JP2973662B2 - Travel time estimation and prediction device - Google Patents

Travel time estimation and prediction device

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JP2973662B2
JP2973662B2 JP3324433A JP32443391A JP2973662B2 JP 2973662 B2 JP2973662 B2 JP 2973662B2 JP 3324433 A JP3324433 A JP 3324433A JP 32443391 A JP32443391 A JP 32443391A JP 2973662 B2 JP2973662 B2 JP 2973662B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走行車両の運転者に対
する任意区間における旅行時間の情報提供や道路交通の
制御、管理または運用に利用する旅行時間推定予測装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a travel time estimation / prediction apparatus used for providing travel time information to a driver of a traveling vehicle in an arbitrary section and controlling, managing or operating road traffic.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置は、車両個別認識装
置(Automatic Vehicle Identification system:以下
AVIと称する)単独、または車両感知器からの計測値
を用いた推定予測手段による装置が主流である。前者
場合、推定予測手段は統計的な手法によるモデルが主流
である。後者の場合は、感知器設置地点の交通流として
の計測値、交通量、占有率または速度から推定予測を行
う手段を記述したモデルにより旅行時間を予測する。そ
の具体的手段は、過去からの時系列的な統計的関係を抽
出して利用する統計モデル、車両の運動をモデル化した
数理モデルが主流である。また、装置としては一般にこ
れらのうちの単独のモデルを用いて構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of device is mainly an individual vehicle identification device (hereinafter referred to as an AVI) alone or a device based on an estimation / prediction means using a measured value from a vehicle sensor. . In the case of the former , statistical estimation models are the mainstream for estimation and prediction means.
It is. In the latter case, the travel time is predicted by a model describing a means for performing an estimation prediction from the measured value, the traffic volume, the occupancy or the speed as the traffic flow at the sensor installation point. As the specific means, a statistical model that extracts and uses a time-series statistical relationship from the past and a mathematical model that models the motion of a vehicle are mainly used. Further, the device is generally configured using a single model among these.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般的にAVI単独に
よる装置では、車両の実際の測定旅行時間が利用可能で
あるが、車両の認識をするためには、最低2地点に設置
するとともに、この2地点における情報が必要である。
さらに、AVIを広範囲な領域に密に設置した場合、全
ての設置点での情報を照合する必要が生じる。また、多
数区間で旅行時間の捕捉が必要な場合、大規模なものと
なり、高コストの装置となる。加えて、推定予測手段は
過去の実結果に基づくことになるが、特に、悪天候等に
より全く認識できない場合など補助的な手段が必要とな
る。
In general, in an AVI-only device, the actual measured travel time of a vehicle can be used. Information at two points is needed.
Furthermore, when AVIs are densely installed in a wide area, it is necessary to check information at all installation points. Further, when it is necessary to capture travel time in a large number of sections, the travel time becomes large and the cost becomes high. In addition, the estimation / prediction means is based on past actual results. However, auxiliary means is necessary especially when recognition cannot be made at all due to bad weather or the like.

【0004】一方、車両感知器と推定予測手段による場
合には、装置としては比較的安価となるが、実旅行時間
を直接求めることができない。道路は社会的役割や使用
形態により性格が異なるため、交通状況はさまざまな様
相を呈し、旅行時間は各道路やその他の状況により異な
るものとなる。これに対して、道路の交通状況は感知器
を密に設置して計測値を多数収集することで高い精度で
把握し、これにより旅行時間も導出できると考えるが、
感知器を道路上にくまなく設置することは、コスト的な
面や環境面で無理があり、分散的にせざるを得ない。そ
のため、推定予測手段として対象にあったモデルを必要
とする。
On the other hand, in the case of using the vehicle sensor and the estimation / prediction means, the apparatus is relatively inexpensive, but the actual travel time cannot be directly obtained. Since roads have different characteristics depending on their social roles and usage patterns, traffic conditions have various aspects, and travel time varies depending on each road and other conditions. On the other hand, traffic conditions on the road can be grasped with high accuracy by densely installing sensors and collecting a large number of measurement values, and it is thought that travel time can be derived by this,
Installing sensors all over the road is costly and environmentally unreasonable, and must be decentralized. Therefore, a model suitable for the target is required as the estimation and prediction means.

