例を示す図である。事故リスク予測データ44は、走行中の車両7の運転者の生体センサデータ41を入力した事故リスク予測モデル43が算出した事故リスクの予測結果を格納するテーブルである。
FIG. 15 is a diagram showing an example of accident
事故リスク予測データ44は、ユーザID440と、車両ID441と、車載センサデータ40を取得した日時442と、予測日時443と、事故リスク444を一つのレコードに含む。
The accident
予測日時443には、所定時間Δt後の日時が格納される。事故リスク444には、所定時間Δt後の事故リスクの予測値(百分率)が格納される。
The predicted date and
<処理の詳細>
次に、運行支援システムで行われる処理について説明する。
<Details of processing>
Next, the processing performed by the operation support system will be described.
図3は、運行支援サーバ1で行われる事故リスク予測モデル43の生成処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、車両7から車載センサ8と生体センサ12を受け付ける以前に実施して、事故リスク予測モデル43を生成しておく。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the generation process of the accident
事故リスク定義生成部32は、予め生成された危険発生データ45と、過去に収集した車載センサデータ40(図2の40−m1)を入力として機械学習によって事故リスク定義モデル48を生成する(S11)。
The accident risk
そして、事故リスク定義生成部32は、生成された事故リスク定義モデル48へ過去に収集した車載センサデータ40(図2の40−m2)を入力して、事故リスク推定データ50を生成する(S12)。
Then, the accident risk
次に、事故リスク予測モデル生成部33は、過去に収集した車載センサデータ40(図2の40−m2)に対応する生体指標データ46−mを取得して、事故リスク推定データ50と生体指標データ46−mから機械学習によって事故リスク予測モデル43を生成する(S13)。
Next, the accident risk prediction model generation unit 33 acquires the biometric index data 46-m corresponding to the in-vehicle sensor data 40 (40-m2 in FIG. 2) collected in the past, and obtains the accident
なお、事故リスク予測モデル生成部33は、機械学習を行う際に、運転者の情報を業務データ42から取得し、車両7の走行環境を環境データ47から取得して、事故リスク予測モデル43の生成を実施する。
The accident risk prediction model generation unit 33 acquires the driver's information from the
上記処理によって、事故リスク定義モデル48を作成して事故リスク推定データ50を生成した後に、過去に収集した生体指標データ46と事故リスク推定データ50から事故リスク予測モデル43が生成される。
By the above processing, after the accident
図4は、運行支援サーバ1で行われる生体指標データ46の生成処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、車両7からデータを受信する度に実行される。運行支援サーバ1のデータ収集部37は、車両7の運転データ収集装置10から車載センサ8と生体センサ12のデータを受信する(S21)。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the generation process of the
データ収集部37は、心拍センサ121と加速度センサ122が検出した心拍データと、加速度データを生体センサデータ41に格納する(S22)。なお、車載センサ8のデータは、データ収集部37が車載センサデータ40に格納する。
The
次に、生体指標計算部31が、生体センサデータ41を読み込んで、後述するように生体指標を算出する(S23)。生体指標計算部31は、算出した生体指標を生体指標データ46に格納する(S24)。
Next, the biometric
図7Aは、生体指標計算部31で行われる生体指標の計算処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図4のステップS23で実行される。
FIG. 7A is a flowchart showing an example of the calculation process of the biometric index performed by the biometric
生体指標計算部31は、生体センサデータ41から心拍データを取得する(S51)。取得する心拍データは、最新の心拍データから所定の期間内のデータである。次に、生体指標計算部31は、心拍データに含まれるR波の間隔からRRI(RR Interval)を算出する(S52)。
The biometric
図7Bは、生体センサ12が検出した心拍データの一例を示す図である。生体指標計算部31は、図中R波のピークと次のR波のピークの時間間隔をRRIとして検出し、所定数(又は所定期間)のRRIを心拍変動時系列データとして算出し、さらにRRIの平均値を平均RRI464として算出する。
FIG. 7B is a diagram showing an example of heart rate data detected by the
次に、生体指標計算部31は、算出された心拍変動時系列データからゆらぎを算出する。図7Cは、生体指標計算部31が算出した心拍データのゆらぎ(心拍変動)の一例を示すグラフである。心拍データのRRIは一定ではなく、自律神経の活動等によって変動している。
Next, the biometric
生体指標計算部31は、時系列の心拍変動データから周波数スペクトル解析を行ってから(S53)、パワースペクトル密度(PSD:Power Spectral density)を算出する(S54)。パワースペクトル密度の算出は、周知の手法を適用すればよい。
The biometric
次に、生体指標計算部31は、パワースペクトル密度の低周波成分の強度LFと高周波成分の強度HFを算出する。図7Dは、心拍変動のパワースペクトル密度の周波数領域の一例を示すグラフである。
Next, the biometric
生体指標計算部31は、図7Dのように、パワースペクトルの低周波成分の領域(0.05Hz〜0.15Hz)の強度(積分値)LFと、高周波成分の領域(0.15Hz〜0.40Hzまで)の強度(積分値)HFを合計(LF+HF)した値を自律神経トータルパワー462として算出する。
As shown in FIG. 7D, the biometric
また、生体指標計算部31は、パワースペクトルの低周波成分の強度LFと高周波成分の強度HFの比(LF/HF)を自律神経LF/HF463として算出する。
Further, the biometric
上記処理によって、生体センサデータ41の心拍データから、時系列の心拍変動データを算出して、低周波成分と高周波成分の強度(LF、HF)を算出して、自律神経トータルパワー462や自律神経LF/HF463が得られる。
By the above processing, time-series heart rate variability data is calculated from the heart rate data of the
ここで、高周波成分は、副交感神経が活性化(緊張)している場合に心拍変動に出現し、低周波成分は交感神経が活性化(緊張)しているときも、副交感神経が活性化(緊張)しているときも心拍変動に出現する。 Here, the high-frequency component appears in the heart rate variability when the parasympathetic nerve is activated (tension), and the low-frequency component activates the parasympathetic nerve (tension) even when the sympathetic nerve is activated (tension). It also appears in heart rate variability when you are nervous.