【0005】これらのモデルはある仮定など、適合条件
下での理論に基づいて構築されるため、理論が処理対象
とマッチしていれば十分な結果を得ることができる。し
かし、実際の交通現象と理論が常に同様の状況になると
は限らず、ある状況下で的確なモデルとなっても、他の
状況下では不的確な場合となることがあり、全体を一つ
のモデルでカバーすることは難しい。これに対し、多種
多様な観点、複雑な状況を考慮した多数のモデルが存在
し、また構築されている。このように異種または複数の
モデルが存在する場合、選択適用が難しい問題となる。
従来は、予め選択した単一モデルの適用がほとんどであ
った。この場合でも、モデルの検証が不可欠であり、ま
た、対象の経年変化に対応するために、定期的にモデル
と実対象での旅行時間との比較を行いモデルの修正を行
う必要がある。
[0005] Since these models are constructed based on the theory under suitable conditions such as certain assumptions, sufficient results can be obtained if the theory matches the object to be processed. However, the present invention is not limited to the actual traffic phenomenon and the theory is always the same situation, even if the exact model under certain circumstances, under other circumstances might be a case of non-precise, of one whole It is difficult to cover with a model. On the other hand, a large number of models exist and are constructed in consideration of various viewpoints and complicated situations. As described above, when there are heterogeneous models or a plurality of models, it is difficult to select and apply the models.
Conventionally, the application of a single model selected in advance has been mostly used. Even in this case, it is necessary to verify the model, and it is necessary to periodically compare the model with the travel time of the actual object and correct the model in order to cope with the aging of the object.

【0006】一般に、これらの推定予測手段は予め収集
した計測値や観測した現象に基づき、統計的または解析
的に法則的関係を導出して構築する必要がある。しか
し、旅行時間は車両の自律的要因や周囲環境の影響にも
よるため、計測値や現象は不完全かつ不明確になりがち
であり、構築作業は非常に高度かつ専門的技術を要する
こととなっていた。
In general, these estimation and prediction means need to be constructed by statistically or analytically deriving a law-based relationship based on previously collected measurement values and observed phenomena. However, travel time also depends on the autonomous factors of the vehicle and the influence of the surrounding environment, so the measured values and phenomena tend to be incomplete and unclear, and the construction work requires very advanced and specialized skills. Had become.

【0007】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、旅行時間の推定予測を多角的観点から精度よく
行い、実対象の旅行時間を反映し、対象の特徴や変化に
対しても柔軟に対応できる優れた旅行時間推定予測装置
を提供することを目的とするものである。
The present invention solves such a problem. The present invention estimates and predicts travel time with high accuracy from various viewpoints, reflects the travel time of an actual object, and can also be applied to characteristics and changes of the object. It is an object of the present invention to provide an excellent travel time estimation and prediction device that can flexibly respond.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、区間内における車両感知器及び車両個別認
識装置により計測した車両速度、旅行時間および旅行速
度に基づいて、前記区間内における旅行時間を推定また
は予測する推定予測手段を備えたものである。
The present invention achieves the above object.
Vehicle sensors and individual vehicle identification within the section
Vehicle speed, travel time and travel speed measured by the sensor
Based on the degree, the travel time in the section is estimated or
Is provided with an estimating means for estimating .

【0009】また、上記に加えて、複数の推定予測モデ
ルを記憶した推定予測手段と、区間内の車両感知器から
のデータに基づいて、過去の交通状況と当該交通状況と
比較し、最適推定予測モデルを選出するマッチング手段
を備えたものである。
In addition to the above, a plurality of estimated prediction models
From the estimated prediction means that stores the
Based on the past traffic conditions and the traffic conditions
It is provided with a matching means for comparing and selecting an optimal estimation prediction model.

【0010】また、上記に加えて、区間内の車両感知器
からのデータに基づいて、予め前記区間の推定予測モデ
ルの個々の旅行時間推定予測結果を使用するか、また
は、複数の結果を統合して全体の結果として使用する
か、を判断する評価手段を備えたものである。
Further, in addition to the above, a vehicle detector in a section
Based on the data from
The evaluation means is provided for determining whether to use the individual travel time estimation prediction result of the file or to combine a plurality of results and use the result as an overall result.

【0011】また、上記に加えて、区間内の旅行時間計
測値及び推定予測値と、予め定められた推定予測モデル
のデータに基づいて、推定予測手段、マッチング手段、
評価手段を変更する調整手段を備えたものである。
In addition to the above, a travel time meter in a section is provided.
Measured value and estimated predicted value and predetermined estimated predicted model
Based on the estimated data,
An adjusting means for changing the evaluation means is provided.

【0012】[0012]

【作用】したがって、本発明によれば以下の作用を有す
る。
According to the present invention, the following functions are provided.

【0013】推定予測手段である異種、あるいは部分空
間毎のモデルの論理和により全体の推定予測手段を構成
するため、単一モデルで全ての領域をカバーする必要が
なく、交通状況や各道路など各種の条件に応じたモデル
を容易に構築できる。
Since the entire estimation and prediction means is constituted by the logical sum of the models of different types or subspaces as the estimation and prediction means, it is not necessary to cover all areas with a single model, and it is not necessary to cover traffic conditions, roads and the like. Models can be easily constructed according to various conditions.

【0014】また、モデルの適用時に適合条件と任意時
点での対象状況とを比較し、モデルを選択または適合を
判断するため、予め固定的に選択条件を設定するよりも
交通状況によくマッチした単独または複数のモデルを選
択あるいは見極めて動的に適用できる。
In addition, when the model is applied, the matching condition is compared with the target situation at an arbitrary point in time, and the model is selected or matched. Single or multiple models can be selected or viewed and dynamically applied.

【0015】また、推定予測手段による結果をさらにマ
ッチング手段の結果を用いて評価し、選択または統合を
行って全体の結果とするため、適合条件とのマッチング
に一致した推定予測結果を得られる。
Further, the result of the estimation / prediction means is further evaluated using the result of the matching means, and selection or integration is performed to obtain an overall result. Therefore, an estimation / prediction result matching the matching with the matching condition can be obtained.

【0016】また、推定予測手段における車両感知器の
計測値を用いたモデルの結果をAVIによる実旅行時間
の測定結果に適応するように調整するため上記両方の結
果を有効に活用でき、さらに、任意のタイミングで各手
段を調整するため、実対象を反映しながら一つまたは全
ての推定、評価、調整手段と、適用した各手段ごとに調
整対象を変更できるため、全体を再構成し、対象に柔軟
に適応することができる。
In addition, since the result of the model using the measured value of the vehicle sensor in the estimation and prediction means is adjusted so as to be adapted to the result of the measurement of the actual travel time by AVI, both results can be effectively utilized. for adjusting the means at an arbitrary timing, one or all of the estimated while reflecting the actual object, evaluation, and adjustment means, it is possible to change the applicable adjusted for each unit that reconstructs the entire target Can be flexibly adapted to

【0017】したがって、複数の推定予測手段の利用が
可能であればマッチング、評価手段により交通状況に応
じて適用でき、さらにAVIデータの利用が可能であれ
ば評価手段はこれと推定予測結果を用いて調整を行う。
Therefore, if a plurality of estimated prediction means can be used, matching and evaluation means can be applied according to the traffic situation, and if AVI data can be used, the evaluation means uses this and the estimated prediction result. Make adjustments.

【0018】[0018]

【実施例】図1(a)は本発明の一実施例の構成を示す
図である。図1において、1は道路を単純に模式化した
ものであり、図1の左手から右手へと車両が走行する場
合のみを考える。つまり、図1では左手側が上流、右手
側が下流となる。2は車両感知器であり、道路上に数百
mの間隔で設置される。車両感知器2は一般に交通量、
占有率または速度を計測するが、本実施例では速度を計
測可能なものとしている。3は車両個別認識装置(Auto
matic VehicleIdentification system:以下AVIと称
する)であり、本実施例では撮像機を用いたものであ
り、撮像機は数kmの間隔をもって設置してある。撮像機
により任意時刻で下流の撮像機が走行車両のナンバープ
レートを撮影したとき、上流の撮像機が撮影したナンバ
ーおよびその時刻履歴と照合し、一致ナンバーが存在し
た場合にその時刻差から旅行時間を、また、設置点間の
距離から旅行速度を導出する。4は推定予測を行う処理
部であり、マイクロコンピュータ等により構成され、処
理部4内に設けたメモリに格納したプログラムが車両感
知器2、AVI3からの計測値に基づき処理を実行す
る。
FIG. 1A is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a simple schematic diagram of a road, and only the case where the vehicle travels from the left hand to the right hand in FIG. 1 will be considered. That is, in FIG. 1, the left hand side is upstream, and the right hand side is downstream. Reference numeral 2 denotes a vehicle detector, which is installed at intervals of several hundred meters on the road. Vehicle detector 2 is generally used for traffic volume,
The occupancy or the speed is measured. In this embodiment, the speed can be measured. 3 is an individual vehicle recognition device (Auto
In this embodiment, an imaging device is used, and the imaging devices are installed at intervals of several kilometers. When the downstream camera captures the license plate of the traveling vehicle at an arbitrary time by the camera, the number is compared with the number captured by the upstream camera and its time history, and if a matching number exists, the travel time is calculated from the time difference. And the travel speed is derived from the distance between the installation points. Reference numeral 4 denotes a processing unit that performs estimation and prediction. The processing unit 4 is configured by a microcomputer or the like, and a program stored in a memory provided in the processing unit 4 executes processing based on measurement values from the vehicle sensor 2 and the AVI 3.