交感神経が活性化している場合はストレス状態であり、副交感神経が活性化している場合はリラックス状態にあることが知られているので、低周波成分の強度LFと高周波成分の強度HFから、運転者がストレス状態であるかリラックス状態であるかを判定することができる。 It is known that when the sympathetic nerve is activated, it is in a stressed state, and when the parasympathetic nerve is activated, it is in a relaxed state. It is possible to determine whether a person is in a stressed state or a relaxed state.
その後、生体指標計算部31は、心拍変動時系列データRRIの時間領域解析から得られる時間領域指標を算出する(S55)。図7Eは、心拍変動時系列データRRIの差分系列ΔRRI(t)から、時間領域指標の一つである自律神経NNXXを算出する一例を示すグラフである。
After that, the biometric
生体指標計算部31は、図7Eのように、心拍変動時系列データRRIについて隣接するRRIの差分をとった差分系列であるΔRRI(t)を計算し、ΔRRI(t)から、ΔRRI(t)を構成する差分値がXXmsec以上になる差分値の総数である自律神経NNXXを算出する。典型的には、図7Eのように、XX=50とした場合である、ΔRRI(t)を構成する差分値が50msec以上になる差分値の総数(=格子状網掛け範囲に存在する差分値の総数)である自律神経NN50 465を算出する。
As shown in FIG. 7E, the biometric
ここで自律神経NN50 465は高周波数成分の強度HFに類似し、副交感神経活動の大きさを表す指標であることが知られているので、自律神経NN50 465から、運転者のリラックス状態の大きさを判定することができる。
Here, since the
なお、NNXXは上述した定義に限定されない。例えば、ΔRRI(t)を構成する差分値が50msec以上になる差分値の総数に代えて、ΔRRI(t)を構成する差分値の絶対値が50msec以上になる差分値の総数(=格子状網掛け範囲及び斜線状網掛け範囲に存在する差分値の総数)であるabsNN50を算出してもよいし、自律神経NN50 465をΔRRI(t)に含まれる差分値の総数で除して正規化した値である(=格子状網掛け範囲に存在する差分値の総数÷点状網掛け範囲に存在する差分値の総数)pNN50を算出してもよい。また、ΔRRI(t)を構成する差分値が50msec以上になるという条件に代えて、ΔRRI(t)を構成する差分値が50msecを超えるという条件に基づいて自律神経NN50 465を算出してもよい。さらに、XX=50に代えて、XX=40、60、100等としたNNXXを算出してもよい。
Note that NNXX is not limited to the above definition. For example, instead of the total number of difference values in which the difference values constituting ΔRRI (t) are 50 msec or more, the total number of difference values in which the absolute value of the difference values constituting ΔRRI (t) is 50 msec or more (= grid network). The absNN50, which is the total number of difference values existing in the multiplication range and the shaded shaded range), may be calculated, or the
そして、生体指標計算部31は、上記算出した自律神経トータルパワー462と、自律神経LF/HF463と、自律神経NN50 465及び平均RRI464を生体指標データ46に格納する(S56及び図4のS24)。
Then, the biometric
したがって、事故リスク予測モデル43は、自律神経LF/HF463等の強度LF、HFに基づく生体指標や、自律神経NN50 465のように時間領域解析に基づく生体指標から、運転者の状態に関する解釈データを出力することができる。解釈データとしては、運転者のストレス状態やリラックス状態を含むようにしてもよい。
Therefore, the accident
図5は、運行支援サーバ1で行われる予測処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、生体指標データ46が更新された後等、所定のタイミングで実行される。事故リスク予測部35は、最新のデータから所定の期間までの生体指標データ46を取得する(S31)。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the prediction process performed by the
次に、予測モデル選択部34は、業務データ42から解析対象のユーザID420と、車両ID423を特定して、環境データ47を用いて使用する事故リスク予測モデル43を選択する(S32)。解析対象のユーザID420は、例えば、未処理の生体指標データ46のユーザID460とすることができる。
Next, the prediction
また、予測モデル選択部34は、事故リスク予測モデル43が複数存在する場合には、環境データ47の天候473や日時471や渋滞状況472等に基づいて使用するモデルを選択する。
Further, when a plurality of accident
次に、事故リスク予測部35は、選択された事故リスク予測モデル43へ解析対象のユーザIDの生体指標データ46を入力して事故リスクを算出する(S33)。算出された事故リスクは、事故リスク予測データ44の事故リスク444に格納される。
Next, the accident
なお、図15では、事故リスク444を格納する例を示したが、事故リスク予測モデル43が、自律神経LF/HF463等から運転者の状態に関する解釈データ(ストレス状態やリラックス状態)を出力する場合には、解釈データを生体指標データ46に格納することができる。
Although FIG. 15 shows an example of storing the
また、上記では事故リスク予測モデル43に生体指標データ46を入力する例を示したが、これに限定されるものではなく、環境データ47や車載センサデータ40を事故リスク予測モデル43の入力に加えてもよい。例えば、事故リスク予測モデル43が解釈データを出力する場合では、渋滞状況等を事故リスク予測モデル43の入力とすることで、予測精度を向上させることができる。
Further, although the example in which the
上記処理によって、生体指標データ46が更新された後等の所定のタイミングで、事故リスク予測モデル43によって所定時間Δt後の事故リスク(及び解釈データ)が予測される。
By the above processing, the accident risk (and interpretation data) after the predetermined time Δt is predicted by the accident
図6は、運行支援サーバで行われるアラート生成処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図5の予測処理が完了した後に実行される。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of the alert generation process performed by the operation support server. This process is executed after the prediction process of FIG. 5 is completed.