【0019】次に図1(a)に示す本実施例の動作につ
いて説明する。なお、以下の説明ではAVIにより区切
られる区間を旅行区間とする。今、複数の車両が上流か
ら下流に向かって走行し、各車両感知器設置地点での速
度と、旅行区間の旅行時間とが車両感知器2、AVI3
により計測される。ここで、5分毎にそれらの平均値を
算出し、各々、地点i(i=1,2,…,n)の5分間
平均速度Vi、区間の平均旅行時間T、平均旅行速度V
を得る。これらを用いて処理部4では旅行時間(または
速度)の推定予測を行い、この結果とAVI3による実
際の平均旅行時間(または速度)との比較により、処理
部4における算出結果を適応的に修正する。
Next, the operation of this embodiment shown in FIG. 1A will be described. In the following description, a section delimited by AVI is referred to as a travel section. Now, a plurality of vehicles are traveling from upstream to downstream, and the speed at each vehicle sensor installation point and the travel time of the travel section are the vehicle sensors 2 and AVI 3.
Is measured by Here, the average value is calculated every 5 minutes, and the average speed V i , the average travel time T of the section, and the average travel speed V at the point i (i = 1, 2,..., N) are calculated.
Get. Using these, the processing unit 4 estimates and predicts the travel time (or speed), and adaptively corrects the calculation result in the processing unit 4 by comparing this result with the actual average travel time (or speed) based on AVI3. I do.

【0020】また、図1(b)は処理部4の構成を示す
図である。処理部4は推定手段41と予測手段42とを
並列に配置し、さらに複数の個々手段を表現したモデル
41a〜42c、マッチング手段44、評価手段45、
2つの個々手段43a、43bからなる調整手段43と
から構成される。
FIG. 1B is a diagram showing the configuration of the processing unit 4. As shown in FIG. The processing unit 4 arranges the estimating unit 41 and the predicting unit 42 in parallel, and furthermore, models 41a to 42c expressing a plurality of individual units, a matching unit 44, an evaluating unit 45,
And adjusting means 43 comprising two individual means 43a and 43b.

【0021】ここで、推定予測手段4aについて説明す
るが、ここでは推定のみを対象に、個々の推定手段とし
て渋滞時のモデル41a、定常時のモデル41b、閑散
時のモデル41cの3つを構築するものとし、これらの
推定モデルを車両感知器3からの時系列速度データを入
力として次のように定義する。
Here, the estimation / prediction means 4a will be described. Here, three models, ie, a model 41a in a traffic jam, a model 41b in a steady state, and a model 41c in a quiet time, are constructed as individual estimation means only for estimation. These estimation models are defined as follows using the time-series speed data from the vehicle sensor 3 as input.

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】ここで、Yk:推定結果(k=1,2,3) X:5分間時間平均速度データ m:地点数(i=1,2,3,…,m) n:時点数(j=0,1,2,3,…,n) fk:渋滞(k=1)、定常(k=2)、閑散(k=
3)モデル k:モデル番号 t:現時点 上記モデルは各状況に合わせてモデルパラメータが異な
るが、各モデル間の競合や重複は全く考慮せずともよ
く、各々を構築すればよい。
Here, Y k : estimation result (k = 1, 2, 3) X: 5-minute time average speed data m: number of points (i = 1, 2, 3,..., M) n: number of time points ( j = 0, 1, 2, 3,..., n) f k : congestion (k = 1), steady (k = 2), quiet (k =
3) Model k: Model number t: Present time The above-mentioned model has different model parameters according to each situation, but it is not necessary to consider competition or duplication between the models at all, and it is sufficient to construct each model.

【0026】各モデルは上式に基づいて推定を行うが、
ここで本実施例ではさらに以下に(数4)、(数5)で
示す補正要素を導入する。これは調整手段43での適応
的な調整に用いるためのものであり、各モデルの結果と
実結果との間に存在する比例属性偏り属性をもつ。
Each model estimates based on the above equation.
Here, the present embodiment further introduces correction elements represented by (Equation 4) and (Equation 5) below. This is used for adaptive adjustment by the adjusting means 43, and has a proportional attribute and a bias attribute existing between the result of each model and the actual result.

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】[0028]

【数5】 (Equation 5)

【0029】ここで、αk:比例係数であり、初期値は
1.0 βk:偏り係数であり、初期値は0.0 k:モデル番号(k=1,2,3) Yk’(t):補正後の結果 また、予測は各式のYk(t)、Yk’(t)をYk(t
+1)、Yk’(t+1)とおけばよい(t+1は次の
時点を表す)。ただし、推定とは別個に構築する。これ
らの推定手段および予測手段を用いて推定予測結果を得
る。
Here, α k is a proportional coefficient, an initial value is 1.0 β k : a bias coefficient, and an initial value is 0.0 k: a model number (k = 1, 2, 3) Y k ′ (t): results after correction also, the prediction of the formula Y k (t), Y k ' a (t) Y k (t
+1) and Y k ′ (t + 1) (t + 1 represents the next point in time). However, it is constructed separately from the estimation. An estimation prediction result is obtained using these estimation means and prediction means.