事故リスク報知部36は、アラート定義データ49を取得する(S41)。事故リスク報知部36は、事故リスク予測データ44を参照して所定時間Δt後の事故リスク444の値が予め設定された閾値Th(図中基準値)以上の運転者を検索する(S42)。
The accident
事故リスク報知部36は、所定時間Δt後に事故リスク444の値が閾値Th以上の運転者が存在する場合にはステップS44に進んで、閾値Th以上の運転者の識別子から業務データ42の車両ID423を取得して、アラートの送信対象とする(S44)。
If there is a driver whose
そして、事故リスク報知部36は、当該車両7の車両ID470で環境データ47を取得し、アラート定義データ49から、環境データ47の条件(時間条件492、渋滞条件493、天候条件494)と事故リスク条件491を満足するアラートID490を選択し、アラートID490で指定された事故リスクアラート(図示省略)と、当該選択されたレコードのコメント496を出力する(S45)。
Then, the accident
なお、事故リスク報知部36は、車載センサデータ40から車両7の位置402を取得して、車両7の位置情報を加えてアラートを生成する。
The accident
上記処理によって、所定時間Δt後に事故リスクが閾値Th以上となることが予測された運転者の車両7に対して、アラートが送信される。アラートを受信した車両7では、予測結果報知装置9が運転者に対してアラートを通知する。また、運行支援サーバ1では、事故リスク報知部36が入出力装置5のディスプレイにアラートを送信した車両7を表示する。
By the above processing, an alert is transmitted to the driver's vehicle 7 whose accident risk is predicted to be equal to or higher than the threshold value Th after a predetermined time Δt. In the vehicle 7 that has received the alert, the prediction result notification device 9 notifies the driver of the alert. Further, in the
なお、図14のアラート定義データ49では、事故リスク条件491と環境条件と優先順位495でコメントやアラートID490を決定する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、事故リスク予測モデル43が、運転者の状態に関する解釈データを出力する場合には、解釈データによってアラートIDを決定する条件を設定してもよい。
Note that the
一例を示すと、事故リスク444が同一の場合、解釈データがストレス状態又はリラックス状態の場合は、ストレス状態で事故リスクが高くなる際のアラートID490と、リラックス状態で事故リスクが高くなる際のアラートID490を異なるアラートとする。これにより、事故リスク444の値に解釈データを加えることで、精度の高い予測を実現することができる。
As an example, when the
図16Aは、事故リスク報知部36が入出力装置5のディスプレイに出力する予測結果表示画面600の一例を示す図である。事故リスク報知部36が出力する予測結果表示画面600は、地図上に管理対象の車両7のアイコン602が表示され、アラートを発報したアイコン602には、アラートアイコン601が付加される。
FIG. 16A is a diagram showing an example of a prediction result display screen 600 output by the accident
また、アラートアイコン601の近傍には、事故リスクが増大した運転者の運転状況603が表示され、当該運転者の業務量や休憩回数を管理者等に報知することができる。
Further, in the vicinity of the
また、管理者は、複数の運転者の事故リスクを地図上で一覧して確認でき、事故リスクの高い運転者を選択して遠隔から指示することが可能となる。 In addition, the manager can list and confirm the accident risks of a plurality of drivers on a map, and can select a driver with a high accident risk and give an instruction remotely.
なお、図示の例では、地図上に車両7の位置と運転者の状況を表示する例を示したが、これに限定されるものではなく、リストなどの文字情報で報知を行うようにしてもよい。 In the illustrated example, the position of the vehicle 7 and the situation of the driver are displayed on the map, but the present invention is not limited to this, and the notification may be performed by text information such as a list. good.
また、事故リスク報知部36は、事故リスクが増大すると予測された運転者について、自律神経LF/HF463等から解釈データが得られる場合には、解釈データを運転状況603に表示することで、管理者等は運転者のストレス状態やリラックス状態を把握することが可能となる。
Further, the accident
図16Bは、予測結果報知装置9が出力する予測結果表示画面650の一例を示す図である。予測結果報知装置9は、ディスプレイ(図示省略)を有し、運行支援サーバ1からアラートを受信すると予測結果表示画面650を表示する。
FIG. 16B is a diagram showing an example of a prediction result display screen 650 output by the prediction result notification device 9. The prediction result notification device 9 has a display (not shown) and displays a prediction result display screen 650 when an alert is received from the
予測結果表示画面650は、事故リスクアラートを表示する領域651と、コメントを表示する領域652を含む。運転者は予測結果報知装置9の予測結果表示画面650を視認することで、事故リスクを認識することが可能となる。
The prediction result display screen 650 includes an
以上のように、本実施例の運行支援システムは、生体センサ12の心拍データから運行支援サーバ1が算出した生体指標データ46を、事故リスク予測モデル43へ入力して所定時間Δt後の事故リスク444を予測させる。これにより、車両7の運転者の自律神経の状態などに応じて、交通事故が起こりやすい状態を事前に予測して、休憩を推奨するなどのフィードバックを運転者に対して行うことが可能となる。
As described above, in the operation support system of this embodiment, the
なお、上記実施例1では、車両7を管理する運行支援システムに本発明を適用する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、車両7に代わって、鉄道車両や船舶あるいは航空機など運転者や操縦者を要する移動体に適用することができる。 In the first embodiment, the present invention is applied to the operation support system for managing the vehicle 7, but the present invention is not limited thereto. For example, instead of the vehicle 7, it can be applied to a moving body that requires a driver or a driver, such as a railroad vehicle, a ship, or an aircraft.