【0030】次にマッチング手段44について説明す
る。本実施例でのマッチング手段44は、推定または予
測の各モデルが対象とする状況と実際の交通状況とのマ
ッチング判断を行う。また、本実施例におけるマッチン
グ手段44は速度データの分布解析によるものとし、こ
れにはニューラルネットワーク手法の一つである学習ベ
クトル量子化手法を用いる。本例は、この手法により予
め感知器の速度データから参照ベクトルと呼ぶテンプレ
ートとなるデータセットRkを学習により抽出してお
き、この参照ベクトルと入力の形成するベクトルX間の
距離によりマッチングを行う。この学習とマッチングは
学習ベクトル量子化手法における以下の具体的方法によ
る。まず、学習について説明する。入力(ここでは車両
感知器2からのデータ)が与えられたとき、入力ベクト
ルとの距離が最小となる参照ベクトルRcが次式により
選択される。
Next, the matching means 44 will be described. The matching means 44 in the present embodiment makes a matching judgment between the situation targeted by each estimation or prediction model and the actual traffic situation. Further, the matching means 44 in the present embodiment is based on a distribution analysis of velocity data, and a learning vector quantization method which is one of the neural network methods is used for this. In this example, a data set R k as a template called a reference vector is previously extracted from the velocity data of the sensor by learning using this method, and matching is performed based on the distance between the reference vector and the vector X formed by the input. . The learning and matching are performed by the following specific method in the learning vector quantization method. First, learning will be described. When the input (the data from the vehicle sensors 2 in this case) is given the reference vector R c the distance between the input vector is minimized is selected by the following equation.

【0031】[0031]

【数6】 (Equation 6)

【0032】[0032]

【数7】 (Equation 7)

【0033】[0033]

【数8】 (Equation 8)

【0034】ここで、X(t):t時点の入力によるベ
クトルであり、 (X1(t),X1(t−1),…,X1(t−n),
…,Xi(t−j),…,Xm(t−n)) Rk,Rc:参照ベクトルであり、 (R1(t),R1(t−1),…,R1(t−n),
…,Ri(t−j ),…,Rm(t−n)) Dk(t):t時点のベクトル間の距離 k:モデル番号(k=1,2,3) そして、参照ベクトルは以下の(数9)、(数10)に
よって学習される。 1) k∈Nのとき
Here, X (t): a vector based on the input at the time point t, (X 1 (t), X 1 (t−1),..., X 1 (t−n),
..., X i (t-j ), ..., X m (t-n)) R k, R c: a reference vector, (R 1 (t), R 1 (t-1), ..., R 1 (T-n),
.., R i (t−j),..., R m (t−n)) D k (t): distance between vectors at time t k: model number (k = 1, 2, 3) and reference vector Is learned by the following (Equation 9) and (Equation 10). 1) When k∈N

【0035】[0035]

【数9】 (Equation 9)

【0036】2) 1)以外の場合2) Other than 1)

【0037】[0037]

【数10】 (Equation 10)

【0038】ここで、N:N=δ(t) γ(t),δ(t):単調減少関数 1)はRcの近傍の参照ベクトルが対象になる。学習に
よって得られた参照ベクトルは、ゼロベクトルに近いも
のから順に、1:渋滞、2:定常、3:閑散の各状況に
割り当てる。マッチング手段実行時は学習後の参照ベク
トルまでの距離D k(k=1,2,3)を直接用いる。つ
まり、Dkが小さいほどkの状況(1:渋滞、2:定
常、3:閑散)に近いと判断し、マッチング結果とす
る。予め車両感知器2からのデータを得られない場合
は、参照ベクトルに最適な初期値を設定すればよい。ま
た、本ベクトルは可変であり、実際の交通状況や経年変
動等に合わせ、上記の方法によって調整可能である。本
実施例では、推定、予測のいずれの場合でもともに同様
の方法によるため、本手段は上記両者に共通に使用でき
る。
Here, N: N = δ (t) γ (t), δ (t): monotone decreasing function 1) is RcIs the reference vector in the vicinity of. For learning
Therefore, the obtained reference vector is close to the zero vector.
In order from 1 to 1: traffic jam, 2: steady, 3: quiet
assign. When the matching means is executed, the reference vector after learning
Distance D to Torr k(K = 1, 2, 3) is used directly. One
Mari, DkIs smaller, the situation of k (1: traffic jam, 2: fixed)
Always 3: Closed) and determine the matching result.
You. When data from the vehicle sensor 2 cannot be obtained in advance
May be set to an optimal initial value for the reference vector. Ma
Also, this vector is variable, and actual traffic conditions and aging
It can be adjusted by the above method according to the movement and the like. Book
In the embodiment, the same applies to both estimation and prediction.
This method can be used commonly for both of the above.
You.

【0039】また、本実施例における評価手段45で
は、上記3つのモデルの結果をマッチング結果を用いて
統合する。統合は次に示す(数11)〜(数15)によ
る。
Further, the evaluation means 45 in this embodiment integrates the results of the above three models using the matching results. The integration is based on the following (Equation 11) to (Equation 15).

【0040】[0040]

【数11】 [Equation 11]

【0041】[0041]

【数12】 (Equation 12)

【0042】[0042]

【数13】 (Equation 13)

【0043】[0043]

【数14】 [Equation 14]

【0044】[0044]

【数15】 (Equation 15)

【0045】 ここで、Yi”(t):推定結果の評価後の値 Dt:マッチング結果である距離の総和 Y:全モデルによる推定結果 Wk:調整のための比例係数であり、初期値は1.0T:調整のための偏り係数であり、初期値は0.0 a:1.0 以上から、各モデルの結果は交通状況へのマッチング結
果により加重評価され、結合される。つまり、ある状況
へ近いほどその距離によって推定結果が反映される。予
測は上式のYi’(t)、Yi”(t)のtをt+1とし
て同様に行う。
Here, Yi ″ (t): a value after evaluation of the estimation result Dt: a sum of distances as matching results Y: an estimation result by all models Wk: a proportional coefficient for adjustment, and an initial value is 1 .0 T: bias coefficient for adjustment, starting from 0.0 a: 1.0 or higher, the results of each model are weighted and evaluated by matching to traffic conditions and combined. The closer the situation is, the more the estimation result is reflected by the distance.The prediction is performed in the same manner as above, where t of Yi '(t) and Yi "(t) is t + 1.

【0046】次に調整手段43の動作について述べる。
ここでは、マッチング手段44、推定予測手段4a、評
価手段45の調整を行うが、本実施例においては、推定
予測手段4aおよび評価手段45を対象とする第1の調
整43a、マッチング手段44を対象とする第2の調整
43bを備えている。第1の調整43aでは、推定また
は予測誤差に基づいて各モデルと評価手段45の比例お
よび偏り係数を調整する。本実施例では下記の最急降下
法によるニューラルネットワーク手法、誤差逆伝播法を
用いる。まず、推定に対する評価手段45のWk、Tを
対象とした調整を(数16)〜(数18)に示す。
Next, the operation of the adjusting means 43 will be described.
Here, the matching unit 44, the estimation prediction unit 4a, and the evaluation unit 45 are adjusted. In the present embodiment, the first adjustment 43a and the matching unit 44 for the estimation prediction unit 4a and the evaluation unit 45 are set. Is provided. In the first adjustment 43a, the proportionality and the bias coefficient of each model and the evaluation means 45 are adjusted based on the estimation or prediction error. In this embodiment, the following neural network method using the steepest descent method and the error back propagation method are used. First, (Equation 16) to (Equation 18) show the adjustment of the evaluation means 45 for estimation with respect to W k and T.

【0047】[0047]

【数16】 (Equation 16)

【0048】[0048]

【数17】 [Equation 17]

【0049】[0049]

【数18】 (Equation 18)

【0050】ここで、E:誤差 Yt(t):実際の値(AVI3による値) h’(I):1.0(∵h’(I)=aI+T;a=
1.0) Lc:学習定数(例えば0.9) Sc:安定化係数(例えば0.9) Wk’:調整後のWk Δ:修正量 予測誤差は次の時点でないと分からないため、前回の推
論結果と現時点での値から導かれる。Tは、Yk
(t)を1.0、Wkを1.0とおいて、同様に計算す
ればよい。各推定・予測モデルでのαkは上式を以下の
(数19)〜(数21)のようにして調整し、βkはY
k(t)を1.0とおいて同様に実行する。
Here, E: error Y t (t): actual value (value based on AVI3) h ′ (I): 1.0 (∵h ′ (I) = aI + T; a =
1.0) L c : learning constant (eg, 0.9) S c : stabilization coefficient (eg, 0.9) W k ': adjusted W k Δ: correction amount The prediction error cannot be known until the next time point Therefore, it is derived from the previous inference result and the current value. T is Y k
With (t) set to 1.0 and W k set to 1.0, the same calculation may be performed. Αk in each estimation / prediction model is obtained by adjusting the above equation as in the following (Equation 19) to (Equation 21), and βk is Y
The same operation is performed with k (t) set to 1.0.