また、上記実施例1では、過去に収集した車載センサデータ40−m1と、危険発生データ45から事故リスク定義モデル48を生成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、業務が終了した新たな車載センサデータ40から、運転者が危険と判定した箇所を特定して新たな危険発生データ45を生成し、学習データとして追加して、事故リスク定義モデル48を再度学習してもよい。この場合、事故リスク予測モデル43も再度生成することになる。
Further, in the first embodiment, an example in which the accident
図17は、実施例2を示し、運行支援システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施例では、生体指標計算部31と、事故リスク予測部35と、生体指標データ46を車両7の運転データ収集装置10に配置し、運行支援サーバ1の予測モデル選択部34が選択した事故リスク予測モデル43Aで事故リスクを予測する。
FIG. 17 is a block diagram showing the second embodiment and showing an example of the configuration of the operation support system. In this embodiment, the biometric
生体指標データの算出と、事故リスクの予測を車両7の運転データ収集装置10で行って、事故リスクを運行支援サーバ1へ送信する。運行支援サーバ1では、事故リスク報知部36が、所定時間Δt後の事故リスクが閾値Th以上となる場合には、前記実施例1と同様に該当する車両7に対してアラートを出力する。
The biometric index data is calculated and the accident risk is predicted by the driving
本実施例では、生体指標の算出と事故リスクの予測を車両7側で行うことで、運行支援サーバ1の負荷を低減し、運行支援サーバ1が管理する車両7の数を増大させることが可能となる。
In this embodiment, it is possible to reduce the load on the
<結び>
以上のように、上記実施例の運行支援方法は、以下のような構成とすることができる。
<Conclusion>
As described above, the operation support method of the above embodiment can be configured as follows.
(1)プロセッサ(2)とメモリ(3)を有する計算機が、車両(7)の運行を支援する運行支援方法であって、前記計算機が、過去に収集した車両の走行状態を示す第1の車載センサデータ(40−m1)と、前記第1の車載センサデータ(40−m1)から危険が発生した情報を予め設定した危険発生データ(45)と、を入力として、機械学習によって危険が発生する確率を事故リスクとして推定する事故リスク定義モデル(48)を生成する第1のステップと、前記計算機が、過去に収集した車両(7)の走行状態を示す第2の車載センサデータ(40−m2)を前記事故リスク定義モデル(48)へ入力して、危険が発生する確率を推定して事故リスク推定データ(50)を生成する第2のステップと、前記計算機が、前記第2の車載センサデータ(40−m2)を収集したときの運転者の生体データから予め算出した第1の生体指標データ(46−m)と、前記事故リスク推定データ(50)と、を入力として所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測モデル(43)を機械学習によって生成する第3のステップと、前記計算機が、車両(7)を運転中の運転者の生体データを取得して、前記生体データから前記運転者の状態を示す第2の生体指標データ(46)を算出する第4のステップと、前記計算機が、前記事故リスク予測モデル(43)に前記第2の生体指標データ(46)を入力して、前記所定時間Δt後の事故リスク(44)を予測する第5のステップと、を含むことを特徴とする運行支援方法。 (1) A computer having a processor (2) and a memory (3) is an operation support method for supporting the operation of the vehicle (7), and the first method showing the running state of the vehicle collected by the computer in the past. Danger occurs by machine learning by inputting in-vehicle sensor data (40-m1) and danger occurrence data (45) in which information on which danger has occurred is preset from the first in-vehicle sensor data (40-m1). The first step of generating an accident risk definition model (48) that estimates the probability of this as an accident risk, and the second in-vehicle sensor data (40-) indicating the running state of the vehicle (7) collected in the past by the computer. The second step of inputting m2) into the accident risk definition model (48) to estimate the probability of occurrence of danger and generating the accident risk estimation data (50), and the second vehicle-mounted computer. After a predetermined time, the first biometric index data (46-m) calculated in advance from the driver's biometric data when the sensor data (40-m2) is collected and the accident risk estimation data (50) are input. The third step of generating an accident risk prediction model (43) for predicting the accident risk of the above, and the computer acquires the biometric data of the driver who is driving the vehicle (7), and the biometric data. In the fourth step of calculating the second biometric index data (46) indicating the state of the driver, the computer applies the second biometric index data (46) to the accident risk prediction model (43). An operation support method comprising the fifth step of inputting and predicting the accident risk (44) after the predetermined time Δt.
上記構成により、運行支援サーバ1は、車両7を運転中の運転者の生体データから、所定時間Δt後の事故リスクを予測することが可能となる。
With the above configuration, the
(2)上記(1)に記載の運行支援方法であって、前記計算機が、前記所定時間Δt後の事故リスクの予測値が予め設定された閾値Th以上の場合にはアラート(600)を生成して出力する第6のステップを、さらに含むことを特徴とする運行支援方法。 (2) In the operation support method according to (1) above, when the computer generates an alert (600) when the predicted value of the accident risk after the predetermined time Δt is equal to or higher than the preset threshold value Th. An operation support method characterized by further including a sixth step of outputting.