【0051】[0051]

【数19】 [Equation 19]

【0052】[0052]

【数20】 (Equation 20)

【0053】[0053]

【数21】 (Equation 21)

【0054】また、予測に関する調整は上式のY(t)
以外の項(Yk、Yk’、Yk’、Dk、Dt)の(t)を
(t−1)とし、同様に行えばよいが、これらは1時点
前の予測値やマッチング結果を意味する。なぜならば、
予測値に対する調整は実際の値がなければ不可能であ
り、次の時点で行わなければならないからである。ただ
し、上記例は次時点で実際の値が得られることを前提に
している。得られない場合、調整は実行されない。以上
により、推定または予測誤差に基づいて、各推定予測手
段4aと評価手段45の比例および偏り係数を調整す
る。これはその時点の交通流に合わせたリアルタイムま
たは短期間の調整である。
The adjustment relating to the prediction is performed by using Y (t) in the above equation.
The (t) of the terms (Yk, Yk ', Yk', Dk, Dt) other than (t) may be set to (t-1) in the same manner, but these mean the predicted value one time before and the matching result. because,
This is because adjustment to the predicted value is impossible without the actual value and must be made at the next point in time. However, the above example is based on the assumption that an actual value is obtained at the next time . If not, no adjustment is performed. As described above, based on the estimation or prediction error, the proportionality and the bias coefficient of each estimation / prediction unit 4a and the evaluation unit 45 are adjusted. This is a real-time or short-term adjustment to the current traffic flow.

【0055】また、第2の調整43bではマッチング手
段44の調整を行う。この調整は、旅行区間の交通状況
の変動など経年変化に対するものであり、第1の調整4
3aよりも長期を目的としている。本例は一定の期間
で、ここでは1ヵ月毎にマッチング手段44の可変要素
である参照ベクトルを更新する。ただし、過去からの連
続性を考慮し、過去2ヵ月分の速度データを用いて行
う。よって、少なくとも1ヵ月分のデータが重複するた
め、過去からの経年的変動を含めることができ、交通状
況が変化していけばマッチング手段44とそれによる結
果も変わり、同時に各モデルと評価結果も調整とともに
次第に変化する。
In the second adjustment 43b, the matching means 44 is adjusted. This adjustment is for an aging change such as a change in traffic conditions in the travel section.
The purpose is longer than 3a. In this example, the reference vector, which is a variable element of the matching means 44, is updated for a fixed period, here, every month. However, in consideration of continuity from the past, it is performed using speed data for the past two months. Therefore, since the data for at least one month overlaps, it is possible to include the secular variation from the past, and if the traffic condition changes, the matching means 44 and the result by the matching means 44 will change, and at the same time, each model and the evaluation result will also change. Changes gradually with adjustment.

【0056】次に本実施例における各手段の動作を図
2、図3を用いて説明する。図2は推定時の動作を示す
フローチャート、図3は予測時の動作を示すフローチャ
ートである。推定と予測は別個に動作し、一連のステッ
プ(ステップ21〜26、ステップ31〜36)が1回
で実行され、周期毎、本実施例では5分毎に繰り返され
る。マッチングステップはマッチング手段44で車両感
知器2からのデータを用いて交通状況との比較判断を行
う(ステップ21、ステップ32)。推定予測は各モデ
ルにて各旅行時間を導出する(ステップ22、ステップ
33)。評価ステップでは、評価手段45を用い、マッ
チングによる判断結果と各モデルの結果から最終的な推
定・予測結果の導出がなされる(ステップ23、ステッ
プ34)。調整1のステップでは調整手段43の第1の
調整43aを用い、推定・予測結果と実際の結果(AV
I3による値)により推定予測手段4aおよび評価手段
45の調整が行われる(ステップ24、ステップ3
1)。ステップ25、ステップ35では、調整手段45
の第2の調整43bの実行タイミングを判断し、行う場
合は第2の調整43bによりマッチング手段44の更新
が行われる(ステップ26、ステップ36)。これらの
動作を実システム上で繰り返しながら行う。ただし、予
測については、AVI3の値が次の時点で得られるた
め、第1の調整43aが先立って行われる。
Next, the operation of each means in this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the operation at the time of estimation, and FIG. 3 is a flowchart showing the operation at the time of prediction. The estimation and the prediction operate separately, and a series of steps (steps 21 to 26 and steps 31 to 36) are executed once, and are repeated every cycle, in this embodiment, every 5 minutes. In the matching step, the matching means 44 uses the data from the vehicle sensor 2 to make a comparison judgment with the traffic situation (steps 21 and 32). The estimated prediction derives each travel time in each model (steps 22 and 33). In the evaluation step, a final estimation / prediction result is derived from the judgment result by matching and the result of each model using the evaluation means 45 (steps 23 and 34). In the step of the adjustment 1, the first adjustment 43a of the adjustment means 43 is used, and the estimation / prediction result and the actual result (AV
The estimation and prediction means 4a and the evaluation means 45 are adjusted by the value of I3 (step 24, step 3).
1). In steps 25 and 35, the adjusting means 45
The execution timing of the second adjustment 43b is determined, and if so, the matching means 44 is updated by the second adjustment 43b (steps 26 and 36). These operations are repeatedly performed on the actual system. However, for the prediction, the value of AVI3 is obtained at the next point in time, so the first adjustment 43a is performed prior to the first adjustment 43a.