上記構成により、運行支援サーバ1は、事故リスクが所定時間Δt後に閾値Th以上になることを予測して、該当する車両7の予測結果報知装置9と入出力装置5のディスプレイへ報知を行うことで、事故リスクが増大する前にアラートやメッセージで運転者と管理者に注意を喚起することが可能となる。これにより、運行支援サーバ1は、各車両7の安全な運行を推進することができる。
With the above configuration, the
(3)上記(1)に記載の運行支援方法であって、前記第4のステップは、前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得するステップと、前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成するステップと、前記心拍変動時系列データの周波数スペクトル解析を行うステップと、前記周波数スペクトル解析の結果からパワースペクトル密度の低周波成分の強度LFと、高周波成分の強度HFの和を自律神経トータルパワー算出して、生体指標データ(462)として算出するステップと、を含むことを特徴とする運行支援方法。 (3) In the operation support method according to the above (1), the fourth step is a step of acquiring the driver's heartbeat data as the biological data and a heartbeat by calculating RRI from the heartbeat data. From the step of generating the fluctuation time series data, the step of performing the frequency spectrum analysis of the heart rate fluctuation time series data, and the intensity LF of the low frequency component of the power spectrum density and the intensity HF of the high frequency component from the result of the frequency spectrum analysis. An operation support method including a step of calculating the sum as the total power of the autonomic nerve and calculating it as biometric index data (462).
上記構成により、生体センサデータ41の心拍データから、時系列の心拍変動データを算出して、低周波成分と高周波成分の強度(LF、HF)を算出して、自律神経トータルパワー462や自律神経LF/HF463が得られる。
With the above configuration, time-series heart rate variability data is calculated from the heart rate data of the
(4)上記(3)に記載の運行支援方法であって、前記第5のステップは、前記事故リスク予測モデル(43)に前記パワースペクトル密度の低周波成分の強度(LF)と高周波成分の強度(HF)を入力し、前記事故リスク予測モデル(43)が運転者の状態を示す解釈データを出力することを特徴とする運行支援方法。 (4) In the operation support method according to (3) above, in the fifth step, the intensity (LF) of the low frequency component and the high frequency component of the power spectral density are described in the accident risk prediction model (43). An operation support method comprising inputting an intensity (HF) and outputting interpretation data indicating the driver's condition by the accident risk prediction model (43).
上記構成により、交感神経が活性化している場合はストレス状態であり、副交感神経が活性化している場合はリラックス状態にあることが知られているので、低周波成分の強度LFと高周波成分の強度HFから、運転者がストレス状態であるかリラックス状態であるかを判定することができる。 According to the above configuration, it is known that when the sympathetic nerve is activated, it is in a stress state, and when the parasympathetic nerve is activated, it is in a relaxed state. From the HF, it can be determined whether the driver is in a stressed state or a relaxed state.
(5)上記(2)に記載の運行支援方法であって、前記第6のステップは、前記車両(7)の位置情報(位置402)を取得して、前記車両(7)の位置情報(402)と前記運転者の状態を示す情報(603)とを表示する画面(予測結果表示画面600)を出力することを特徴とする運行支援方法。 (5) In the operation support method according to (2) above, in the sixth step, the position information (position 402) of the vehicle (7) is acquired, and the position information of the vehicle (7) (7). An operation support method comprising outputting a screen (prediction result display screen 600) for displaying 402) and information (603) indicating the state of the driver.
上記構成により、管理者は、複数の運転者の事故リスクを地図上で一覧して確認でき、事故リスクの高い運転者を選択して遠隔から指示することが可能となる。 With the above configuration, the manager can list and confirm the accident risks of a plurality of drivers on a map, and can select a driver with a high accident risk and give an instruction remotely.
(16)上記(1)に記載の運行支援方法であって、前記第4のステップは、前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得するステップと、前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成するステップと、前記心拍変動時系列データについて隣接するRRIの差分値を算出して差分系列ΔRRI(t)を生成するステップと、前記差分系列ΔRRI(t)から前記差分値が所定値XXmsec以上になる差分値の総数を自律神経NNXXとして算出して生体指標データ(462)とするステップと、を含むことを特徴とする運行支援方法。 (16) In the operation support method according to (1) above, the fourth step is a step of acquiring the driver's heartbeat data as the biological data and a heartbeat by calculating RRI from the heartbeat data. A step of generating variable time-series data, a step of calculating the difference value of adjacent RRIs for the heart rate variability time-series data to generate a difference series ΔRRI (t), and the difference value from the difference series ΔRRI (t). An operation support method comprising a step of calculating the total number of difference values having a predetermined value of XX msec or more as autonomic nerve NNXX and using it as biometric index data (462).
上記構成により、生体センサデータ41の心拍データから、時系列の心拍変動データを算出して、心拍変動データから差分系列ΔRRI(t)を算出して、差分値が所定値XXmsec以上になる差分値の総数を自律神経NNXXとして算出することで副交感神経活動の大きさを表す指標として生体指標データ46を得ることができる。
With the above configuration, the time-series heart rate variability data is calculated from the heart rate data of the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、又は置換のいずれもが、単独で、又は組み合わせても適用可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment is described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the configurations described. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, for a part of the configuration of each embodiment, any of addition, deletion, or replacement of other configurations can be applied alone or in combination.
また、上記の各構成、機能、処理部、及び処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、及び機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 Further, each of the above configurations, functions, processing units, processing means and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit. Further, each of the above configurations and functions may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that realize each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines indicate those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines in the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.
1 運行支援サーバ
2 プロセッサ
3 メモリ
4 ストレージ装置
7 車両
8 車載センサ
12 生体センサ
31 生体指標計算部
32 事故リスク定義生成部
33 事故リスク予測モデル生成部
34 予測モデル選択部
35 事故リスク予測部
36 事故リスク報知部
40 車載センサデータ
41 生体センサデータ
42 業務データ
43 事故リスク予測モデル
44 事故リスク予測データ
45 危険発生データ
46 生体指標データ
47 環境データ
48 事故リスク定義モデル
50 事故リスク推定データ
1
Claims (18)
過去に収集した車両の走行状態を示す第1の車載センサデータと、前記第1の車載センサデータから危険が発生した情報を予め設定した危険発生データと、を入力として、機械学習によって危険が発生する確率を事故リスクとして推定する事故リスク定義モデルを生成する第1のステップと、
過去に収集した車両の走行状態を示す第2の車載センサデータを前記事故リスク定義モデルへ入力して、危険が発生する確率を推定して事故リスク推定データを生成する第2のステップと、
前記第2の車載センサデータを収集したときの運転者の生体データから予め算出した第1の生体指標データと、前記事故リスク推定データと、を入力として、所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測モデルを機械学習によって生成する第3のステップと、
車両を運転中の運転者の生体データを取得して、前記生体データから前記運転者の状態を示す第2の生体指標データを算出する第4のステップと、
前記事故リスク予測モデルに前記第2の生体指標データを入力して、前記所定時間後の事故リスクを予測する第5のステップと、
を含むことを特徴とする運行支援方法。 A computer with a processor and memory is an operation support method that supports the operation of a vehicle.
Danger occurs by machine learning by inputting the first in-vehicle sensor data showing the running state of the vehicle collected in the past and the danger occurrence data in which the information on which the danger has occurred is preset from the first in-vehicle sensor data. The first step in generating an accident risk definition model that estimates the probability of
The second step of inputting the second in-vehicle sensor data indicating the running state of the vehicle collected in the past into the accident risk definition model, estimating the probability of occurrence of danger, and generating the accident risk estimation data, and
An accident that predicts the accident risk after a predetermined time by inputting the first biometric index data calculated in advance from the biometric data of the driver when the second in-vehicle sensor data is collected and the accident risk estimation data. The third step of generating a risk prediction model by machine learning,
The fourth step of acquiring the biometric data of the driver who is driving the vehicle and calculating the second biometric index data indicating the state of the driver from the biometric data.
A fifth step of inputting the second biometric index data into the accident risk prediction model to predict the accident risk after a predetermined time, and
Operation support method characterized by including.
前記所定時間後の事故リスクの予測値が予め設定された閾値以上の場合にはアラートを生成して出力する第6のステップを、さらに含むことを特徴とする運行支援方法。 The operation support method according to claim 1.
An operation support method further comprising a sixth step of generating and outputting an alert when the predicted value of the accident risk after a predetermined time is equal to or higher than a preset threshold value.
前記第4のステップは、
前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得するステップと、
前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成するステップと、
前記心拍変動時系列データの周波数スペクトル解析を行うステップと、
前記周波数スペクトル解析の結果からパワースペクトル密度の低周波成分の強度と、高周波成分の強度の和を自律神経トータルパワーとして算出して生体指標データとするステップと、
を含むことを特徴とする運行支援方法。 The operation support method according to claim 1.
The fourth step is
The step of acquiring the driver's heartbeat data as the biometric data,
A step of calculating RRI from the heart rate data to generate heart rate variability time series data,
The step of performing frequency spectrum analysis of the heart rate variability time series data,
From the result of the frequency spectrum analysis, the step of calculating the sum of the intensity of the low frequency component of the power spectral density and the intensity of the high frequency component as the total power of the autonomic nerve and using it as the biometric index data.
Operation support method characterized by including.
前記第5のステップは、
前記事故リスク予測モデルに前記パワースペクトル密度の低周波成分の強度と高周波成分の強度を入力し、前記事故リスク予測モデルが運転者の状態を示す解釈データを出力することを特徴とする運行支援方法。 The operation support method according to claim 3.
The fifth step is
An operation support method characterized in that the intensity of a low frequency component and the intensity of a high frequency component of the power spectral density are input to the accident risk prediction model, and the accident risk prediction model outputs interpretation data indicating the driver's condition. ..
前記第6のステップは、
前記車両の位置情報を取得して、前記車両の位置情報と前記運転者の状態を示す情報とを表示する画面を出力することを特徴とする運行支援方法。 The operation support method according to claim 2.
The sixth step is
An operation support method comprising acquiring the position information of the vehicle and outputting a screen displaying the position information of the vehicle and the information indicating the state of the driver.