【0057】上記の例以外に、マッチングの結果からた
だ1つのモデルを選択、この値を評価し最終的な結果と
し、そのモデルのみを調整する。または、モデル自身に
も調整用の係数を内在させ、同様の手段で調整するな
ど、区間の特性等に合わせて最適なマッチング、推定予
測、評価、調整の手段を設定すればよい。さらに、上記
例以外に推定予測手段として、異なるデータを用いたモ
デルや、また、統計的モデル、数理的解析による定量的
モデルなどであってよく、その構築基準や精度により、
マッチングや評価、調整手段を構築すればよい。
In addition to the above example, only one model is selected from the result of matching, and this value is evaluated as a final result, and only that model is adjusted. Alternatively, optimal matching, estimation prediction, evaluation, and adjustment means may be set in accordance with the characteristics of the section, such as making adjustment coefficients inherent in the model itself and adjusting by the same means. Further, as an estimation prediction means other than the above examples, a model using different data, or, furthermore, a statistical model, a quantitative model based on mathematical analysis, and the like may be used.
What is necessary is just to construct matching, evaluation, and adjustment means.

【0058】したがって、本発明によれば、複数の交通
状況に対する種々の推定予測モデルを含めて、容易に装
置の構築が可能となり、推定予測モデルの交通状況との
一致や適合、選択を考慮した多角的観点からの旅行時間
推定予測が可能となる。
Thus, according to the present invention, a plurality of traffic
Easily implement, including various estimated prediction models for the situation
Can be constructed, and the estimated
Travel time from multiple perspectives, considering match, fit and choice
Estimation prediction becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の一実施例の構成を示す図 (b)は図1(a)における処理部の内部構成を示す図1A is a diagram illustrating a configuration of an embodiment of the present invention; FIG. 1B is a diagram illustrating an internal configuration of a processing unit in FIG. 1A;

【図2】本実施例における推定時の動作を示すフローチ
ャート
FIG. 2 is a flowchart showing an operation at the time of estimation in the embodiment.

【図3】本実施例における予測時の動作を示すフローチ
ャート
FIG. 3 is a flowchart showing an operation at the time of prediction in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 車両感知器 3 AVI 4 処理部 41 推定手段 42 予測手段 43 調整手段 44 マッチング手段 45 評価手段 2 Vehicle Detector 3 AVI 4 Processing Unit 41 Estimating Means 42 Predicting Means 43 Adjusting Means 44 Matching Means 45 Evaluation Means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 裕二 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番 1号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−49999(JP,A) 特開 平3−19100(JP,A) 特開 平2−253499(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G08G 1/00 - 1/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Hasegawa 3-1-1 Tsunashima Higashi, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Matsushita Communication Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-63-49999 (JP, A) JP-A-3-19100 (JP, A) JP-A-2-253499 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G08G 1/00-1/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 道路上に任意の間隔で設けられ、少なく
とも車両速度を計測する車両感知器と、この車両感知器
が設置された道路上に複数設置され、任意の2地点にお
いて同一車両を識別した場合、当該車両の前記2地点を
端点とする区間内の旅行時間および旅行速度を計測する
車両個別認識装置と、予め前記区間における旅行時間お
よび旅行速度の複数の推定予測モデルを記憶した推定予
測手段と、前記車両感知器及び前記車両個別認識装置か
ら得られたデータと前記推定予測モデルとが一致するか
否かを判断するマッチング手段と、このマッチング手段
の結果に基づいて、ひとつの推定予測モデルを使用する
か、または、複数の推定予測モデルを統合して使用する
か、を判断する評価手段と、前記車両感知器及び前記車
両個別認識装置から得られたデータに基づいて、前記推
定予測手段、前記マッチング手段および前記評価手段を
調整する調整手段とを備え、 前記推定予測手段は、前記評価手段の結果を受け、前記
推定予測モデルから前記区間内における旅行時間を推定
または予測することを特徴とする 旅行時間推定予測装
置。
(1) provided at arbitrary intervals on a road;
And a vehicle detector that measures the vehicle speed
Are installed on the road where the
And identify the same vehicle, the two points of the vehicle
Measure the travel time and travel speed in the section as the end point
The vehicle individual recognition device and the travel time and
Estimation prediction that stores multiple estimation prediction models of travel speed and travel speed
Measuring means, the vehicle sensor and the vehicle individual recognition device
Whether the obtained data and the estimated prediction model match
Matching means for determining whether or not
Use one estimated prediction model based on the results of
Or use multiple estimated prediction models together
The vehicle detector and the vehicle
Based on the data obtained from both individual recognition devices,
Constant prediction means, said matching means and said evaluation means
Adjusting means for adjusting, the estimation prediction means receives the result of the evaluation means,
Estimate travel time in the section from the estimated prediction model
Alternatively, a travel time estimation / prediction device characterized by performing prediction.
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