走行状態を検出する車載センサと、運転者の生体データを検出する生体センサを有する車両と、を含んで前記車両の運行を支援する運行支援システムであって、
前記サーバは、
過去に収集した車両の走行状態を示す第1の車載センサデータと、前記第1の車載センサデータから危険が発生した情報を予め設定した危険発生データと、を入力として、機械学習によって危険が発生する確率を事故リスクとして推定する事故リスク定義モデルを生成し、過去に収集した車両の走行状態を示す第2の車載センサデータを前記事故リスク定義モデルへ入力して、危険が発生する確率を推定して事故リスク推定データを生成する事故リスク定義生成部と、
前記第2の車載センサデータを収集したときの運転者の生体データから予め算出した第1の生体指標データと、前記事故リスク推定データと、を入力として、所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測モデルを機械学習によって生成する事故リスク予測モデル生成部と、
前記車両の前記生体センサから運転中の前記運転者の生体データを取得して、前記生体データから前記運転者の状態を示す第2の生体指標データを算出する生体指標計算部と、
前記事故リスク予測モデルに前記第2の生体指標データを入力して、前記所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測部と、
を有することを特徴とする運行支援システム。 A server with a processor and memory,
It is an operation support system that supports the operation of the vehicle including an in-vehicle sensor that detects a driving state and a vehicle having a biosensor that detects a driver's biometric data.
The server
Danger occurs by machine learning by inputting the first in-vehicle sensor data showing the running state of the vehicle collected in the past and the danger occurrence data in which the information on which the danger has occurred is preset from the first in-vehicle sensor data. An accident risk definition model that estimates the probability of occurrence as an accident risk is generated, and the second in-vehicle sensor data indicating the running state of the vehicle collected in the past is input to the accident risk definition model to estimate the probability that a danger will occur. And the accident risk definition generation unit that generates accident risk estimation data,
An accident that predicts the accident risk after a predetermined time by inputting the first biometric index data calculated in advance from the biometric data of the driver when the second in-vehicle sensor data is collected and the accident risk estimation data. Accident risk prediction model generation unit that generates risk prediction model by machine learning,
A biometric index calculation unit that acquires biometric data of the driver who is driving from the biosensor of the vehicle and calculates a second biometric index data indicating the state of the driver from the biometric data.
An accident risk prediction unit that inputs the second biometric index data into the accident risk prediction model to predict the accident risk after a predetermined time, and the accident risk prediction unit.
An operation support system characterized by having.
前記所定時間後の事故リスクの予測値が予め設定された閾値以上の場合にはアラートを生成して出力する事故リスク報知部を、さらに有することを特徴とする運行支援システム。 The operation support system according to claim 6.
An operation support system further comprising an accident risk notification unit that generates and outputs an alert when the predicted value of the accident risk after a predetermined time is equal to or higher than a preset threshold value.
前記生体指標計算部は、
前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得し、前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成し、前記心拍変動時系列データの周波数スペクトル解析を行い、前記周波数スペクトル解析の結果からパワースペクトル密度の低周波成分の強度と、高周波成分の強度の和を自律神経トータルパワーとして算出して生体指標データとすることを特徴とする運行支援システム。 The operation support system according to claim 6.
The biometric index calculation unit
The driver's heartbeat data is acquired as the biometric data, RRI is calculated from the heartbeat data to generate heartbeat fluctuation time series data, frequency spectrum analysis of the heartbeat fluctuation time series data is performed, and the frequency spectrum analysis is performed. An operation support system characterized by calculating the sum of the intensity of the low frequency component of the power spectrum density and the intensity of the high frequency component as the total autonomic nerve power from the results and using it as biometric index data.
前記事故リスク予測部は、
前記事故リスク予測モデルに前記パワースペクトル密度の低周波成分の強度と高周波成分の強度を入力し、前記事故リスク予測モデルが運転者の状態を示す解釈データを出力することを特徴とする運行支援システム。 The operation support system according to claim 8.
The accident risk prediction department
An operation support system characterized in that the intensity of the low frequency component and the intensity of the high frequency component of the power spectral density are input to the accident risk prediction model, and the accident risk prediction model outputs interpretation data indicating the driver's condition. ..
前記事故リスク報知部は、
前記車両の車載センサから位置情報を取得して、前記車両の位置情報と前記運転者の状態を示す情報とを表示する画面を出力することを特徴とする運行支援システム。 The operation support system according to claim 7.
The accident risk notification unit
An operation support system characterized by acquiring position information from an in-vehicle sensor of the vehicle and outputting a screen displaying the position information of the vehicle and information indicating the state of the driver.
過去に収集した車両の走行状態を示す第1の車載センサデータと、前記第1の車載センサデータから危険が発生した情報を予め設定した危険発生データと、を入力として、機械学習によって危険が発生する確率を事故リスクとして推定する事故リスク定義モデルを生成し、過去に収集した車両の走行状態を示す第2の車載センサデータを前記事故リスク定義モデルへ入力して、危険が発生する確率を推定して事故リスク推定データを生成する事故リスク定義モデル生成部と、
前記第2の車載センサデータを収集したときの運転者の生体データから予め算出した第1の生体指標データと、前記事故リスク推定データと、を入力として所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測モデルを機械学習によって生成する事故リスク予測モデル生成部と、
前記車両を運転中の前記運転者の生体データを取得して、前記生体データから前記運転者の状態を示す第2の生体指標データを算出する生体指標計算部と、
前記事故リスク予測モデルに前記第2の生体指標データを入力して、前記所定時間後の事故リスクを予測する事故リスク予測部と、
を有することを特徴とする運行支援サーバ。 It is an operation support server that has a processor and memory and supports the operation of vehicles.
Danger occurs by machine learning by inputting the first in-vehicle sensor data showing the running state of the vehicle collected in the past and the danger occurrence data in which the information on which the danger has occurred is preset from the first in-vehicle sensor data. An accident risk definition model that estimates the probability of occurrence as an accident risk is generated, and the second in-vehicle sensor data indicating the running state of the vehicle collected in the past is input to the accident risk definition model to estimate the probability that a danger will occur. And the accident risk definition model generator that generates accident risk estimation data,
Accident risk that predicts the accident risk after a predetermined time by inputting the first biometric index data calculated in advance from the biometric data of the driver when the second in-vehicle sensor data is collected and the accident risk estimation data. Accident risk prediction model generation unit that generates prediction model by machine learning,
A biometric index calculation unit that acquires biometric data of the driver who is driving the vehicle and calculates a second biometric index data indicating the state of the driver from the biometric data.
An accident risk prediction unit that inputs the second biometric index data into the accident risk prediction model to predict the accident risk after a predetermined time, and the accident risk prediction unit.
An operation support server characterized by having.
前記所定時間後の事故リスクの予測値が予め設定された閾値以上の場合にはアラートを生成して出力する事故リスク報知部を、さらに有することを特徴とする運行支援サーバ。 The operation support server according to claim 11.
An operation support server further comprising an accident risk notification unit that generates and outputs an alert when the predicted value of the accident risk after a predetermined time is equal to or higher than a preset threshold value.
前記生体指標計算部は、
前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得し、前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成し、前記心拍変動時系列データの周波数スペクトル解析を行い、前記周波数スペクトル解析の結果からパワースペクトル密度の低周波成分の強度と、高周波成分の強度の和を自律神経トータルパワーとして算出して生体指標データとすることを特徴とする運行支援サーバ。 The operation support server according to claim 11.
The biometric index calculation unit
The driver's heartbeat data is acquired as the biometric data, RRI is calculated from the heartbeat data to generate heartbeat fluctuation time series data, frequency spectrum analysis of the heartbeat fluctuation time series data is performed, and the frequency spectrum analysis is performed. An operation support server characterized by calculating the sum of the intensity of the low frequency component of the power spectrum density and the intensity of the high frequency component as the total autonomic nerve power from the result and using it as biometric index data.
前記事故リスク予測部は、
前記事故リスク予測モデルに前記パワースペクトル密度の低周波成分の強度と高周波成分の強度を入力し、前記事故リスク予測モデルが運転者の状態を示す解釈データを出力することを特徴とする運行支援サーバ。 The operation support server according to claim 13.
The accident risk prediction department
An operation support server characterized in that the intensity of the low frequency component and the intensity of the high frequency component of the power spectral density are input to the accident risk prediction model, and the accident risk prediction model outputs interpretation data indicating the driver's condition. ..
前記事故リスク報知部は、
前記車両の車載センサから位置情報を取得して、前記車両の位置情報と前記運転者の状態を示す情報とを表示する画面を出力することを特徴とする運行支援サーバ。 The operation support server according to claim 12.
The accident risk notification unit
An operation support server characterized by acquiring position information from an in-vehicle sensor of the vehicle and outputting a screen displaying the position information of the vehicle and information indicating the state of the driver.
前記第4のステップは、
前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得するステップと、
前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成するステップと、
前記心拍変動時系列データについて隣接するRRIの差分値を算出して差分系列ΔRRI(t)を生成するステップと、
前記差分系列ΔRRI(t)から前記差分値が所定値XXmsec以上になる差分値の総数を自律神経NNXXとして算出して生体指標データとするステップと、
を含むことを特徴とする運行支援方法。 The operation support method according to claim 1.
The fourth step is
The step of acquiring the driver's heartbeat data as the biometric data,
A step of calculating RRI from the heart rate data to generate heart rate variability time series data,
A step of calculating a difference value of adjacent RRIs for the heart rate variability time series data and generating a difference series ΔRRI (t).
A step of calculating the total number of difference values whose difference value becomes a predetermined value XXmsec or more from the difference series ΔRRI (t) as an autonomic nerve NNXX and using it as biometric index data.
Operation support method characterized by including.
前記生体指標計算部は、
前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得し、前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成し、前記心拍変動時系列データについて隣接するRRIの差分値を算出して差分系列ΔRRI(t)を生成し、前記差分系列ΔRRI(t)から前記差分値が所定値XXmsec以上になる差分値の総数を自律神経NNXXとして算出して生体指標データとすることを特徴とする運行支援システム。 The operation support system according to claim 6.
The biometric index calculation unit
The driver's heart rate data is acquired as the biometric data, RRI is calculated from the heart rate data to generate heart rate variability time series data, and the difference value of adjacent RRIs is calculated for the heart rate variability time series data to make a difference. An operation characterized in that a sequence ΔRRI (t) is generated, and the total number of difference values whose difference value becomes a predetermined value XXmsec or more from the difference sequence ΔRRI (t) is calculated as autonomic nerve NNXX and used as biometric index data. Support system.
前記生体指標計算部は、
前記生体データとして前記運転者の心拍データを取得し、前記心拍データからRRIを算出して心拍変動時系列データを生成し、前記心拍変動時系列データについて隣接するRRIの差分値を算出して差分系列ΔRRI(t)を生成し、前記差分系列ΔRRI(t)から前記差分値が所定値XXmsec以上になる差分値の総数を自律神経NNXXとして算出して生体指標データとすることを特徴とする運行支援サーバ。 The operation support server according to claim 11.
The biometric index calculation unit
The driver's heart rate data is acquired as the biometric data, RRI is calculated from the heart rate data to generate heart rate variability time series data, and the difference value of adjacent RRIs is calculated for the heart rate variability time series data to make a difference. An operation characterized in that a series ΔRRI (t) is generated, and the total number of difference values whose difference value becomes a predetermined value XXmsec or more is calculated as autonomic nerve NNXX from the difference series ΔRRI (t) and used as biometric index data. Support server.
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